1961—2016年我国区域性暴雨过程的客观识别及其气候特征

利用全国2287个气象观测站1961—2016年逐日降水资料,基于对暴雨区进行连续追踪的思路,采用暴雨相邻站点数和暴雨区中心距离确定了中国区域性暴雨过程的客观识别方法;根据区域性暴雨过程的平均强度、持续时间和平均范围构建了区域性暴雨过程的综合强度评估模型。利用该客观方法对1961—2016年中国的区域性暴雨过程进行识别,并分析其气候和气候变化特征。结果显示：我国区域性暴雨过程年均38.5次;区域性暴雨过程一年各月均可出现,但主要出现在4—9月,其中7、8月发生最为频繁,6月区域性暴雨过程持续时间长、范围广、综合强度强,这与长江中下游地区梅雨现象有关。一年中,区域性暴雨过程首次出现日期平均为3月6日,末次出现日期平均为11月14日;1961—2016年,我国年区域性暴雨过程首次出现日期呈明显提前、末次日期呈显著推后、暴雨期呈显著延长的变化趋势;年发生总频次呈微弱增多,较强区域性暴雨过程次数呈明显增加趋势;区域性暴雨过程的覆盖范围和综合强度均呈显著增大趋势。南方型区域暴雨过程变化趋势与全国的基本一致;北方型首次日期呈提前、末次日期呈推后趋势,发生频次有微弱减少趋势,覆盖范围、持续时间、综合强度均无明显变化趋势。     

A new efficient 3D non-hydrostatic free-surface flow model for simulating water wave motions

A new three-dimensional, non-hydrostatic free surface flow model is presented. For simulating water wave motions over uneven bottoms, the model employs an explicit project method on a Cartesian the staggered gird system to solve the complete three-dimensional Navier–Stokes equations. A bi-conjugated gradient method with a pre-conditioning procedure is used to solve the resulting matrix system. The model is capable of resolving non-hydrostatic pressure by incorporating the integral method of the top-layer pressure treatment, and predicting wave propagation and interaction over irregular bottom by including a partial bottom-cell treatment. Four examples of surface wave propagation are used to demonstrate the capability of the model. Using a small of vertical layers (e.g. 2–3 layers), it is shown that the model could effectively and accurately resolve wave shoaling, non-linearity, dispersion, fission, refraction, and diffraction phenomena.     

Isotope Method for Confined Groundwater Recharge of the Lower Reaches of the Heihe River, Inner Mongolia, China

Environmental isotopes have been applied to analyze confined groundwater recharge in the lower reaches of the Heihe River,Inner Mongolia.CFC is regarded as a tracer that determines the date of groundwater,the date being less than 45 a.The confined groundwater within the Gurinai area and Ejin Basin other than the surface water of Heihe River might have originated from precipitation from Qilian Mountain or/and the Tibetan Plateau.The deep confined groundwater overflows into an upper aquifer and emerges into the ground,forming springs and lakes within the low-lying area.The recharge volume is estimated to be around 400 million-cubic meters.     

贝塞尔曲线在虚拟森林景观单树几何模型构建中的应用

虚拟景观模型的生成,需要对实际景观进行抽象和简化。树几何模型和数字高程模型(DEM)是构成虚拟森林景观的两大要素。而树几何模型的构建又是林业GIS三维可视化的基础。在树几何建模中,树干及树枝形状的可视化表达具有突出意义。由于实际树种的复杂性,在计算机中建树模型,通常采用基于过程建模的方式,而这将面临用户如何对模型进行交互式控制的问题：参数太少,不足以描述树形态特征,而参数太多,则模型难以生成和理解。为了解决这个问题,我们引进贝塞尔(Bezier)曲线这种基于控制点的自由曲线来描述树木中的树干以及树枝形状,利用对曲线控制点的变动来控制曲线的形状,进而生成形态各异的树形状,对此,我们基于ActiveX技术生成Bezier曲线控件。结果表明,该方法能够表示多种形状的树干与树枝,具有操作简捷、计算速度快,可视化效果良好的优点。     

成都经济区农业生态系统土壤镉通量研究

以四川成都经济区农业生态系统中的重金属Cd为对象,对其在土壤中的输入输出通量进行初步探索。综合各方面的因素,确定以大气干湿沉降、灌溉水、化肥为输入途径和农作物为输出途径进行研究。经过计算,经济区大气干湿沉降通量平均值为17.76g/hm2·a,灌溉水和化肥通量明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为86%、10%和4%。对于6个不同的地区,三者比例略有差别,大气干湿沉降所占比例最高达94%,最低也达到了77%。Cd通过农作物收割输出的量相对较小。土壤Cd年净增量主要受大气干湿沉降的制约,因此大气环境质量应是重点监控的对象。以耕作土体为研究介质,经估算,当前的Cd年平均通量可引起土壤Cd的质量分数升高0.006mg/kg。     

海南乐东地区抱伦金矿矿石特征及其成因矿物学意义

抱伦金矿为大型中温热液石英脉型矿床,矿石以含金石英脉型为主,次为含金蚀变岩型。主要金属矿物为黄铁矿和磁黄铁矿,次要金属矿物20多种;脉石矿物有石英、方解石、绢云母和绿泥石等。金矿物主要为自然金,次为金、铋和银的固溶体,含Au8.20%～99.30%,Ag≤52.71%,Bi≤91.20%。铋、碲矿物有自然金属、硫化物、铋化物、硫盐和碲化物等类型。金矿石含Bi0.18×10-6～16×10-6,平均4.11×10-6,富矿石中达419×10-6。该矿床属较特殊的富铋类型,与琼西戈枕剪切带的金矿有相似之处,在琼西-粤东金矿带大陆一侧存在类似矿床,它们在成因上均应与岩浆和韧—脆性断裂活动有关。     

张广才岭燕山早期白石山岩体成因与壳幔相互作用

出露于东北地区张广才岭的白石山岩体,其全岩-矿物Rb-Sr等时线年龄为196士4 Ma,表明形成于中生代的燕山早期,而非传统认识上的印支期.岩体主岩和闪长质包体均具有低ISr(≈0.705)和正εNd(t)(+1.7～+2.2)值的特点,反映岩体成因与地幔具有密切的联系.地质学、岩石学和地球化学的详细研究表明该岩体具有壳幔混合成因,闪长质包体是较基性的地幔岩浆进入主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质.动力学分析表明,本区在华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合后,由于东侧大洋板块的俯冲及后续的岩石圈拆沉效应,导致软流圈地幔上隆及幔源岩浆的板底垫托,并进而造成先存和新生地壳的部分熔融和不同源区岩浆的混合作用.底垫的新生地壳是兴蒙造山带造山后晚期形成的.因此,古生代-中生代是本区地壳生长的重要时期,且这种地壳生长是在垂向构造机制下进行的.     

南天山库米什蛇绿混杂岩带中硅质岩的元素地球化学特征及其形成环境

南天山库米什铜花山地区蛇绿混杂岩带不同岩块中的硅质岩高Al_2O_3和Al_2O_3/TiO_2,Zr、Nb、Hf、Ta和Th与Al_2O_3等陆源元素具较好正相关性,北关页岩标准化稀土模式呈现无Ce负异常(Ce/Ce~*=1．05～1．33)的典型大陆边缘硅质岩平坦稀土谱型,它们的(La/Ce)_SN=0．74～0．98,Ti/V=5．10～122．18,V/Y=0．39～6．03,均与大陆边缘硅质岩值相当,表明这些硅质岩形成在明显受陆源物质影响与大陆边缘密切相关的环境。但不同岩块硅质岩的物源区仍存在一定差异。其中,与泥岩成互层产出的红色硅质岩的Th/Sc=0．56—4．35,具Eu负异常(Eu/Eu~*=0．56～0．71)明显的较陡右倾球粒陨石标准化稀土谱型(La_N/Yb_N=3．92～7．43),与分异岩浆弧源区特征类似,可能形成在相对近陆缘的弧前盆地,其源区物质主要来自分异岩浆弧。而成夹层产出于基性熔岩中的绿色硅质岩呈现为Eu负异常较弱(Eu/Eu~*=0．72～0．93)右倾较缓的稀土谱型(La_n/Yb_n=4．15～6．69),其Th/Sc=0．57～0．87,反映有洋内弧物质加入的影响,因此它们可能形成于相对远离大陆、除有未分异基性程度较高的洋内弧物质输入外,仍受到陆缘物质影响的有限洋盆环境。根据硅质岩晚古生代初的放射虫化石推断,该地区硅质岩在晚古生代初期形成,南天山构造带已进入板块汇聚俯冲消减洋盆萎缩的发展演化阶段。     

变化环境下半干旱草原流域径流变化特征及其影响因子定量分析

地表水文过程在气候波动和人类活动的作用下发生了不可忽视的变化,这种变化对于内蒙古半干旱草原流域来说更为显著。采用改进的M-K趋势检验法、双累积曲线法、累积距平法和小波变换法对典型半干旱草原流域——锡林河流域1963～2015年径流序列的变化特征进行了剖析,并以社会经济指标量化流域内人类活动影响及细化降水特征因素,运用统计检验和主成分分析进行了变化环境下流域径流主要影响因素的定量分析。结果表明,锡林河流域径流量在水文年、季尺度呈现显著(p0.05)减少趋势;流域径流的突变年份为1998年,在其前后影响径流变化的主导因素发生变化,1998年以后径流受到人类活动和气候变化的双重影响;水文年和枯水季径流序列均存在6年、25年左右的周期,而丰水季径流不存在显著周期变化;尽管气候因素中的降水、蒸发、相对湿度及所有人类活动因素与径流显著相关而影响径流,但其中人类活动为径流变化的主导因素。