台风Haitang(0505)登陆过程地形影响的数值模拟试验

以2005年严重影响我国的登陆台风Haitang为研究对象,在用MM5模式成功模拟台风登陆前后路径、强度、降水以及结构特征的基础上,通过地形敏感性试验,分析了地形对台风的影响及其机理。结果表明:台风在经过台湾及其后在福建登陆期间的异常路径是地形诱生低压发生发展的结果;在降水强度上东部沿海特殊地形对台风北侧东南气流的辐合抬升使得暴雨增幅度1倍以上;地形对台风强度也有一定影响,约为4～5hPa。通过对有无地形影响时台风结构的比较发现地形影响主要在低层,使得高度场分裂两个中心,低层台风主体受山脉阻挡在位置上落后于高层。分析还发现台风登陆前夕移动方向西侧相当位温向西倾斜也可能与地形有关。     

渤海海冰微波散射特性研究

Microwave remote sensing has become the primary means for sea-ice research, and has been supported by a great deal of field experiments and theoretical studies regarding sea-ice microwave scattering. However, these studies have been barely carried in the Bohai Sea. The sea-ice microwave scattering mechanism was first developed for the thin sea ice with slight roughness in the Bohai Sea in the winter of 2012, and included the backscattering coefficients which were measured on the different conditions of three bands(L, C and X), two polarizations(HH and VV), and incident angles of 20° to 60°, using a ground-based scatterometer and the synchronous physical parameters of the sea-ice temperature, density, thickness, salinity, and so on. The theoretical model of the sea-ice electromagnetic scattering is obtained based on these physical parameters. The research regarding the sea-ice microwave scattering mechanism is carried out through two means, which includes the comparison between the field microwave scattering data and the simulation results of the theoretical model, as well as the feature analysis of the four components of the sea-ice electromagnetic scattering. It is revealed that the sea-ice microwave scattering data and the theoretical simulation results vary in the same trend with the incident angles. Also, there is a visible variant in the sensitivity of every component to the different bands.For example, the C and X bands are sensitive to the top surface, the X band is sensitive to the scatterers, and the L and C bands are sensitive to the bottom surface, and so on. It is suggested that the features of the sea-ice surfaces and scatterers can be retrieved by the further research in the future. This experiment can provide an experimental and theoretical foundation for research regarding the sea-ice microwave scattering characteristics in the Bohai Sea.     

急流在梅雨期持续暴雨过程中的作用

本文利用实况资料和客观分析资料,对造成江苏2010年7月9-14日的暴雨过程中高低空急流特点、配置及对暴雨的影响进行了分析.结果表明:高空动量下传,引起低空扰动加强,从而使得低空急流加强和维持.低层高能的平流为江苏境内暴雨和大暴雨的产生提供了充足的能量.低空西南风急流是暴雨产生的重要因子,仅在700 hPa出现强劲西南风急流,就可以导致江苏境内的强降水发生.分析还表明:阶段性暴雨起始的时候,暴雨落区上方都出现了负散度和正散度相互交错的情况,直至6h后才有高空辐散低空辐合的典型形势.高低层急流配置和次级环流的维持为暴雨的持续提供了有利条件.     

秦岭中部山地落叶阔叶林超级垂直带的发现与意义

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直带。该垂直带从基带到典型垂直带再到先锋性垂直带皆为山地落叶阔叶林,3种本来可以独立存在的垂直带,连续分布形成了包含3个栎林亚带、2个桦林亚带的“三层五亚带”超级垂直带,远远超过正常情况下山地垂直带1000 m的阈值,且其上限达到了海拔2800 m。它的形成与秦岭所处的过渡性地理位置、秦岭中部垂直带谱的完整性、丰富的落叶木本植物种群及其形成的强大群落竞争优势等因素紧密相关。超级垂直带的发现有多方面的意义：它是中国南北过渡带又一重要的标志性自然地理特征;它表明山地垂直带在特殊的山地环境中可以具有非常复杂的内部结构和宽大带幅,这扩展了我们对山地垂直带谱结构及机理认识的广度,对于创建山地垂直带谱结构理论具有十分重要的意义;超级垂直带的发现,也说明中国南北过渡带还有很多科学内容有待我们去探索和发现,希望本文能起到抛砖引玉的作用,引起学界对超级垂直带形成的气候和生物多样性因素、地理过渡带的结构和生态效应等重大问题进行深入研究。     

潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略. 潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide, SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading, OTL)位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差, 而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差. 本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序, 重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响, 并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正. 结果表明, 研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性, 其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a^-1; 通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正, 能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差, 弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足. 在大气延迟误差改正的基础上, 时序InSAR形变残差的标准差(Standard Deviation, STD)由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm; 本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性, 可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度.

     

京津冀地区低层局地大气环流的气候特征研究

本文采用2007-2016年的中尺度数值模拟结果和15个地面气象站观测资料,定义了局地风场表征风速,研究京津冀平原地区局地大气环流日变化的气候特征,并对区域大气污染及其输送的影响进行分析。此外,对2016年12月30日至2017年1月7日北京地区跨年大气重污染过程进行了个例分析。得到结论:京津冀平原地区低空风场变化是天气系统与局地大气环流共同作用的结果,山谷风环流致使太行山和燕山沿线平原地区大气边界层内的长年主导风向为偏北和偏南;太行山和燕山沿线地区山谷风环流本身呈顺时针旋转的日变化特征,夜间至早晨谷风转向山风,午后至夜间山风转向谷风;在午后谷风向山风转向期间,容易形成沿太行山东麓和燕山南麓、自南向东北的"弓形"气流输送通道,此气流输送通道在1月于21时左右形成,持续时间大约3 h,在7月于18时左右形成,持续时间可达9 h;冬季午后至晚间盛行谷风时,受山体的阻挡,污染物容易在山前累积,导致污染浓度增高;夏季同样的情况会发生在后半夜。     

鄂东南地区铜绿山岩体的侵入期次和物源：锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

提要：铜绿山岩体的主要岩石类型为石英正长闪长玢岩,其次是闪长岩、石英闪长岩和闪长玢岩。利用LA-ICPMS和LA-MC-ICPMS对岩石中的锆石进行微区原位U-Pb年龄和Lu-Hf同位素测定,结果表明,该岩体至少有三次以上的侵入活动,分别为150 Ma、145 Ma和140 Ma,从西到东、由深到浅侧向迁移侵位,分别形成鸡冠嘴矿区深部的石英闪长岩和Ⅶ号铜金矿体,鸡冠嘴矿区较浅部的闪长岩和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号等铜金矿体,铜绿山矿区及其周边的石英正长闪长玢岩和铜绿山、鲤泥湖、桃花嘴等铁铜矿床。岩浆锆石和继承锆石的U-Pb年龄和Hf同位素等信息显示,岩体的源区物质为混含有少量亏损地幔成分的古元古代（约1730 Ma）下地壳物质,并有中元古代晚期（1100~1200 Ma）和新元古代（800 Ma）地壳物质的加入。不同类型岩石的物源组成有明显差别,并形成不同的矿床。石英闪长岩和闪长岩形成铜金矿床,可能与其岩浆源区物质含有地幔成分有关。在继承锆石中获得新太古代、中太古代、古元古代、中元古代晚期和新元古代五组年龄数据,与宜昌崆岭群TTG片麻岩,京山、宁乡、镇远煌斑岩筒,宜昌莲沱砂岩、石门渫水河组（莲沱组）凝灰岩中的锆石年龄可以对比,表明鄂东南地区与扬子陆块其他地区的地壳演化历史基本一致,深部同样存在古元古代和太古宙基底。     

初论雪峰山地区基性-超基性岩镍钴铜金矿找矿方向

近年来,雪峰山地区的基性-超基性岩矿床找矿工作取得了一定的进展。为了及时总结成矿规律,指导进一步的找矿工作,本文在大量野外调研的基础上,系统总结了该地区基性-超基性岩岩体的地质特征、已有找矿进展的长界镍矿和字溪金矿地质特征及已发现的镍钴铜金等矿化特征,并与国内外同类型矿床的成矿特征进行了比较,最后提出了如下认识:雪峰山地区具备找寻基性-超基性岩矿床潜力,目标矿种主要为镍、钴、铜及金矿,主要矿床类型为岩浆硫化物型镍钴铜矿及蚀变热液型金矿。前者目标地质体以通道-洪江-中方-古丈一带新元古代基性-超基性岩群/带最为有利,后者则以隘口岩群及艾头坪-大洪山岩群的大洪山段最为有利。     

一种风暴轴逐日监测的方法及应用

提出了一种风暴轴逐日监测的方法, 可以获得逐日的风暴轴变化情况。并且采用了动态阈值定义了新的风暴轴的强度和位置指数, 从而可以有效对比不同层次、不同区域、不同时间的风暴轴变化情况。利用NCEP/NCAR再分析资料进行了监测结果的诊断分析。结果表明:各气象要素滤波结果都能表现出两个风暴轴主体, 但有位置上的差别。同时可以利用逐日检测的结果求得逐候、逐月的风暴轴监测结果。在不同高度的风暴轴中, 250~300 hPa高度的风暴轴强度最大, 850 hPa有极小值出现, 各层风暴轴强度呈现准正压结构。采用500 hPa高度场风暴轴监测结果做代表, 讨论了两大洋上各自的风暴轴偏强/偏弱、偏东/偏西、偏北/偏南时同期大气环流的500 hPa高度场和300 hPa纬向风场差异。     

胶州湾围隔浮游生态系统氮、磷营养盐迁移-转化模型研究

通过对目前生态动力学模型的总结和综合,以生态系统中氮、磷营养盐循环为主线,建立了适用于海洋围隔浮游生态系统的多变量的营养盐迁移-转化动力学模型.该模型包括浮游植物、浮游动物、溶解无机态营养盐、溶解有机态营养盐和生物碎屑5个模块,涉及溶解无机氮、磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷、浮游植物、浮游动物和生物碎屑7个状态变量.分别利用1999年秋季和2000年夏季胶州湾围隔生态实验数据进行了模型和验证工作,成功地模拟了富加营养盐条件下围隔浮游生态系统中氮、磷营养盐生物化学迁移-转化过程,并确定了20余个参数的量值.