台风“烟花”衰减后引发江苏中部降水加强分析

2021年第6号台风“烟花”在7月28日衰减为热带低压后,台风外围螺旋雨带致使江苏中部接连出现降水突增现象。本研究利用常规观测资料、数值预报产品和ERA5再分析资料,对强降水过程进行分析。结果表明：ECMWF FINE数值模式产品对于形势场预报较为准确,但中尺度CMA模式更能体现极端降水的量级和落区。分析降水增强原因可知,“烟花”移动时受到高空引导气流作用较小,其在安徽境内打转时,西风槽携带弱冷空气南下降低了大气稳定度并强迫暖湿空气抬升。高低空散度场与涡度场集中在较窄区域内,构成了垂直互耦的优势配置,有利于形成强烈且深厚的上升运动,是暴雨产生和持续的重要动力机制。强降水区位于湿位涡（MPV）负中心的暖湿气流中,MPV负值区可反映暴雨落区。MPV1和MPV2分布体现了冷空气入侵所引发的对流降水特征。此外,江苏中部位于螺旋云带右侧高湿高能区,东北气流与西南气流汇合形成了旺盛的线状对流云团,配合地面辐合线对中尺度系统的触发和维持,从而产生极端强降水。     

多年冻土区钻孔灌注桩基础早期热稳定性研究现状与展望

多年冻土区钻孔灌注桩基础施工带来的热扰动削弱了桩基础的早期热稳定性, 降低了桩基承载力。通过早期热稳定性影响因素、 热稳定性对承载力的影响及其改善措施三个方面对钻孔灌注桩基础早期热稳定性的研究现状进行归纳总结。研究表明： 首先, 多年冻土区钻孔灌注桩基础具有热扰动范围大、 回冻时间长的特点, 其中水化热及胶凝材料、 入模温度、 成孔方式作为主动影响因素是热扰动的主要来源, 桩基特征及冻土工程地质条件作为间接因素也对早期热稳定性产生次要影响; 其次, 钻孔灌注桩热扰动显著降低了桩基早期的承载力, 延缓了上部结构施工时间; 在削弱桩基早期热扰动方面, 人工制冷、 热管等措施具有良好的加速回冻效果。基于桩基承载力与冻土地温的密切关系, 未来还需进一步定量评估冲击钻成孔施工方式、 灌注桩施工季节、 群桩设计参数对桩基早期热扰动的影响, 深入认识早期热扰动作用下桩基承载力的变化规律、 设计荷载与冻土蠕变的关系及其对工期的影响, 并研发施工更加便利、 效果更加显著、 适用范围更广的低水化热胶凝材料和钻孔灌注桩控温措施, 有效提高钻孔灌注桩早期的承载力。     

海洋环境适应性保障技术研究进展

原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段,对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂,以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进,未来国家海洋利益空间将不断拓展,海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强,这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计,最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验,通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性,随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状,最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程,海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式,牵引我国海洋环境保障装备发展,推动相关研究领域理论和技术进步,对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。     

改善中国太湖水生态环境的新对策—“如何解决太湖流域水质型缺水和环境自然资源退化问题？”

Taihu Lake is one of the famous five great freshwater lakes in China. Taihu Lxike Basin (TLB) is a densely populated and economic developed area in China. The surface water quality in TLB was deteriorated from I-Ⅱ grade in the history to IV-V grade at present. To develop a series of technology of most cost-effective and achievable for improving environment in a local water area of most sensitive for society and improving water quality for more and more areas step by step is the key point of the new strategy. Except the measures for reducing the industrial and domestic pollution load to the lake, some research topics are suggested to be emphasized.     

基于多源证据估算气候敏感度最新研究进展:IPCC AR6解读

本文依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组(WGI)报告第七章的内容,详细解读了基于多源证据对气候敏感度的估算,这些证据包括:过程理解、仪器记录、古气候数据和萌现约束。得到的结论是,多源证据支持平衡态气候敏感度(ECS)的中心估计值接近3 ℃,可能区间为2.5～4.0 ℃,非常可能区间为2.0～5.0 ℃;瞬态气候响应(TCR)的最佳估值为1.8 ℃,可能区间为1.4～2.2 ℃,非常可能区间为1.2～2.4 ℃。与之前历次IPCC评估报告相比,AR6关于气候敏感度的估算最为重要的创新之处为,它没有将气候模式结果当作唯一证据,而是仅仅给出第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)结果并与基于多源证据的综合评估结果进行了对比。通过对比发现,CMIP6关于ECS与TCR的平均值均高于第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)和AR6的综合评估结果。相比CMIP6,AR6综合了多个证据线有效地缩小了ECS的不确定范围。     

有效辐射强迫的概念及其最新估值:IPCC AR6解读

依据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第六次评估报告 (AR6) 第一工作组 (WGI) 报告第七章的内容,详细介绍了AR6最新定义的有效辐射强迫 (ERF)及其计算方法,并给出了自工业革命以来 (1750—2019年) 各气候辐射强迫因子ERF的最佳估值。根据AR6的最新评估,工业革命以来总人为ERF的估值为2.72 (1.96～3.48) W·m^-2,相较于AR5 估计结果 (1750—2011年) 增长了0.43 W·m^-2。2011年后温室气体浓度的增加及其辐射效率的修正是造成总人为ERF增加的主要原因。自工业革命以来温室气体浓度变化造成的ERF为3.84 (3.46～4.22) W·m^-2,二氧化碳仍然是其中的最大贡献因素 (56％±16％)。而气溶胶的总ERF (气溶胶-辐射相互作用 (ERFari) 与气溶胶-云相互作用 (ERFaci) 的总和) 为-1.1(-1.7～-0.4) W·m^-2,其中ERFari贡献20％～25％,ERFaci贡献接近75％～80％。AR6中气溶胶的总ERF的估算相较于AR5在数值上有所增加,而不确定性有所减少。但由于没有考虑部分重要的调整过程,ERFaci仍然存在较大的不确定性。     

基于叠前时间偏移速度扫描的四维建模技术及应用

速度建模是做好叠前偏移的关键。主要介绍一种基于叠前时间偏移（PreSTM）的百分比速度扫描的四维速度建模技术。该技术通过对分析点的百分比速度扫描,得到一组不同百分比速度的偏移叠加剖面,经速度建模交互软件包形成四维数据体,通过速度模型的多次迭代和修正,形成最终偏移速度模型。这种速度建模技术在地质结构比较复杂的条件下也可以根据偏移成像结果提取速度函数以满足叠前时间偏移对复杂地质构造正确成像的需要。该技术在海上三维叠前时间偏移处理中得到了成功应用,并取得了较好的地质效果。     

Combination Features, Paleobiogeographic Affinity and Mass Extinction of the Latest Ordovician （Hirnantian） Rugosan Fauna from Northern Guizhou, China

The rugosan fauna from the Guanyinqiao Bed （latest Ordovician, Hirnantian） of northern Guizhou, China is known to belong to the cold or cool-water type corals. The components of the fauna are solitary corals only, and corallite septa are generally strongly dilated, especially the streptelasmatid corals are dominant comprising 98% of the whole fauna. The Guanyinqiao Bed is rich in rugosans of 18 genera, which are streptelasnmtid Streptelasma （=Helicelasma）, Brachyelasma, Amplexobrachyelasma, Salvadorea, Grewingkia, Borelasma, CrassUasma, Leolasma, KenophyUum, UUernelasma, Paramplexoides, Siphonolasma, Pycnactoides, Dalmanophyllum, Bodophyllum, Axiphoria, Lambeophyllum and cystiphyllid Sinkiangolasma. Although this fauna was fairly abundant in a confined area （northern-northeastern Guizhou, southern Sichuan） during the Hirnantian age, the rugosan mass extinction （generic extinction rate 81%） happened at the end of the Hirnantian Stage. It is conduded that the mass extinction is related to the ending of maximum glaciation and ice cap melting in Gondwana in the southern hemisphere in the latest Hirnantian, resulting in rapid global sea-level rise in the earliest Silurian. In the Upper Yangtze Basin, the sea bottom environments were replaced by anoxic and warmer water during that time, so that the cool-water type rugosan became extinct. The present paper attempts to revise some already described rugose coral genera and species （He, 1978, 1985） and to supplement a few new forms from the Guanyinqiao Bed. Fourteen species of 12 genera are re-described and illustrated, of which one species- Grewingkia latifossulata is new. As a whole, the rugosan fauna of the Guanyinqiao Bed may be correlated with those contemporaneous of North Europe, Estonia and North America, indicating a dose biogeographic affinity to North Europe.     

祁连山自然保护区煤矿修复区地表节肢动物分布特征及其影响因素

恢复人工植被是祁连山自然保护区矿区废弃地修复的主要手段,经过近5年的修复,矿区废弃地修复区地上植被盖度明显提高,但关于作为评价土壤修复效果重要指标的土壤动物群落变化的认识还很有限。以祁连山自然保护区典型煤矿废弃地为研究对象,采用野外调查的方法对比研究了煤矿修复区和毗邻区（原始地貌）大型土壤动物分布特征及其影响因素。结果表明：（1）修复区植物丰富度、生物量、盖度及土壤粗砂、有机质、全氮含量均显著低于毗邻区（P<0.05）,而土壤水分、细砂、黏粉粒、全钾和全磷含量差异不显著（P>0.05）。（2）修复区土壤动物活动密度和多样性均显著高于毗邻区,修复区和毗邻区土壤动物均以蝗科（12.7%和55.7%）和蚁科（14.4%和49.6%）为主;进房沟、水磨沟和柳树沟煤矿修复区及毗邻区土壤动物群落相似性分别为39.9%、52.9%和43.4%。（3）土壤有机质含量是影响煤矿修复区和对照区捕食性土壤动物群落变化的主要因子,而草本物种数和土壤粗砂含量是影响植食性土壤动物群落变化的主要因子。总之,人工修复后煤矿废弃地修复区土壤动物个体数均高于对照区,部分矿区修复生境类群丰富度及多样性已经超过了毗邻区,这表明蚂蚁、步甲和蝗虫等地表节肢动物对煤矿矿区覆土恢复植被和封禁等措施驱动的植被和土壤环境变化响应敏感。因此,还需要优化植被及土壤修复模式,提高土壤动物多样性及多功能性,使矿区废弃地生态环境能够得到快速修复。