2018年夏季海洋大气特征及对我国气候的影响

为更好地了解2018年夏季（6—8月）我国主要气候异常特征及成因,本文利用我国气象要素站点资料、再分析大气环流资料和全球海温数据分析了2018年夏季我国降水和气温的异常特征、东亚大气环流特征及海温对我国气候的影响。结果显示2018年夏季全国平均降水量较常年同期偏多9.6%,我国中东部地区降水呈现“南北多、中间少”的分布特征,北方和华南大部降水较常年同期偏多、长江中下游降水明显偏少。降水的上述异常特征受到东亚副热带和中高纬大气环流的共同影响。2018年夏季东亚副热带高空急流和西太平洋副热带高压位置都明显偏北,东亚沿岸由南至北为“负—正—负”的高度距平分布, 呈现出“东亚—太平洋型”遥相关负位相的特征,菲律宾附近对流层低层大气维持异常的气旋式环流,东亚副热带夏季风异常偏强。同时,欧亚中高纬度大气呈现“两槽一脊”的异常高度分布特征。在副热带和中高纬大气环流的这种配置下,我国北方地区以异常偏南风为主,有利于暖湿气流的输送,降水偏多;华南地区在偏强的热带对流活动影响下,降水也总体偏多;而长江中下游地区则以明显的辐散下沉运动为主,降水偏少。从外强迫因子来看,2017年10月至2018年4月发生的La Nina事件对东亚夏季风偏强及我国降水“南北多、中间少”的异常特征起到了重要作用。     

上海二次温室大棚区强尘卷风的成因分析

尘卷风是近地面气层中的小旋风,使沙尘或其他细小物体随风卷起而形成的一种天气现象。2011年10月27日11时10分和2015年9月13日11时12分发生于上海地区的两次强尘卷风天气过程(北京时,下同)均造成了不同程度的灾害。两次尘卷风均发生在温室大棚区,其下垫面性质和干旱区裸露地面和水泥沥青城市地面极不相同,因此了解其发生原因很有必要。本文利用常规天气图、温度对数压力图、100 m以下5层铁塔风和温度、微波辐射仪以及温室大棚基地自动气象站等资料对这两次尘卷风过程进行了分析。发现.在常规探空都未探测到明显的超绝热现象,但在铁塔观测的地表面层温度垂直廓线结合微波辐射仪及自动气象站等资料揭示了尘卷风发生时近地面气层都具备了超绝热条件。尘卷风发生前后10∶00—12∶00的10～70 m温度垂直递减率γ平均达1.58℃/100 m,极大值达2.33℃/100 m,为干绝热递减率的两倍还多。上海地区10座铁塔测风网获得的10、30、50、70 m近地层风场的旋转和辐合特征揭示了尘卷风旋转的角动量来源。通过分析500、700、850 hPa天气形势探讨了有利于发生尘卷风的大尺度环流条件为尘卷风预报提供参考。最后对这两次尘卷风发生在温室大棚区域而不是自然农田的机理提出了初步看法供进一步讨论。     

燕山山地伊逊河下游河流阶地沉积物特征及古环境意义

河流沉积物蕴藏着其形成之时水动力条件及古气候变化等重要信息,因此研究河流相沉积物不仅可指示其沉积之时的水动力条件,还可对其反演的古气候进行一定的探索。伊逊河地处燕山东段,开展其下游河流相沉积物粒度、磁化率及形成年代的探讨,可为燕山山地河流相沉积物蕴藏的古环境意义研究提供参考。笔者等通过野外实地调查、光释光测年、粒度分析及磁化率实验对伊逊河下游三级阶地（T3）前缘剖面展开研究,初步确立了伊逊河下游T3的形成时间,大致为晚更新世晚期至全新世早期（13.14±0.76 ka BP至9.55±0.58 ka BP）,结合野外实测及实验数据分析发现此剖面可划分为11层,探讨了伊逊河在晚更新世晚期至全新世早期水动力条件的变化,厘定了伊逊河下游9次较为明显的水文事件,并提出新仙女木事件始末及全新世初期此剖面沉积物记录与多种气候变化指标和区域气候变化有较高的一致性,揭示了伊逊河下游河流阶地沉积物对气候变化的响应较为明显,研究结果为该地区古环境研究提供了基础地质依据。     

干热岩热储建造的二氧化碳爆破致裂器优化设计

储层建造是商业化开采干热岩高温地热能的关键技术,二氧化碳爆破致裂技术为此提供了新思路。本文简述了二氧化碳爆破致裂技术,以及爆破过程中二氧化碳充装量、活化器用量、定压片厚度之间的关系。重点完善了用于干热岩储层建造的二氧化碳致裂器相关工作,设计了致裂器内部具体参数,优化了外部结构和系统,最终研发了一种可用于干热岩热储层建造的二氧化碳致裂器,为干热岩储层建造提供有效的技术手段,填补了耐高温高压的井下二氧化碳致裂器领域的空白。     

不同流域光倒刺鲃(Spinibarbus hollandi)子一代及其亲本的线粒体COI 基因遗传变异分析

对2 组光倒刺鲃(Spinibarbus hollandi)杂交子一代(长江♀×北江♂子一代, 北江♀×长江♂子 一代)及其亲本(北江♀、♂, 长江♀、♂)的线粒体COI 基因序列进行了分析。在18 个样品中共检测到 8 个单倍型和35 个核苷酸多态位点。通过序列差异分析和遗传距离比较发现, 核苷酸序列同源性在 98.1%-99.9%之间, 遗传分化不明显。杂交子一代的5 个单倍型与其母本的2 个单倍型的核苷酸同 源性在99.4%-99.8%之间。而与父本的同源性分别为98.5%、98.2%、98.2%、98.4%、98.1%.实验 结果表明两种杂交子一代的线粒体 COI 基因严格遵循母性遗传规律。     

面向海洋监测的传感数据可用性评价技术

无线传感器网络已成为监测海洋环境信息的一种重要手段,然而由于传感设备部署的范围和密度不同,造成不同位置的感知数据的可用性差异很大,针对此建立模型并进行评价对于高质量的数据获取和清洗具有重要的意义。基于传感器节点的感知模型、能耗模型和改进的Leeway漂流模型,面向感知数据的可靠性和时效性两个方面,建立了围绕海洋监测应用的综合评判指标,进一步提出数据采集船航行路线的评价方法和数据源的选择方法,最后通过实验验证了提出模型和方法的有效性。     

1960-2009年武汉城区与郊区气候季节变化

利用1960-2009年武汉城区与郊区气象站逐日平均气温资料,采用相同气候季节划分方法,系统分析武汉城区与郊区气候季节起始时间、季节长度的变化趋势及其差异。结果表明：1980-2009年,武汉城区入春、入夏时间比郊区分别提前10 d和5 d,入秋、入冬时间城区比郊区推迟;武汉夏季长度城区比郊区长12 d,冬季、春季长度城区比郊区短6 d和5 d。1960-2009年武汉四季平均起始时间城区与郊区差别较小,但四季最早、最晚出现时间年际差别较大;武汉入春、入夏时间城区与郊区均提前,入秋、入冬时间均推后,但城区四季变化较显著,郊区仅入秋变化显著;武汉城区夏季长度呈极显著延长,冬季长度呈较显著缩短,城区春季、秋季及郊区四季长度变化均不显著。2000-2009年武汉城区与郊区季节起始时间和季节长度的变化较大,这是因为近10 a武汉作为中部地区崛起的支点,城区发展迅速。     

基于空间梯度信息的质量控制方法在红外高光谱AIRS资料同化中的应用研究

本文利用中尺度非静力WRF(Weather Research Forecast, Version 3.4)模式, 针对1013号“鲇鱼”台风个例, 通过对红外高光谱AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)资料经过基于空间梯度信息的质量控制之后同化进入模式, 来评估新的质量控制方法对同化效果的影响以及对台风数值模拟的改善情况。研究结果发现, 如果仅仅基于WRFDA(WRF Data Assimilation system, Version 3.4)模式自带的质量控制系统, 将会有部分梯度距平值明显较大超过阈值的资料被同化进入模式, 而这些可能受到“污染”且误差较大的资料同化进入模式必将会导致同化结果有较大误差, 影响分析结果的质量。而对AIRS资料经过基于空间梯度信息质量控制之后再同化进入模式, 确实可将梯度距平值大于阈值的“坏点”剔除掉, 从而使初始场的描述更加准确, 台风路径的模拟精度在一定程度上得到提高。综上可知, 基于空间梯度信息的质量控制方法整体上对改善同化效果有较好的正效应, 对台风的数值模拟也起到一定的促进作用。     

海洋鱼骨胶原肽钙螯合物的制备及红外光谱表征

以海洋鱼骨胶原肽(Marine fish ossein peptide,MFOP)和氯化钙为原料制备多肽钙螯合物,应用Plackett-Burman设计、最陡爬坡试验和中心组合试验设计对螯合工艺进行优化,并对骨胶原肽及其螯合产物进行分子量分布测定和红外光谱分析。结果表明,pH值和肽盐质量比对螯合率有极显著影响(P0.01);优化后的螯合工艺参数:pH=5.90,温度50℃,时间60min,肽盐质量比5.05∶1,多肽浓度45g/L。在此条件下,多肽-钙螯合率为52.47%。凝胶色谱法测定结果显示,螯合物中肽分子量集中在1 000Da以下,其中小肽所占比例相对较大。红外光谱扫描结果显示,螯合产物在1 418cm-1出现羧酸根的伸缩振动峰,而在3 305cm-1处出现Ca-NH2伸缩振动峰,说明生成一种新型的海洋鱼骨胶原肽钙螯合物,具有潜在的营养保健价值和功能应用前景。     

北斗系统短基线解算数据处理方法

北斗卫星导航系统基线解算和高精度定位中的关键问题是整周模糊度解算。针对北斗系统的相对定位问题,该文利用B1、B2载波相位观测值组成宽巷双差观测值,利用搜索算法固定宽巷双差整周模糊度,建立宽巷及B1、B2的双差观测方程,并利用搜索算法固定B1的整周模糊度,进而固定B2的整周模糊度。以武汉大学PANDA软件处理结果作为参考值处理16km以下的四段基线进行算法的试验检验,结果表明,四段基线在E方向、N方向、U方向的精度分别为1.5cm、2.0cm、5.0cm,验证了利用宽巷组合观测值进行北斗系统基线解算是可行的,其精度和GPS系统相当。