一次飑线过程对流稳定度演变的诊断分析

针对2016年5月2日发生在华东地区的一次飑线过程,利用WRF模式进行高分辨率数值模拟。在成功模拟飑线发生、加强和移动的基础上,对此次过程中对流不稳定特征以及引起对流稳定度变化的原因进行诊断分析。结果表明:（1）在降水发生前,低层大气表现为对流不稳定;降水发生后,对流不稳定能量得到释放,大气趋于稳定。为了分析引起对流稳定度变化的原因,推导了局地直角坐标系中相当位温垂直梯度的倾向方程,其中位势散度是引起位势稳定度局地变化的主要强迫项。在弱降水区,低层位势散度为负值,有利于增强位势不稳定;强降水区及其前沿为位势散度正值区,倾向于抑制位势不稳定。在强降水区低层,位势散度的主要分量为垂直风切变项,代表垂直风切变和大气湿斜压性的综合作用;高层的主要分量为散度项,代表水平散度和位势稳定度的耦合作用。（2）位势散度能综合表征降水区上空垂直风切变、大气湿斜压性、水平辐合辐散和大气位势稳定度变化等特征,因而与降水联系紧密。本文利用位势散度对飑线降水进行预报,结果表明,位势散度与小时观测降水在时间和空间上吻合较好,对降水区有一定的指示意义,可以为飑线降水业务预报提供参考。     

高浓硫酸盐溶液中氯离子汞量法的改进

结合标准加入法,对高浓硫酸盐样品中低浓度氯离子测定的经典汞量法进行了改进。实验证实,改进后的汞量法能更好地用于高浓硫酸盐样品中低浓度的氯离子定量测定,具有终点颜色突变明显,测定结果准确可靠,实验操作十分简便,有利于节约实验时间和成本等优点。     

Proof of the monotonicity of grid size and its application in grid-size selection for mesoscale models

Terrain characteristics can be accurately represented in spectrum space. Terrain spectra can quantitatively reflect the effect of topographic dynamic forcing on the atmosphere. In wavelength space, topographic spectral energy decreases with decreasing wavelength, in spite of several departures. This relationship is approximated by an exponential function. A power law relationship between the terrain height spectra and wavelength is fitted by the least-squares method, and the fitting slope is associated with grid-size selection for mesoscale models. The monotonicity of grid size is investigated, and it is strictly proved that grid size increases with increasing fitting exponent, indicating that the universal grid size is determined by the minimum fitting exponent. An example of landslide-prone areas in western Sichuan is given, and the universal grid spacing of 4.1 km is shown to be a requirement to resolve 90% of terrain height variance for mesoscale models, without resorting to the parameterization of subgrid-scale terrain variance. Comparison among results of different simulations shows that the simulations estimate the observed precipitation well when using a resolution of 4.1 km or finer. Although the main flow patterns are similar, finer grids produce more complex patterns that show divergence zones, convergence zones and vortices.Horizontal grid size significantly affects the vertical structure of the convective boundary layer. Stronger vertical wind components are simulated for finer grid resolutions. In particular, noticeable sinking airflows over mountains are captured for those model configurations.     

一种地热能可再生资源量的新算法——以北京为例

北京地热资源勘查始于20世纪50年代中期。70年代初期,针对以往对地热资源的可再生性认识不足,不能真实反映地热资源中蕴含的可循环利用的热量,造成计算值偏小的情况。本文介绍了一种地热可再生资源量的新算法,计算每个热田的可再生资源量,从而重新估算北京市地热能的资源潜力。通过计算,采用对井抽灌方式且地热水100%回灌条件下抽灌井间距为300m时,10个地热田范围内地热能可提供的供暖面积为3.01亿m2;采用地热梯级利用(和热回收)结合其他辅助清洁能源调峰方式对建筑物进行供暖,全市热田面积内可供暖面积为8.60亿m2。对比传统地热可采资源量与本次研究采用的新算法,采用对井系统供暖可大大提高布井密度,使可供暖面积提高73倍。通过对地热能可再生资源量进行计算,对于推进全国范围内的地热发展,具有良好的推动作用。     

复杂地形强降雪过程中垂直运动诊断分析

利用WRF模式对2018年11月30日伊犁河谷和天山北坡强降雪过程进行数值模拟,并分析复杂地形强降雪过程垂直速度和垂直动能变化机制。研究表明,冷锋过境造成地表气压升高,干空气气柱质量增大,从而导致垂直气压梯度力和干空气气柱浮力发生变化,进而引起垂直运动发生发展。垂直速度局地时间变化主要取决于扰动垂直气压梯度力、水物质拖曳力和扰动干空气浮力。在天山北坡,气流过山时,迎风坡的扰动垂直气压梯度力较大,扰动干空气浮力较小,二者合力促进上升运动;在背风坡,扰动垂直气压梯度力和扰动空气浮力形成向下的合力,产生下沉加速度,导致背风坡下沉大风。扰动垂直气压梯度力做功和扰动干空气浮力做功情况基本相反,背风坡扰动垂直气压梯度力和综合强迫做功项抑制垂直动能,扰动干空气浮力和水物质拖曳力做功项增强垂直动能。此外,扰动垂直气压梯度力和扰动干空气浮力做功项主要出现在中低层,水物质拖曳力做功项主要位于低层,平缓地形处的综合强迫做功明显小于地形复杂处。     

八里扁隧道围岩变形监测与位移反分析

为了判定八里扁隧道在掘进过程中断面处围岩及其支护体系的稳定状态,揭示隧道围岩变形、破坏及稳定的机理,根据隧道断面ZK77+835处围岩变形的监测数据,建立指数函数回归模型,进行精度判定和监测数据分析,同时进行BP神经网络位移反分析与数值模拟,结果表明：采用指数函数模型对断面ZK77+835处围岩变形值进行回归分析的精确度较高;围岩变形存在3个发展时期,从位移值和位移速率两方面可以判定,在监测15d后,该断面处围岩基本处于稳定状态,可以进行二次衬砌施工;利用BP神经网络位移反分析法反演的参数比较准确,将其带入FLAC3D数值模型中,模拟结果与现场监测数据相差不大。     

台风暴雨过程中位势散度波作用密度分析和预报应用研究

在位涡的基础上,考虑散度效应,把水平风矢量旋转90°后的旋度在广义位温梯度方向上的投影定义为位势散度,并把其二阶扰动量定义为位势散度波作用密度,该波作用密度代表扰动热量的扰动输送,与位势稳定度的发展演变有关.登陆台风Morakot(2009)的诊断分析表明,在台风登陆台湾岛,进入台湾海峡和登陆大陆三个阶段,波作用密度高值区与大陆和台湾降水区相重叠,扰动热量的扰动输送显著;在前两个阶段,大陆和台湾降水区波作用密度逐渐增大,扰动热量的扰动输送逐步增强;在台风登陆福建霞浦市后,大陆地区波作用密度减小,扰动热量的扰动输送减弱.在影响波作用密度局地变化的诸多物理因素中,扰动非地转风位涡项是主要强迫项.统计分析表明,波作用密度与观测降水有一定的相关性,据此发展了位势散度波作用密度降水预报方程,其本质是数值模式预报资料的动力延伸释用,预报应用表明,利用24 h模式预报场计算的波作用密度降水能够较好地再现观测降水的落区,对台风Morakot引发的暴雨有一定的预报技巧.     

地质项目管理方法研究

地质项目管理是衡量地勘单位管理水平的直接指标。本文在借鉴建设工程项目管理方法的基础上,结合地质项目的特点.研究了一套适合地勘单位的项目管理方法。     

北京延庆千家店盆地土城子组古生物化石及古气候沉积环境——延庆地区首次发现疑似恐龙骨骼化石

延庆千家店盆地土城子组底部不整合接触蓟县系雾迷山组,不见顶,主要分为3个岩性段,一段以复成分砾岩、砂砾岩为主;二段以紫红色、黑色薄层泥页岩和泥质粉砂岩为主;三段以复成分砾岩、含砾粗砂岩为主。前人在该盆地二段地层中发现大量动植物化石,有双壳类、叶肢介、昆虫、木化石、恐龙足迹等,但一直没有介形类、孢粉及恐龙化石的相关报道。在化石层位发现疑似"恐龙骨骼"化石,丰富了该区化石种类。通过LA-ICP-MS测年,得出一段底部年龄为157.62±0.69Ma;二段中上部年龄为157.13±0.96Ma。分析认为,千家店盆地土城子组主体沉积时代为晚侏罗世早期,在前人研究的基础上,通过多样的古生物化石来探讨该盆地古气候背景及沉积环境。     

不同采样密度的土地质量地球化学评估结果对比——以浙江省龙游县为例

以浙江龙游县北部地区为例,基于《土地质量地球化学评估技术要求》,选择1件/4 km2、1件/km2和4件/km23种采样密度,开展了土地质量地球化学评估工作,重点比较了不同采样密度下的土地质量地球化学评估结果的差异以及其结果的应用范围。结果显示,1件/4 km2的评估结果可以为省级土地管理服务,4件/km2的评估结果可以为县市级土地资源保护与开发利用服务,并指导乡镇级土地管理与土地质量地球化学评估工作的开展。该研究为今后开展土地质量地球化学评估工作提供了实践和理论基础。