Implementation of the semi-Lagrangian advection scheme on a quasi-uniform overset grid on a sphere

The semi-Lagrangian advection scheme is implemented on a new quasi-uniform overset （Yin-Yang） grid on the sphere. The Yin-Yang grid is a newly developed grid system in spherical geometry with two perpendicularly-oriented latitude-longitude grid components （called Yin and Yang respectively） that overlapp each other, and this effectively avoids the coordinate singularity and the grid convergence near the poles. In this overset grid, the way of transferring data between the Yin and Yang components is the key to maintaining the accuracy and robustness in numerical solutions. A numerical interpolation for boundary data exchange, which maintains the accuracy of the original advection scheme and is computationally efficient, is given in this paper. A standard test of the solid-body advection proposed by Williamson is carried out on the Yin-Yang grid. Numerical results show that the quasi-uniform Yin-Yang grid can get around the problems near the poles, and the numerical accuracy in the original semi-Lagrangian scheme is effectively maintained in the Yin-Yang grid.     

全球水储量变化的GRACE卫星检测

利用GRACE月尺度变化的地球重力场反演了全球水储量变化,并与陆地水文资料、卫星测高资料及海洋模式得到的结果进行了比对.通过对SOURE台站重力变化的陆地水储量变化计算结果和GRACE重力场系数截断为15阶得到的结果比较,发现两者比较接近,且年周期变化特征明显.对于亚马逊流域,当重力场系数截断为15阶且平滑半径使用106 m时,GRACE反演的区域平均水储量厚度的周年变化振幅为15.6×10-2m,小于使用平滑半径为4×105m的23.7×10-2m.在研究长江流域时,本文对水文资料做球谐系数展开,并与GRACE数据做同样的截断和平滑处理,结果发现GRACE反演的水厚度变化与水文资料结果基本上符合.对于纬度±66°之间的海洋区域,GRACE反演的海水质量变化接近于结合卫星测高和海洋模式得到的结果,但对于2°×2°网格,则在一些区域差异明显,最大超过了0.2 m,中误差为3.8×10-2m.可见,当前GRACE卫星时变重力场只能确定出上千公里及以上尺度区域的水储量变化.     

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。     

2003年新疆巴楚地震CPT液化数据库构建

2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区发生M_S6.8地震,出现了唐山地震、海城地震后近30年我国大陆最具规模的砂土液化现象。大量研究显示,巴楚地震液化砂土标贯击数与锥尖阻力指标偏大,采用国内外液化判别方法往往会判为非液化。利用Robertson土质分类图对巴楚地区孔压静力触探试验(CPTU)数据进行土类分层检验,基于以下原则,选定了液化点液化层与非液化点临界液化层。(1)应选取非液化点土层剖面中最易液化层,不能因液化点力学指标偏大而将非液化点临界液化层力学指标选得更大;(2)应结合q_c-h与R_f-h图,避免选取黏土为液化层;(3)巴楚地区液化层往往上覆非饱和细砂,形成透水边界,选取液化层时应舍弃存在透水边界的土层。最后,利用我国规范方法构建了巴楚地震静力触探(CPT)液化数据库,并进行了初步的判别分析。     

高分五号热红外传感器多通道SST反演

2018-05高分五号（GF-5）卫星发射升空,其上搭载的全谱段成像仪在热红外8—13 μm谱段范围内具有4个温度反演通道（B09,B10,B11,B12）,空间分辨率设计优于40 m,在国内民用传感器领域实现了由单通道向多通道、中空间分辨率向高空间分辨率的跨越式突破,使得GF-5卫星热红外数据在地表热环境遥感领域具有极其重要应用价值。本研究基于GF-5的4个热红外通道的通道响应函数,利用全球742条TIGR（Thermodynamic Initial Guess Retrieval）探空廓线数据,进行不同观测角度、水汽含量和海表发射率条件下的MODTRAN4.0（Moderate resolution atmospheric Transmittance and Radiance code4.0)辐射传输过程模拟,基于模拟结果分别对两通道、三通道和四通道劈窗算法海表温度SST（ Sea Surface Temperature）反演系数进行修订,并分析观测角度、水汽含量和海表发射率对不同通道组合的精度影响,并通过GF-5卫星实际反演的SST结果进行验证。GF-5全谱段成像仪SST反演两通道劈窗算法组合共有6种,即B09-B10、B09-B11、B09-B12、B10-B11、B10-B12、B11-B12;三通道劈窗算法组合共有4种,即B09-B10-B11、B09-B10-B12、B09-B11-B12、B10-B11-B12;四通道劈窗算法组合1种,即B09-B10-B11-B12。通过对不同通道组合形式研究发现,水汽含量对SST反演精度有较大的影响,且温度反演的精度随着水汽含量的增加而降低;其次是观测角度,SST反演精度随着观测天顶角的增大而降低;最后是发射率的影响,两通道、三通道和四通道劈窗算法SST反演精度随着发射率的变化总体在0.1 K以内变化。最后以大亚湾核电站周围海域为验证区,用GF-5热红外遥感影像进行SST的反演并做误差分析,结果表明B09-B10通道SST反演实际误差为0.57 K,反演精度较高,实际误差与理论模拟误差相差0.24 K,差异的来源主要包括辐射定标和传感器噪声等要素影响,其他通道形式反演精度有待于传感器响应稳定后进一步验证。     

景电灌区移民对祁连山植被恢复的相对生态价值

近些年来,生态系统的服务价值研究已成为生态学以及生态经济学领域中的一个热点问题。祁连山被称为伸进西北干旱区的一座湿岛,在我国“一带一路”建设中占有重要地位。景电灌区兴建以来从祁连山移出了大量农牧民。那么,景电灌区移民对祁连山植被恢复的生态价值如何呢？以景电灌区移民涉及到的祁连山东端景泰、古浪、天祝3县山区为研究区,用价值工程方法对从祁连山区向景电灌区移民退耕退牧还林还草的生态价值做了分析,并与模型因子当量法的计算结果进行了比较。结果表明：祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为37.458 1×10⁸元。其中,退耕还林还草的生态价值为37.438 6×0⁸元,退牧后草场植被盖度增加的生态价值为194.79×104元。计算结果为用COSTANZA和谢高地模型因子当量法计算得的祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态服务价值40.054 0×0⁸元的93.52%。两种方法计算结果祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为景电工程年总成本1.45×0⁸元的25.8~27.6倍。两种计算结果一致表明,景电灌区生态移民对祁连山植被恢复的生态价值十分突出。由此也可以看出,COSTANZA和谢高地模型因子当量法适用于祁连山的生态服务价值分析。     

盐度、pH胁迫对茂名海域文昌鱼磷酸酶活性的影响

实验测定了茂名海域文昌鱼在 96 h 时间间隔内耐受盐度的极限值为:最低 17.24,最高46.24;耐受 pH 的极限值为最低 5.0,最高10.0.通过实验前后文昌鱼体重及酸碱磷酸酶活性的变化对比,找出茂名海域文昌鱼较适合生长的盐度及 pH 范围分别为:28.0～32.0及7.5～8.5.     

土体约束对海底管道整体屈曲的影响机理研究

高温高压下海底管道的整体屈曲稳定性分析是管道设计的重要组成部分,而选取多长的管道进行分析对其整体屈曲稳定性结果影响显著。依据临界管长将管道分为"长管"与"短管",基于动力显式分析方法,揭示了长管与短管在发生整体屈曲过程中,屈曲幅值与波长、管壁轴向压力、轴向应变及轴向位移的变化规律;研究了土体约束力影响管道临界长度的规律性,分析了土体约束力系数对长管与短管整体屈曲变形的影响。研究发现,土体约束力对短管的整体屈曲行为影响显著,短管的整体屈曲幅值随土体约束力系数的增大呈现先增大后减小的趋势。该项研究对区分不同长度管道的整体屈曲类型进而采取有效防控措施具有重要参考价值。     

冷冻牡蛎贮存过程中脂溶性有毒物质的变化研究

牡蛎是我国出口量较大的水产品之一,由于产品本身的特殊性,在生长过程中易产生腹泻性贝毒(DSP).本实验中原料牡蛎DSP生物法检测结果为阴性,冷冻贮存4个月后检测结果即为阳性.本研究以分析这一变化原因为目的,采用LC-MS法对DSP生物检测的阳性样品进行确认,结果表明,生物法DSP检测的结果为假阳性,造成生物法DSP检测中小白鼠死亡的是牡蛎在贮藏过程中产生的脂溶性有毒物质.进一步分析确定该有毒物质为牡蛎脂肪水解物--游离脂肪酸.同时本研究对牡蛎在不同贮存温度和贮存时间下产生的游离脂肪酸含量进行了测定,在-10 ℃贮存温度下,贮存0,2,4,6,8,10个月,游离脂肪酸的变化范围为5.2～788.6 mg/kg;在-10 ℃,-18 ℃,-25 ℃贮存温度下,贮存4个月,游离脂肪酸的变化范围为92.5～389 mg/kg.     

关于河南盐矿资源开发建设探讨

盐既是化学工业的基础原料,又是人们生活的必需品,直接关系到国计民生,在国民经济和社会发展中有着十分重要的作用。河南省岩盐资源丰富、区位优势明显,如何合理开发,引导制盐及盐化工快速协调发展,使其为振兴河南经济,促进中部崛起服务,是盐业发展中亟待解决的问题。为此,本文笔者就河南盐矿开发建设问题做一些探讨,以抛砖引玉。