湖南省夏季极端降水异常时空特征及其成因分析

利用湖南省88站常规观测资料、NCEP全球再分析资料,采用EOF分解和合成分析方法研究了湖南省1961—2014年极端降水的年际变化异常和时空特征,以及极端降水异常的环流成因。并主要分析了由EOF方法分析得出的第一类极端降水形态(一致偏多或偏少型)与环流异常之间的联系。结果表明,湖南省夏季极端降水分布有较大的空间差异,且湖南省极端降水呈明显增强的趋势。由于极端降水的变化周期与大尺度环流固有的2～4 a周期相同,因此大尺度环流的变化是湖南省极端降水异常的主要成因。大尺度环流的变异引起中国东部经向排列的环流异常分布,使得高度场和风场等气候场产生变异,从而引起湖南省极端降水的异常。从极端降水偏多年与偏少年大气环流的差值场可以看出:湖南省处于显著差异区,湖南省极端降水偏多(偏少)主要是由于北方的偏北风加强(减弱)和经西太平洋—南海进入湖南地区的西南风加强(减弱)并在湖南地区产生辐合(辐散)。当夏季东亚副热带西风急流偏南时,湖南正处在偏南较强西风急流的南侧,较强西风急流所产生的抽吸现象使得上层空气辐散,增加了湖南省极端降水的强度。副热带高压强度偏强、位置偏南、偏西,使得东亚夏季风偏弱,导致气流辐合稳定在湖南省,造成极端降水偏强。前冬中东太平洋海温偏暖(EI Ni1o)/偏冷(La Ni1a),湖南地区的极端降水容易一致偏多/偏少。同时黑潮暖流区也是影响湖南极端降水变化的可能原因。     

湖南涝年主汛期降水低频振荡特征分析

本文基于1986—2015年湖南逐日降水数据以及同期NCEP/NCAR再分析资料,分析旱涝年主汛期(5—7月)降水低频振荡特征,并利用位相合成方法研究涝年主汛期20～50 d低频环流演变特征。结果发现,湖南地区20～50 d和10～20 d的低频降水方差贡献比都具有南高北低的分布特征,10～20 d的低频振荡在旱涝年中皆较普遍存在,而20～50 d的低频振荡只在涝年普遍存在,20～50 d低频振荡对涝年有一定的指示意义。对涝年主汛期20～50 d低频降水进行位相合成发现,在活跃位相(中断位相),夏季南亚高压和西太平洋副热带高压(简称西太副高)纬向异常接近或者重叠(分离),湖南地区降水偏多(偏少),且两个高压的强度、范围、以及脊线位置和湖南地区主汛期降水关系较密切。南海反气旋(气旋)、河套地区槽(脊)系统以及湖南地区的垂直速度和比湿配合度高,且随位相变化存在明显的周期振荡,其中南海反气旋(气旋)和河套地区槽脊系统配置与湖南低频降水有着高度的时间一致性,湖南地区的低频垂直速度和低频比湿较低频降水有一个位相的超前滞后关系。此外,随着位相的演变,低频南北风高值区皆有明显的北传特征。     

两次滇黔准静止锋锋区结构的对比分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°格点再分析资料,对滇黔准静止锋上的低温雨雪冰冻天气(简称08冻雨过程)及阴雨天气(简称09阴雨天气)的锋区结构特征及准静止锋的形成和维持进行了对比分析。锋区结构共同点表现在:在水平方向上,准静止锋在850 hPa的水平温度梯度大,是等温线密集区;锋后低空逆温显著,平均逆温强度达2~8℃,逆温中心位于贵州东部-湖南西部之间。在垂直方向上,锋区表现为等sθe的密集区,锋区在经向上向北倾斜,向上伸展高度接近600 hPa附近;准静止锋天气一旦持续,锋区在850 hPa上表现为正的涡度带以及水平风的辐合区;与准静止锋锋生密切相关的锋生函数为正值。不同点表现在:近地面温度场垂直结构的差异是导致准静止锋降水属性不同的重要原因;在08冻雨过程中,温度场在垂直方向不仅具有"冷暖冷"的结构特征,还具有较深厚的"一层模式"结构特征。在09阴雨天气中,低空温度场存在冷中心,但温度高于0℃。在锋区结构上,08冻雨过程表现为宽而平缓且向北倾斜,09阴雨天气在750 hPa以下表现为狭窄而陡峭,并在16°~17°N之间存在副热带锋区。造成锋区结构特征差异的重要原因在于,锋生函数的水平辐合项和变性项对准静止锋的贡献存在差异。     

砂铁矿土壤种子库组成及出苗规律研究（英文）

砂铁矿的开采对周边荒漠草地产生较大影响,土壤种子库极度破坏,曾经的荒漠草场利用率和生产力几乎为零,严重影响了当地畜牧业发展和生态环境安全。人工补充土壤种子库对生态修复后荒漠草地物种组成影响十分重要。本研究以平整后的砂铁矿为研究对象,采用室内发芽盘方法,对比分析了砂铁矿土壤种子库人工补充前后出苗规律及物种组成以及种子埋深对出苗率的影响,结论认为：(1)青河县砂铁矿区原始土壤种子库仅包含4种植物,均为一年生藜科植物,优势种为刺沙蓬和虫实,且土壤种子库密度非常小;(2)研究区土壤种子库出苗与水分关系密切,增加水分,一年生植被出现“爆发式”出苗现象;(3)种子埋深影响多年生植被出苗率,0-5cm是出苗的最佳埋深。播深合适的情况下,人工补充土壤种子库在7天就可以完成出苗,这些结论均为修复时选择物种及大面积推广提供依据和奠定基础。     

双相介质中地震波的频率-空间域数值模拟

本文利用优化的25点频率-空间域有限差分算法对基于BISQ模型双相各向同性介质中的地震波进行了数值模拟.通过与经典的Biot模型理论模拟结果进行对比,分析了Biot流动（宏观流体流动）和Squirt流动（微观流体流动）耦合作用对地震波在孔隙介质中传播特性的影响.数值模拟在地震频段进行,结果显示：在理想相界和黏滞相界情况下,Squirt流动机制都比Biot流动机制产生了更大的速度频散和能量衰减.其中,在Biot流动和Squirt流动耦合作用下的快P波的速度和振幅小于仅考虑Biot流动影响下快P波速度和振幅,而且慢P波的衰减也更加强烈.本文还研究了地震波在双层双相各向同性介质分界面处的反射和透射特征,双相介质中波的反射与透射现象类似于单相介质的情况.模拟结果表明,利用优化25点频率-空间域有限差分法模拟双相孔隙介质中的地震波场是可行的,这为开展双相孔隙介质全波形反演问题的研究提供了可能.     

Detecting Near-Surface Coherent Structure Characteristics Using Wavelet Transform with Different Meteorological Elements

In the present study, three wavelet basis functions (Mexican-hat, Morlet, and Wave) were used to analyze atmospheric turbulence data obtained from an eddy covariance system in order to determine effect of six meteorological elements (three-dimensional wind speed, temperature, and CO2 and H2O concentrations) on the time scale of coherent structures. First, we used the degree of correlation between original and reconstructed waveforms to test the three wavelets’ performance when determining the time scale of coherent structures. The Wave wavelet’s reconstructed coherent structure signal best matched the original signal; thus, it was used for further analysis of the time scale, number, and time cover of the meteorological elements. We found similar results for all elements, though there was some internal variation, suggesting that coherent structures are not inherently dependent on these elements. Our results provide a basis for proper coherent structure detection in atmospheric turbulence and improve the understanding of similarities and differences between coherent structure characteristics of different meteorological elements, which is helpful for further research into atmospheric turbulence and boundary layers.     

湖南骑田岭地区锡矿床特征及找矿前景

骑田岭地区锡矿找矿的突破，是近两年国土资源重大调查取得的重大成果。区内锡矿产于骑田岭复式花岗岩体南部以及接触带，多呈脉状产出。锡矿类型以云英岩化花岗岩型、蚀变斑状花岗岩型、蚀变构造带型为主，具有矿体厚度碱、蚀变强、品位较高、矿石利用性能好的特点。现已估算锡资源量约60万吨，还有成矿条件类似的北部及同一构造岩浆岩带的其他地区，进一步开展该地区国土资源大调查将会扩大现有的找矿成果。     

松潘-甘孜地区三叠系碎屑沉积岩地球化学特征及其锆石年龄研究

松潘—甘孜地块地处中国西南部,是中国大陆构造中重要的基本构造单元,三叠系碎屑沉积岩广泛分布,本文对松潘—甘孜地块的三叠系碎屑沉积岩4个样品的稀土元素及锆石U_Pb地球化学特征进行了系统研究。4个样品的稀土元素分布型式特征非常接近,这表明松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩具有相同的来源。明显的轻、重元素分馏和铕异常则表明碎屑岩源区地壳内有较的深熔作用。锆石Th/U比和阴极发光表明它们基本上来自岩浆岩物源区。SHRI MP结果显示206Pb/238U年龄集中在200~1000Ma和1600~2400Ma,其中1600~2400Ma的锆石年龄记录了扬子克拉通基底的形成事件;200~1000Ma的锆石年龄反映了青白口纪及东吴运动期间扬子克拉通强烈的岩浆活动。此外,中三叠世末期秦岭造山带全面隆升成山,也阻断了华北克拉通为该区提供碎屑沉积岩的可能,因此,松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩来源于杨子克拉通。     

高速公路软基处理的环境影响评价方法探讨

首次尝试将环境影响评价的概念和评价思路引入高速公路软基处理方案评价,筛选环境影响因子,对各影响因子影响程度量化并赋予相应的权重,最终计算各种软基处理方案的环境影响评价值。     

全球变暖情景下黑河山区水循环要素变化研究

利用有关水文气象台站的观测资料,对近50年来黑河上游山区流域降水、气温与径流深等水循环要素的变化进行了分析,结果表明：该区域的平均气温变化总体上呈上升的趋势,且其升温幅度高于全球过去50年的升温幅度;降水与径流的变化均呈增加的趋势,但增幅不是十分显著,且径流增长的增幅要大于降水量,这意味着径流的增长并不完全依赖降水的增加,气温上升导致的冰川和高山积雪及地下冻土层融水增加也是影响黑河上游山区流域径流变化的重要原因。根据降水和气温未来的变化趋势,预计在未来50年中, 除非遭遇到特别极端的气候组合,黑河山区径流仍将维持过去50年来缓慢增加的趋势,但增幅非常有限,最大变幅基本在目前多年均值的±5%左右。