下一代大气模式中的数值方法综述

数值预报是逐日天气预报、气候预测和气象防灾减灾的核心科技支撑。为进一步提高预报预测的准确度和延长预见期,甚高分辨率、多圈层耦合、多尺度嵌套、多尺度集合、数值地球系统模拟技术等是下一代数值预报的重要发展方向。异构众核高性能计算机和E级计算的高速发展为这一发展提供了契机,但也对现有业务数值预报中采用的数值方法提出了挑战。此文仅对国内外下一代大气模式涉及到的数值方法进行综述,着重于数值算法、准均匀球面网格和时间积分方案等3个方面,期望为相关研究者提供参考。     

三江源地区降雪量演变特征及其对径流的影响

利用1961-2019年三江源地区19个气象台站逐日气温、降水量等气象观测数据,分析了三江源地区降雪量、降雪日数和雪雨比的时空演变特征及其对径流量的影响。结果表明：（1）1961-2019年三江源地区平均降雪量为146.5 mm,降雪量以14.8 mm·（10a）^-1的速率在减少,1985-1999年为降雪量偏多期,2000年以来为降雪量偏少期;（2）三江源地区年平均雪雨比以4.0%·（10a）-1的速率在减少,长江源区西部及黄河源区西部是雪雨比减少最为明显的区域,其余地区减少速率相对缓慢;（3）三江源地区年平均降雪日数为91天,曲麻莱、五道梁、沱沱河一带以及黄河源区中西部是降雪日数的大值区,降雪日数以14 d·（10a）^-1的速率在减少,黄河源区西部是降雪日数减少最为明显的区域;（4）三江源地区各月降雪量及降雪日数均呈双峰型分布,降雪量和降雪日数最多出现在5月,小雪易出现在3月或4月,中雪和大雪以上量级在秋末、春季出现的概率最高;（5）随着海拔的抬升,降雪量和降雪日数增加,随经度的增加而减少;冷季降雪量多的年份,径流量也随之增大,且径流量相...     

A Positivity-preserving Conservative Semi-Lagrangian Multi-moment Global Transport Model on the Cubed Sphere

A positivity-preserving conservative semi-Lagrangian transport model by multi-moment finite volume method has been developed on the cubed-sphere grid. Two kinds of moments(i.e., point values(PV moment) at cell interfaces and volume integrated average(VIA moment) value) are defined within a single cell. The PV moment is updated by a conventional semi-Lagrangian method, while the VIA moment is cast by the flux form formulation to assure the exact numerical conservation. Different from the spatial approximation used in the CSL2(conservative semi-Lagrangian scheme with second order polynomial function) scheme, a monotonic rational function which can effectively remove non-physical oscillations is reconstructed within a single cell by the PV moments and VIA moment. To achieve exactly positive-definite preserving, two kinds of corrections are made on the original conservative semi-Lagrangian with rational function(CSLR)scheme. The resulting scheme is inherently conservative, non-negative, and allows a Courant number larger than one.Moreover, the spatial reconstruction can be performed within a single cell, which is very efficient and economical for practical implementation. In addition, a dimension-splitting approach coupled with multi-moment finite volume scheme is adopted on cubed-sphere geometry, which benefitsthe implementation of the 1 D CSLR solver with large Courant number.The proposed model is evaluated by several widely used benchmark tests on cubed-sphere geometry. Numerical results show that the proposed transport model can effectively remove nonphysical oscillations and preserve the numerical nonnegativity, and it has the potential to transport the tracers accurately in a real atmospheric model.     

马鞍山硅藻土矿特征及应用

本文叙述了马鞍山硅藻土矿地质、矿床、矿石特征及硅藻土在新时代的应用前景。     

悬臂双排桩桩排距地计算方法研究

目前对悬臂式双排抗滑桩桩排距的研究还很少,其主要根据设计人员的经验来取值。本文首先分析悬臂式双排抗滑桩破坏的三种模式,然后对悬臂式双排抗滑桩的作用机理进行分析,提出影响桩排距的破坏模式。在土拱理论和极限平衡理论的基础上,建立力学计算模型,推导悬臂式双排抗滑桩桩排距的计算公式,提出桩排距的计算方法。     

塔西南缘铅锌矿带典型矿床的矿石组构特征

通过对位于西昆仑北带奥依塔格-库尔良晚古生代(弧后)裂陷盆地塔西南缘铅锌矿带典型矿床矿石结构构造特征进行研究,总结出该矿带各个矿床(点)之间具有相同或相似的矿物共生组合(黄铁矿-方铅矿-闪锌矿-黄铜矿)以及相似的组构特征。主要结构包括草莓状结构、骸晶结构、自形晶结构、固溶体分离结构、交代结构及揉皱结构等;构造包括浸染状构造、流动构造、条带状构造、脉状构造及角砾状构造等,这些组构特征的共性表明成矿作用均具有多期多阶段的特征,并指示出热水沉积成矿兼有后期热液改造的结构构造特征。结合野外地质特征,该区铅锌矿床形成经历了同生沉积与后期改造过程。     

土壤溶解性有机质对植物吸收-输送-贮存重金属的影响研究现状与进展

土壤溶解性有机质对重金属生物地球化学循环中的生物可利用性起着重要作用。近年来,在土壤溶解性有机质对植物吸收、输送和贮存重金属过程的影响研究领域,国际上主要聚焦于以下三个探索方向:①土壤溶解性有机质与重金属形成配位体,改变重金属在土壤中的迁移性和植物根际环境的作用机理研究;②土壤溶解性有机质可突破植物细胞内重金属吸附点位的限制,通过控制植物细胞壁-重金属复合体的形态及重金属在细胞壁内外的吸收平衡,来干预重金属穿过细胞壁进入植物体的动力学过程研究;③土壤溶解性有机质-重金属的络合形态影响重金属在植物体内的输送和贮存作用过程与机理研究。本文基于研究溶解性有机质和重金属的植物过程中,水体溶解性有机质研究多而土壤溶解性有机质研究少的现状,针对溶解性有机质异质性的研究难点和溶解性有机质与植物亚细胞结构的配位特征的复杂性与局限性,从极性、官能团、配位结构等角度,分析并评述了土壤溶解性有机质和重金属生物地球化学中,植物吸收、输送和贮存重金属过程的研究现状和未来发展趋势。     

黄旗海湖泊沉积记录的早中全新世大湖期环境的差异性

内蒙古黄旗海H6剖面揭示了最近间冰期古湖泊涨缩的一个完整旋回。基于OSL年代、粒度并结合沉积物地球化学等数据,分析了黄旗海在早、中全新世（约（11.4±1.1～6.7±0.7）ka）大湖期指标记录特点与环境意义。研究认为黄旗海全新世大湖期可分为三个阶段:1）（11.4±1.1～9.3±0.9） ka BP,半深水环境、湖水盐度低、流域存在有利于化学风化的湿润气候条件;2）（9.3±0.9～7.7±0.7） ka BP,湖水变浅、湖泊萎缩、湖泊盐度升高,流域可能存在不利于化学风化的干燥气候;3）（7.7±0.7～6.7±0.7） ka BP,大湖期结束,指标记录存在剧烈波动,揭示气候具有宽幅震荡特征。同时,研究初步认为Mn/Li比值可以作为流域化学风化的指标指示。     

阜康古牧地活动断裂变形特征研究

对大红沟沟口处河流Ⅰ级和Ⅱ级阶地断裂变形特征研究表明,古牧地断裂活动为古近系泥岩逆冲于第四系之上。断裂破碎带形变主要被两种形式吸收:一是晚第四纪地层拱曲变形作用,二是断裂断错作用。该时期断裂带平均垂直变形速率约为0.26～0.30 mm/a,断裂带内断面发育,既有低角度逆冲断层,也有高角度正断层,组成宽度超过65 m的形变带,破裂带内泥岩揉皱变形明显,最大一次逆冲断错距离为0.4 m,计算震级为M 6.5～6.8。