中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验

为了探讨一种适用于区域性的地面、雷达、卫星等多源降水资料融合的方法,一种曾用于高分辨雷达、卫星土壤湿度产品反演的贝叶斯融合(Bayesian Merging)方法被尝试应用于江淮地区1 h-0.05°×0.05°经纬度高分辨率的雷达估测降水、卫星反演降水与地面站点观测降水3种资料的融合。在应用该方法时,通过2009年8月样本统计分别估计卫星和雷达反演降水的误差关系,通过曲线拟合建立误差方程,并以卫星资料作为背景场,但在融合时将雷达估测降水作为新的观测信息与地面观测降水同时引入。融合试验检验结果表明:贝叶斯融合方法能够有效实现雷达、地面、卫星3种不同来源资料的融合,该方法生成的多源融合产品的精度均优于任何单一来源的降水产品。     

GRAPES全球模式的动能谱分析

大量的观测资料表明在对流层高层和平流层低层,大气动能谱在大尺度范围(800 km以上)与波数呈现出-3的斜率关系,而过渡到中尺度范围(400 km以下)二者呈现出-5/3的斜率关系。模式预报结果能否展现大气动能谱的这种斜率转折特征已经成为模式评估的有效方法。本文采用GRAPES全球中期数值预报模式2013年5月的预报结果,计算了模式一维和二维动能谱,并分析了二维谱的旋转分量与辐散分量、平均分量与扰动分量的关系。结果表明,GRAPES模式的一维谱和二维谱结果均能较好地表现出动能谱的斜率转折特征,但该模式动能谱在中尺度范围的斜率绝对值明显比观测结果和其它模式结果偏大;二维谱的旋转分量和辐散分量、平均分量和扰动分量在总动能谱中的比重关系及其随高度的变化均与文献结果较为一致。总之,GRAPES模式整体上较好地再现了大气动能谱的各种特征,但是可能由于模式分辨率和耗散作用的影响,模式对大气中尺度波动的描述还不够充分。     

青蛤(Cyclina sinensis)cDNA文库构建及免疫相关因子基因的筛选

在鳗弧菌侵染下,利用SMART方法构建了青蛤的cDNA文库,并采用高通量测序方法和BLASTX比对筛选出ESTs及免疫相关因子的基因.结果表明,所构建的cDNA文库的库容量为1.12×106,插入片段均在500bp以上;大于100bp的有效ESTs序列1113条,平均长度725bp,拼接后获得一致性序列420条,其中包括126个叠联群和294个单拷贝EST,BLASTX比对后获得注释序列271条,进一步筛选获得青蛤免疫相关因子基因序列45条,为克隆其免疫防御相关因子的基因提供了重要的基础.     

近50 a来杭州湾冲淤变化规律与机制研究

使用杭州湾1959-2010年的水下地形图, 结合过去数十年来长江入海水沙量和钱塘江河口段冲淤变化状况, 分析了近50 a来杭州湾在长江入海泥沙量锐减和治江围涂等人类活动作用下的冲淤变化规律及其物理机理。结果表明, 乍浦以上区域近50 a来处于较显著的淤积状态, 且有自上向下发展的趋势, 这种淤积主要是由于钱塘江河口治江缩窄工程所引起的;湾内地形发生了局部调整, 部分小型潮流槽脊系统趋于消亡, 地形趋于平坦化, 湾口北部2003年以后有转淤为冲的趋势, 这与长江入海泥沙量锐减和该区域围垦工程等因素有关;1959-2003和2003-2010年两个时段, 湾内泥沙淤积的年平均值分别为0.91×108和1.66×108 m3。对于整个钱塘江河口系统而言, 即自杭州湾湾口至钱塘江河口段的闸口断面, 长江入海泥沙量减少所产生的影响尚不明显, 2003年以后泥沙淤积速率甚至有所上升。杭州湾近50 a的冲淤变化是人为强烈干预下的大流域-河口系统响应与中小流域-河口系统响应的调整结果。     

浙江南部沿岸产卵场春、夏季鱼卵、仔稚鱼种类组成与分布

根据2011年4月、5月与6月对浙江南部沿岸产卵场进行的共3个航次的调查资料,对该海域的鱼卵、仔稚鱼的种类组成和数量分布进行了分析,结果表明,共发现鱼卵、仔稚鱼72个种类,分别隶属11目38科48属。其中鱼卵29种,分别隶属6目18科24属;仔稚鱼55种,分别隶属10目29科40属。4—6月仔稚鱼数量呈逐月递减的趋势,而鱼卵数量6月最多,5月最少。鱼卵优势种4月以斑鰶、棱鱚、小黄鱼与蓝点马鲛为主,5月以斑鰶、鳀、龙头鱼、银鲳、蓝点马鲛与石首鱼科为主,6月以鳀、龙头鱼、多鳞鱚与鲱科鱼类为主;仔稚鱼优势种4月以虾虎鱼类、褐菖鲉与平鲉科为主,5月以鳀、虾虎鱼类、棱鱚、斑鰶与长鳍篮子鱼为主,6月以鳀与虾虎鱼类为主。斑鰶、鲳鱼、小黄鱼、棱鱚、蓝点马鲛与褐菖鲉的产卵盛期为4月,而鳀与龙头鱼的产卵盛期为6月。     

Optical detection of Prorocentrum donghaiense blooms based on multispectral reflectance

Prorocentrum donghaiense is one of the most common red tide causative dinoflagellates in the Changjiang （Yangtze） River Estuary and the adjacent area of the East China Sea. It causes large-scale blooms in late spring and early summer that lead to widespread ecologic and economic damage. A means for distinguish- ing dinoflagellate blooms from diatom （Skeletonema costatum） blooms is desired. On the basis of measure- ments of remote sensing refectance [Rrs（λ）] and inherent optical parameters, the potential of using a mul- tispectral approach is assessed for discriminating the algal blooms due to P. donghaiense from those due to S. costatum. The behavior of two reflectance ratios [R1 = Rrs（560）/Rrs（532） and Re = Rrs（708）/Rrs（665）], suggests that differentiation of P. donghaiense blooms from diatom bloom types is possible from the current band setup of ocean color sensors. It is found that there are two reflectance ratio regimes that indicate a bloom is dominated by P. donghaiense; （1） R1 〉 1.55 and R2 〈 1.0 or （2） R1 〉 1.75 and R2 ≥ 1.0. Various sensitivity analyses are conducted to investigate the effects of the variation in varying levels of chlorophyll concentration and colored dissolved organic matter （CDOM） as well as changes in the backscattering ratio （bbp/bp） on the efficacy of this muitispectral approach. Results indicate that the intensity and inherent op- tical properties of the algal species explain much of the behavior of the two ratios. Although backscattering influences the amplitude of Rrs（λ）, especially in the 530 and 560 nm bands, the discrimination between P. donghaiense and diatoms is not significantly affected by the variation of bbp/bp. Since aCDOM （440） in coastal areas of the ECS is typically lower than 1.0 m-1 in most situations, the presence of CDOM does not interfere with this discrimination, even as SCDOM varies from 0.01 to 0.026 nm-1. Despite all of these effects, the dis- crimination of P. donghaiense blooms from diatom blooms based on multispectral measurements of Rrs（λ） is feasible.     

塔里木盆地塔中-巴楚地区上奥陶统良里塔格组米兰科维奇旋回性沉积记录研究

通过露头、钻井岩芯沉积相观察及高频旋回识别,结合全岩碳氧同位素旋回、自然伽玛能谱测井ln(Th/K)值频谱分析及地震反射特征,研究了塔里木盆地塔中—巴楚地区分布的上奥陶统良里塔格组开阔台地及外缓坡相碳酸盐岩中发育的四～六级高频层序(旋回)特征及其叠置关系。认为其六级米级旋回、五级准层序及四级准层序组可能分别与20～40ka、100ka及400ka周期的Milankovitch日-地轨道气候旋回有关,并识别出该区良里塔格组由11～12个400ka周期的准层序组构成。提出海相碳酸盐岩全岩或生物壳碳同位素值可作为反映全球海平面相对变化的指标及识别形成三级层序的主控因素(全球海平面变化、地区性构造沉降-抬升运动)的方法——碳同位素-沉积旋回对比分析法。晚奥陶世良里塔格组沉积时期,塔中台地北缘总体表现为向上变浅的加积型沉积叠置型式,主要与塔中I号断裂活动控制形成的高陡型镶边台地边缘有关;巴楚台地西北缘则表现为向上变浅的加积-进积复合型沉积叠置型式,主要与其断裂活动弱、受沉积作用控制为主的缓坡台地边缘有关。塔中-巴楚台地良里塔格组表现为一个完整三级层序的形成与演化,主要受控于该台地的构造(沉降-抬升)运动而不是全球海平面变化,属于典型的地区性构造层序及不具有全球对比意义。     

不同卸荷速率下岩石强度特性研究

卸荷条件下的岩石强度特性研究对于分析开挖作用下岩石工程的安全性具有极为重要的意义。卸荷试验中影响岩石强度的因素很多,包括岩性、卸荷点的位置、卸荷应力路径和卸荷速率等,以锦屏大理岩为对象,重点研究卸荷速率对强度的影响。提出用屈服接近速率来统一表征加荷和卸荷下的应力增加或减小的速率,通过比较加荷和卸荷条件下的屈服接近速率表明,当围压卸荷速率为常规试验轴向应力加荷速率的0.2～0.3倍时,两种应力路径下接近破坏时的屈服接近速率相当。通过2D弹塑性细胞自动机的数值试验和大理岩的室内卸围压试验来验证理论分析的结果,表明:围压卸荷速率越大,岩样的强度就越高;当卸荷速率为常规轴向加荷速率的0.2～0.3倍时,卸荷和加荷路径下的强度相当。从而得出结论:对于各种卸荷应力路径,如果卸荷点处于弹性范围内,当接近破坏时的屈服接近速率一定时,应力路径对强度的影响不明显。     

孔隙压力对煤岩基质解吸变形影响的试验研究

煤层气开采过程中,伴随着煤层气不断地吸附、解吸和渗流,煤体产生变形,极易导致煤和瓦斯突出事故。以晋城天地王坡煤矿为例,通过实验室内试验,模拟煤层气在复杂地层漫长的形成和逐渐开采过程,得到了孔隙压力与解吸量、应变的变化关系,并拟合得出其相应关系表达式,揭示了一些新的规律:(1)初期解吸速度较快,解吸量随时间的增长而不断增加,后期解吸速度减缓,解吸量逐渐趋于稳定;(2)孔隙压力与解吸量、应变呈现抛物线曲线关系,随孔隙压力的升高,吸附和膨胀变形占主导,其值均在增大;(3)存在最小孔隙压力值,随孔隙压力的增大,解吸时间增长,孔隙压力越小,吸附解吸规律越不明显,对于晋城天地王坡煤矿3#煤样,该值在1.0MPa左右;(4)不同加载方式对解吸量和变形量影响较大,先部分加载吸附后全部载荷解吸结果同比加全部载荷吸附解吸结果高13%～77%。试验结果可为煤层气(CBM)抽放安全和煤与瓦斯突出防治提供理论依据。