冰晶核化对雷暴云闪电行为影响的数值模拟研究

为了探讨冰晶核化对雷暴云闪电行为的影响,通过已有的三维对流云起、放电模式探讨对比了3种冰晶核化方案,分别为原模式中的经验公式YS方案及与气溶胶相关的DE方案和LP方案。研究表明冰晶核化方案对雷暴云内冰晶微物理发展特征、起电及放电过程均有一定影响。模拟结果显示:(1)考虑了气溶胶的两种新参数化方案中冰晶粒子在高温区(高于-13.8℃)出现,在雷暴云发展过程中DE方案和LP方案冰晶的垂直分布均大于YS方案。(2)DE方案和LP方案中高温区出现的冰晶所带电荷极性有明显的反转现象,导致雷暴云电荷结构产生差异;雷暴云发展旺盛时刻DE方案和LP方案出现三级性电荷结构,而YS方案在整个雷暴云过程都是偶极性,并且DE方案和LP方案中电荷空间分布区域更加广泛。(3)不同核化方案下雷暴云放电特征存在差异,YS方案在偶极性电荷结构背景下没有负地闪产生,而DE方案和LP方案中次正电荷区的存在促进了负地闪的发生,并且负先导出现在较低的高度范围内;DE方案和LP方案中电荷量级较大,因此云闪发生频次以及正、负先导传播次数增加明显。     

一次寒潮降温过程的等熵位涡和热力学分析

通过等熵位涡和热力学能量方程的各项诊断对2018年1月上旬我国东部一次寒潮天气过程进行分析,重点给出垂直运动在寒潮降温中的作用。结果表明：此次寒潮天气过程主要受蒙古国南部的横槽转竖影响,巴尔喀什湖东部和西伯利亚地区及其北部为引起这次寒潮的主要冷空气源地。欧亚大陆北部和极区对流层高层和平流层低层的高位涡强冷空气沿着等熵面向南向下平流,引导强冷空气侵袭我国东部。等熵位涡大值区的东侧对应上升运动区,有利于降水的产生。寒潮期间风场平流引起的850 hPa强降温区主要位于东南沿海地区,降温幅度最高可达6×10^-4 K·s^-1,而东北地区在整个寒潮期间冷平流强度较弱,最大降温幅度仅约为1×10^-4 K·s^-1。通过计算东南沿海和东北地区区域平均风场平流和垂直运动引起850 hPa温度变化,得出寒潮期间两地的温度总降幅约为1×10^-4 K·s^-1。东南沿海地区的寒潮主要由风场的冷平流引起,而东北地区则是由冷平流和垂直上升运动的共同作用引起。垂直方向上,东北地区冷空气能影响的高度要远高于东南沿海地区。     

基于地震背景噪声监测山东临沂地区地下水位变化

选取山东省临沂地区的JUN与JUX台站数据资料,运用背景噪声互相关技术计算了2009年1月1日-2011年1月1日台站对间的互相关函数,利用移动窗互谱法计算相对速度变化,并分析其与莒县气象观测站记录的降水和莒南鲁14号井记录的地下水水位变化的关联性.研究结果表明,区域降水呈季节性变化,夏季降水量大,冬季降水量小;地下水...     

大型浅水湖泊沉积成岩模型不确定性与敏感性分析——以氮为例

随着太湖流域控源截污和面源整治的推行,底泥释放成为太湖不可忽视的污染源.本文基于EFDC模型构建太湖沉积成岩模型以动态模拟底泥释放过程,以氨氮和硝态氮为水质目标,采用拉丁超立方抽样抽取沉积成岩模型的18个参数进行不确定性分析,采用标准秩逐步回归法进行敏感性分析.结果表明：对于大型浅水湖泊,沉积物-水界面的硝化作用、反硝化作用和扩散过程对底泥氮的释放影响很大,太湖氮浓度的不确定性有明显的时空差异,并且受藻类生长影响;随藻类生长生化反应参数的敏感性逐渐减弱,动力参数的敏感性逐渐增强,氨氮的主要敏感参数为孔隙水扩散系数和最优硝化反应速率,贡献率分别是41.68%和37.82%,硝态氮的主要敏感参数为孔隙水扩散系数和表层反硝化作用反应速率,贡献率分别是29.15%和42.34%,这些参数的取值需予以着重考虑.本研究识别出太湖底泥氮释放的关键物化过程,为模型调参提供优先级并给出优化区间,对减小模型的不确定性、提高模型精度有参考意义,为定性指导大型浅水湖泊底泥释放的室内实验模拟提供依据.     

我国南方地区桉树叶浸泡对水库沉积物致黑元素分布及迁移转化的影响

我国南方地区桉树种植区周边水库冬季水体泛黑现象频发,桉树砍伐残体(尤其是叶)浸出液中富含的溶解性有机碳(DOC)、单宁酸与铁、锰、硫化物等一系列反应是其主要致黑原因,然而目前致黑物质对水库泛黑的贡献程度和途径仍不清楚.为了模拟桉树叶浸泡对水库黑水形成的影响机制,研究选取夏季水体未泛黑期(水体热分层稳定)进行室内浸泡实验,测定每6 h上覆水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、透光度等理化指标,分析DGT有效态铁、锰、硫和DOC、单宁酸浓度分布规律及迁移转化特征,计算沉积物-水界面处Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-表观扩散通量.结果表明:桉树叶浸泡明显消耗水体中的DO,且显著影响水体Eh与透光度.此外,透光度与DO浓度呈显著正相关(相关系数为0.618~0.978).桉树叶浸泡释放大量DOC和单宁酸,其中单宁酸浓度远超有氧马尾松组,其上覆水中浓度分别达到23.9、26.0和34.0 mg/L,说明桉树浸泡为黑水形成提供了重要的DOC和单宁酸来源.桉树叶浸泡后上覆水和表层沉积物中DGT有效态Fe浓度均明显增加,深层沉积物间隙水中DGT有效态Fe浓度明显下降,且其表观扩散通量均为正值,说明深层沉积物中Fe向沉积物-水界面迁移,为黑水形成提供了重要的Fe来源.研究结果可为解决我国南方地区桉树人工林区水库水体突发性泛黑问题提供科学依据.     

光流法及其在临近预报中的应用

介绍了一种全新的对流临近预报外推算法——光流法。主要是通过计算雷达回波的光流场得到回波的运动矢量场,并基于运动矢量场对雷达回波进行外推从而达到预报的目的。光流法立足于变化,在计算光流场时既考虑连续时次回波的变化,又考虑相邻位置回波的变化。因此,基于该算法的外推临近预报具有一定的物理意义。利用中值滤波等方法对雷达资料进行质量控制,有效地抑制了噪声等的影响。个例对比分析表明:经过中值滤波等质量控制后回波更平滑,边沿更清晰,回波质量明显改善,能够获得比较真实的雷达回波,也得到了方向更加一致、更加平滑的回波运动矢量场。光流法给出的30、60 min内雷达回波的位置、形状的外推预报和对应时次实况较接近,预报结果具有较好的业务指示意义。对光流法和交叉相关法预报结果进行的定量对比评价表明,对移动型局地生成及强度和形状随时间变化很快的回波,光流法预报效果优于交叉相关法。光流法可以弥补传统的交叉相关法的缺陷,能提升对流临近预报系统的性能。     

深圳夏季高温天气气候特征与形势分析

通过对1954-2005年深圳高温天气及其环流背景的统计分析,探讨高温天气的气候特征及主要影响系统,并分析了不同天气系统影响下高温的空间分布特征,初步得出高温的预报流程。结果表明:①深圳夏季高温日数呈增多趋势;②西太平洋副热带高压是造成深圳高温天气的重要天气系统;③受热带气旋外围下沉气流控制是深圳出现高温的主要原因;④高温的空间分布具有明显的地域性,呈自北向南递减的趋势,南部气温比北部偏低。不同天气系统影响下,高温出现范围有很大差别。     

长江中下游九瑞矿集区宝山铜多金属矿床辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

九瑞地区斑岩-矽卡岩型矿床是长江中下游地区Cu-Au-Mo(Fe)多金属成矿带的重要组成部分,宝山铜多金属矿床是江西省实施找矿突破战略以来,在九瑞矿集区界首—大桥背斜核部新发现的首个中型以上斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床。本文利用辉钼矿Re-Os同位素定年方法对宝山矿床进行了成矿时代的研究,获得了6件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(147.2±3.6)Ma~(150.5±2.7)Ma,加权平均年龄为(148±1)Ma,MSWD=1.03。6件样品其等时线年龄为(148.6±2.6)Ma,MSWD=1.9,代表了宝山矿床的成矿时代,与九瑞矿集区其他斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床(武山、城门山、湖北丰山洞、鸡笼山、宋家冲、邓家山、通江岭)以及长江中下游地区鄂东南、铜陵矿集区斑岩-矽卡岩铜多金属矿床的形成时代高度一致,它们均为中国东部EW特堤斯构造域向NE古太平洋构造域大转折背景下,软流圈上涌和玄武质岩浆底侵而导致壳幔同熔所引起的燕山期花岗质岩浆岩活动的产物。     

含沙量对过饱和总溶解气体释放过程影响分析

高坝泄水常为高含沙水流,对含沙水体过饱和总溶解气体(TDG)释放规律的研究具有重要的理论和现实意义。为探讨泥沙含量以及紊动强度等特性对过饱和TDG释放过程的影响,设计了静置水柱、搅拌诱发紊动以及明渠水流3种实验条件,通过对不同含沙量工况下过饱和TDG释放过程的观测研究,分别计算各工况下的释放系数。结果表明,泥沙含量和紊动强度均对过饱和TDG的释放起着促进作用,而且随着含沙量和紊动强度的增大,释放系数逐渐增大。本研究对于过饱和TDG数值模拟研究中释放系数的取值具有指导意义,同时也可为过饱和TDG影响的减缓措施研究提供基础数据和参考依据。     

南秦岭水沟钒矿床地质地球化学特征及成因

水沟钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组的黑色岩系中,该黑色岩系为一套碳—硅—泥岩建造,形成于早寒武世扬子陆块北部的被动大陆边缘。钒矿体呈层状产出,与地层产状一致,含矿岩石主要为硅质岩夹炭质泥岩。通过对岩性组合与钒含量的对比分析,发现钒含量与含矿岩石中炭质泥岩出现的频率呈正相关;对较富的钒矿石进行X衍射测试,钒主要赋存于炭质泥岩中的钒云母中。通过对钒矿石的主量元素、微量元素、稀土元素及氧同位素特征研究,表明水沟钒矿床形成于大陆边缘与深海环境过渡带上的缺氧沉积环境中,其沉积物源来自海底热水及近陆源剥蚀的混合区,生物活动对于成矿物质的聚集、沉淀具有重要作用。综合地质、地球化学特征,认为该矿床属于生物-热水沉积成因。