自动气象站降水实时快速质控算法设计

对降水资料异常进行分类,并在此基础上设计一种有效的实时快速质控算法。具体方法为:将一定范围内的自动站组成一个局域空间,应用空间一致性方法快速筛选出疑误站,然后利用小时降水的空间分布、分钟降水的时程方程以及与气温、湿度的关联特性,开展针对不同异常类型降水资料的二次质量控制。实际测试表明,该综合质量控制算法在质控实时性与准确性间取得了较好的平衡,尤其是对夏季降水有良好的质控效果。     

华北地区气溶胶垂直分布特征的观测与分析

利用2006 2013年CALIOP激光雷达Level 1B数据的气溶胶衰减后向散射系数、退偏比和色比观测,分析了华北地区大气气溶胶光学特性的垂直分布特征。统计结果显示:2010-2013年,华北地区4-8 km高度范围内衰减后向散射系数均值呈减小的趋势,而0-4 km高度范围内衰减后向散射系数均值呈增长趋势。说明2010年以后近地面层(0-2 km)气溶胶散射作用逐渐增强,高层(4-8 km)气溶胶散射作用逐渐降低,这与近年华北地区霾天气(颗粒物主要聚集在近地层)日趋增加、沙尘天气(沙尘气溶胶层经常存在于4-8 km的范围)有所减少相吻合。20062013年,华北地区冬季0-4 km高度范围内衰减后向散射系数均值最大,近地面层气溶胶散射作用最大,这与该地区冬季取暖燃烧排放增加有关。春、秋两季4-8 km高度范围内衰减后向散射系数均值较大,夏季0-8 km各高度范围内衰减后向散射系数均最小,说明春、秋季节的气溶胶散射贡献主要来自4-8 km的对流层上部大气。春季对流层上部的高后向散射系数与华北地区春季频发的沙尘天气有关,秋季对流层上部的高后向散射系数与华北收获季节的生物质燃烧有关。2008年以后,华北地区2-8 km范围内各高度层的退偏比均值逐年减小,这说明规则的球形气溶胶粒子在近几年有所增加。0-4 km范围的低层大气,2009年后色比均值缓慢增加。而6-8 km范围内的色比均值从2008年后一直都是减小的,说明2008年后对流层上部大气(4-8 km)气溶胶粒子的尺度在减小,这也与近几年沙尘天气减少、霾天数增加的现象是一致的。0-8 km各个高度范围内的退偏比和色比均值春季最大,且退偏比随着高度的增加而增加,再次证明春季华北受沙尘天气影响,不规则的粗粒子气溶胶最多。夏、冬季节近地面层(0-2km)退偏比和色比均值略大于2-4 km高度层的,夏、冬两季近地面主要以人为活动排放的气溶胶为主,冬季除了汽车尾气排放和工业排放外,还有取暖增加的排放。近地面层易受人为活动影响混合一些不规则气溶胶。     

2014年2月北京PM2.5污染过程及天气形势分析

2014年2月19—27日,北京出现了重度污染及以上水平的霾天气,严重危害着人们的身体健康。以北京该段持续污染过程为研究对象,基于同期气象数据与PM2.5 观测数据,利用SPSS统计软件分析了PM2.5浓度与气象因子间的相关性,探究区域周边城市PM2.5 污染变化特征及其与地面天气形势之间的关系。研究结果表明,在一定的气象条件下,PM2.5 浓度与风速、相对湿度分别呈显著的负相关、正相关,与气压呈负相关,与气温无显著相关关系。同时,比较该时段北京市与周边区域7个城市的PM2.5 浓度变化趋势及后向轨迹分析,发现北京市与周边城市在相似的气象背景条件下,污染过程具有区域性特征。华北地区处于地面高压均压场控制时,地面风速小,逆温层明显,大气层结稳定,区域扩散条件差,弱偏南气流主导时间长,受局地源积累和区域输送的影响,污染物浓度累积上升,可形成持续霾天气。     

库车盆地白垩系碎屑白云母物源区示踪与构造意义

沉积盆地碎屑岩记录了相邻造山带构造演化及隆升剥蚀的重要信息。本文对库车盆地白垩系砂岩中的白云母进行了电子探针及~(40)Ar/~(39)Ar定年分析,并与天山造山带的数据对比研究表明:库车盆地白垩系砂岩中白云母为多硅白云母,硅原子数小于西南天山蓝片岩及榴辉岩中的多硅白云母,形成时的压力低于目前保留在西南天山蓝片岩中多硅白云母;白垩系砂岩多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄为396.6 Ma,与在低温高压变质带中获得的多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄419~310Ma一致,表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带已抬升至地表遭受剥蚀,为库车盆地提供大量的物质,也表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带高度(海拔)高于其南部的哈尔克山,而现今天山地貌形态显示低温高压变质岩海拔低于哈尔克山,这可能是由于新生代天山地区差异隆升剥蚀引起的。     

北大巴山新元古代龙潭河组的源区特征：来自碎屑组成和锆石年代学的证据

沿扬子板块北缘大巴山弧形断裂出露的新元古代龙潭河组主体为一套富火山碎屑沉积岩夹原生火山碎屑岩组合。长期以来,它们以及上覆砂砾岩组合(木座组)(前人认为冰蹟岩)统被解释为扬子板块北缘新元古代陆内裂谷和被动陆缘沉积。龙潭河组岩石组合包括杂砂岩、含砾粗砂岩、砾岩、凝灰质粉砂岩夹(含砾)凝灰岩。砂岩碎屑组成研究表明,龙潭河组碎屑以火山岩岩屑和斜长石为主,少量石英,砾岩砾石主要为玄武岩、玄武安山岩/安山岩。这些特征表明物源区主要出露中、基性火山岩和富火山碎屑沉积岩,少量长英质岩石,源区大地构造背景为岛弧。本文对一套具有近源堆积特征的火山质砾岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年分析,结果显示锆石具有两组集中年龄群,峰值分别为~770 Ma和~705 Ma,表明源区存在至少两期岩浆活动。龙潭河组砾石、岩屑和锆石较差的磨圆度和分选性共同表明它们为一套近源沉积,碎屑组成表明物源区为~705 Ma岛弧,形成于弧后环境。龙潭河组物源区岛弧构造背景的确定暗示南秦岭造山带北大巴山地区与俯冲相关的岛弧构造体制一直持续到~705 Ma。     

西准噶尔北部早二叠世石英正长斑岩的地球化学特征及意义

朱鲁木特石英正长斑岩出露于西准噶尔北部。地球化学研究结果显示,它们的SiO2含量在74.5%~77.6%之间,显示高的K2O(4.60%~5.58%)、全碱(8.14%~9.61%)含量和高的K2O/Na2O比值(1.25~1.38),属于高钾钙碱性岩系列。铝饱和指数(A/CNK)=1.04~1.18,为过铝质岩石系列。稀土元素总量在128×10-6~236×10-6之间。它们显示了轻稀土富集[(La/Yb)N=6.0~10.4],重稀土相对平坦[(Gd/Yb)N=0.96~1.12],强烈的负Eu异常(Eu/Eu*=0.23~0.26)为特征。微量元素显示亏损Nb、Ta、P、Ti等高强场元素,富集Rb、K、U和Th等大离子亲石元素和La、Nd和Zr等元素。岩浆源区可能经历了斜长石,磷灰石,钛铁矿等矿物的分离结晶作用。石英正长斑岩具有正的εNd(t)和εHf(t),年轻的t2DM(Nd)(474~572 Ma)和t2DM(Hf)(357~931Ma)模式年龄,可能是古生代新生地壳物质的部分熔融的产物。它们具有较高的锆石饱和温度(834~865℃),与西准噶尔北部的A型花岗岩几乎同时形成,表明西准噶尔地区在早二叠世处于一种拉张高温的环境。     

Characterization of preferential flow paths between boreholes in fractured rock using a nanoscale zero-valent iron tracer test

Recent advances in borehole geophysical techniques have improved characterization of cross-hole fracture flow. The direct detection of preferential flow paths in fractured rock, however, remains to be resolved. In this study, a novel approach using nanoscale zero-valent iron (nZVI or ‘nano-iron’) as a tracer was developed for detecting fracture flow paths directly. Generally, only a few rock fractures are permeable while most are much less permeable. A heat-pulse flowmeter can be used to detect changes in flow velocity for delineating permeable fracture zones in the borehole and providing the design basis for the tracer test. When nano-iron particles are released in an injection well, they can migrate through the connecting permeable fracture and be attracted to a magnet array when arriving in an observation well. Such an attraction of incoming iron nanoparticles by the magnet can provide quantitative information for locating the position of the tracer inlet. A series of field experiments were conducted in two wells in fractured rock at a hydrogeological research station in Taiwan, to test the cross-hole migration of the nano-iron tracer through permeable connected fractures. The fluid conductivity recorded in the observation well confirmed the arrival of the injected nano-iron slurry. All of the iron nanoparticles attracted to the magnet array in the observation well were found at the depth of a permeable fracture zone delineated by the flowmeter. This study has demonstrated that integrating the nano-iron tracer test with flowmeter measurement has the potential to characterize preferential flow paths in fractured rock.     

板块俯冲对岩浆作用影响的同位素地球化学示踪研究

同位素已成为俯冲带岩浆作用研究中灵敏的地球化学示踪剂,是约束岩浆运移过程和时间尺度的有力工具。综述了近几十年来利用Sr-Nd-Pb-Hf同位素、Li和B同位素以及Be和短周期铀系同位素等方法,在俯冲带岩浆作用过程、时间尺度、岩浆源区物质特征、岩浆形成演化及控制机制等方面取得的进展和成果。最后指出将不同同位素研究应用于弧后盆地岩浆作用的研究中,必将为全球俯冲带岩浆作用研究带来突破性的进展和成果。