宁夏北部一次短时暴雨中尺度对流系统的特征分析

利用自动站、闪电定位信息、多普勒雷达、卫星黑体亮温等气象资料,对2008年7月18日夜间宁夏石炭井的短时暴雨天气进行了分析。结果表明：此次单站短时暴雨是在“西高东低”的环流背景下,受东北冷涡后部横槽和低值系统影响,由两个相对较强的对流单体先后影响而后合并维持造成的。中尺度对流系统在宁夏北部持续时间近6h,云项亮温梯度最大值维持在石炭并一带;对应3次强降水时段,雷达回波强度、回波顶高、VIL出现了3次峰值,径向速度出现了气旋式辐合和逆风区结构,逆风区出现时间较强降水出现提前了20～30min,与强降水的发生、发展和减弱有较好的对应关系;闪电发生高密度区位于降水中心前缘,闪电频率突然增大时间较强降水出现超前1h。     

天山山区近40a夏季降水变化及与南北疆的比较

利用新疆1959-1998年的降水资料,分析了天山山区近40a来夏季降水变化特征,并与南疆、北疆进行了比较.结果表明:天山山区近40a来的夏季降水在干湿阶段、最干最湿年份、降水变化的周期方面均与南北疆有别;天山山区夏季降水空间上的同步性变化比南疆及北疆弱一些;天山山区近40a来夏季降水年代际变化与北疆较为相近.新疆近40a来夏季降水最多的年代是90年代,天山山区偏多12%,南疆偏多25%,北疆偏多21%.     

金属的理化性质和地壳丰度的相互关系初步研究

本文旨在探讨金属元素的理化性质和其地壳丰度(CA)的分布规律。利用相关性分析和集对分析研究了金属的理化性质和其地壳丰度的关系。结果表明,金属元素21种理化参数与地壳丰度之间均有不同程度的相关性。其中10种理化参数和地壳丰度显著相关(P≤0.05),包括共价指数(X2mr)、原子密度(ρ)、原子序数(AN)、原子量(AW)、有效核电荷(Z*)、电负性(Xm)、软指数(σp)、电子亲和能(EA)、极化力(Z*2/r)和电化学势(ΔE0)。集对分析进一步表明:X2mr,ρ,Z*和Xm与log(CA)之间趋同性较好,支持了相关分析的结论。研究结果暗示金属的理化性质与地壳丰度之间存在密切的内在关系,这为地球演化成因、元素丰度演变规律提供了新证据,对岩石、矿产资源开发和利用等有重要意义。     

西藏直孔水电站大坝混凝土防渗墙超前支护成槽试验研究及施工

在西藏直孔水电站松散砂卵石地层混凝土防渗墙成槽施工中，结合坝基水文地质及工程地质特点，创造性地提出了超前支护成槽方案，通过三维应力模拟和渗透试验，结合现场生产试验，对原方案更进一步完善，在施工中加以应用获得了成功。     

新疆绿洲当代人地关系紧张情势与缓解途径

讨论了目前新疆人地关系紧张的情势;分析了造成新疆绿洲目前人地关系紧张的主要原因。认为环境先天脆弱、水资源总量有限且分布不均、气候的干暖化等是产生目前新疆人地关系紧张的生态环境前提;快速增长的人口及其不断增长的需求和过激的经济发展政策对环境产生了极大的压力;资源滥用、管理机制不健全、相关法律法规执法不严以及有偿使用制度不完善是造成目前区域人地关系紧张的主要原因。最后讨论了缓解当前新疆人地关系紧张矛盾的途径。     

北疆暴雪过程的湿位涡诊断

利用NCEP1°×1°再分析资料,对2009年3月19—20日北疆沿天山一带一次暴雪天气过程进行诊断分析,着重探讨了湿位涡诊断在新疆暴雪预报中的应用。分析表明：暴雪的水汽输送有3个源地,低层负散度、向北倾斜的涡度“上负下正”分布、等θe线的陡立密集带、垂直速度负值区与暴雪落区均有较好的对应关系。暴雪主要发生在MPV1〉0、MPV2绝对值迅速增加且等值线密集分布的区域。MPV1下传增大,大气对流不稳定能量释放,低层MPV2绝对值增大,大气湿斜压性增强,下滑倾斜涡度增长是暴雪形成的重要原因。     

一年内列车荷载作用下冻土路基的应力分布

冻土路基土体的物理性质与温度有密切关系, 在不同的季节, 路基内的变形场和应力场会相应发生变化. 为了说明路基内变形场和应力场的季节性差异, 以青藏铁路某断面为例, 对冻土路基在有、无列车荷载两种工况下进行了数值模拟, 系统分析了两种工况下路基内的变形场和应力场特点. 结果表明: 路基修筑后, 在自重作用下会产生较大瞬时变形; 由于路基内温度场随时间变化, 路基内各点的位移也随时间发生变化, 且位移时程曲线与温度时程曲线大体呈负相关. 在有、无列车两种工况下路基竖向位移分布都是由道砟中心向路基内部逐渐减小, 但数值明显不同; 由列车荷载引起的最大竖向附加变形发生在路基顶面中心点, 在10月15日、1月15日、4月15日, 变形量分别为-4.94 mm、-3.24 mm、-2.56 mm. 对于路基底面中心点和地基浅层中心点, 由列车荷载引起的附加应力在10月15日最大、1月15日次之、4月15日最小, 附加应力最大达到19.48 kPa; 列车荷载主要影响路基上部土体应力分布, 对下部土体应力分布影响较小.     

基于GRACE的空间约束方法监测华北平原地下水储量变化

华北平原作为我国重要的工农业基地和政治经济中心,面临着严重的水资源危机.因此,开展对华北平原地下水储量变化的监测工作具有重要现实意义与科学价值.本文基于GRACE重力卫星的空间约束方法,研究了华北平原地下水储量变化的时空分布规律,并与地面水井实测与地下水模型结果进行了综合比较和分析.结果表明：2002—2014年,华北平原地下水存在明显的长期亏损,GRACE估计的亏损速率为-7.4±0.9 km³·a^-1,而地面水井资料估计的浅层地下水亏损速率为-1.2 km³·a^-1.对比两者之间的差异可以发现,华北平原的地下水亏损以深层地下水为主.2002—2008年,GRACE估计的华北平原地下水亏损速率为-5.3±2.2 km³·a^-1,这与华北平原两个地下水模型得到的平均亏损速率-5.4 km³·a^-1十分吻合.通过华北平原区域地下水模型的独立验证,说明GRACE可以有效评估华北平原的地下水储量变化趋势.除了长期亏损的趋势项之外,华北平原地下水还存在明显的年际变化特征,并与该地区年降雨量变化特征一致.在降雨偏少的2002年、2005—2009年和2014年,华北平原地下水储量显著减少.在空间分布上,GRACE结果表明,华北平原的地下水储量减少主要发生在山前平原和中部平原区,这也与水井实测资料和区域地下水模型结果较为吻合.与GRACE和区域地下水模型相比,目前的全球水文模型仍无法准确估计华北平原地下水变化的空间分布和亏损速率.上述研究表明,GRACE提供了评估华北平原地下水储量变化的重要监测手段.

     

The Roles of Spatial Locations and Patterns of Initial Errors in the Uncertainties of Tropical Cyclone Forecasts

In this study,a series of sensitivity experiments were performed for two tropical cyclones (TCs),TC Longwang (2005) and TC Sinlaku (2008),to explore the roles of locations and patterns of initial errors in uncertainties of TC forecasts.Specifically,three types of initial errors were generated and three types of sensitive areas were determined using conditional nonlinear optimal perturbation (CNOP),first singular vector (FSV),and composite singular vector (CSV) methods.Additionally,random initial errors in randomly selected areas were considered.Based on these four types of initial errors and areas,we designed and performed 16 experiments to investigate the impacts of locations and patterns of initial errors on the nonlinear developments of the errors,and to determine which type of initial errors and areas has the greatest impact on TC forecasts.Overall,results from the experiments indicate the following:(1) The impact of random errors introduced into the sensitive areas was greater than that of errors themselves fixed in the randomly selected areas.From the perspective of statistical analysis,and by comparison,the impact of random errors introduced into the CNOP target area was greatest.(2) The initial errors with CNOP,CSV,or FSV patterns were likely to grow faster than random errors.(3) The initial errors with CNOP patterns in the CNOP target areas had the greatest impacts on the final verification forecasts.     

INS/GPS组合导航中的病态问题及其处理方法

在地球表面附近的组合导航中,一般以经、纬度表示水平位置,单位为弧度(rad),以高程表示竖直位置,单位为米(m)。1m的定位误差仅相当于约10-7rad,从而造成定位协方差矩阵的条件数达1013量级。Kalman滤波中要对协方差矩阵求逆,过高的条件数将引起严重的病态问题,从而造成很大的数值误差,影响滤波精度,甚至造成滤波发散。提出一种直接的解决方法,即构建一种避免病态问题的组合导航滤波模型。具体过程为:引入一种尺度因子(即平均地球半径)对组合导航系统的状态量、观测量、状态方程以及观测方程进行线性变换,从而对经、纬度误差进行适当的尺度化,明显降低协方差矩阵的条件数,有效避免了滤波过程中病态问题的出现。新方法在不明显增加计算量的前提下有效解决了病态问题,并保证了Kalman滤波的最优性质。数值仿真验证了该方法的有效性。