Optimal initial perturbations for El Nino ensemble prediction with ensemble Kalman filter

A method for selecting optimal initial perturbations is developed within the framework of an ensemble Kalman filter (EnKF). Among the initial conditions generated by EnKF, ensemble members with fast growing perturbations are selected to optimize the ENSO seasonal forecast skills. Seasonal forecast experiments show that the forecast skills with the selected ensemble members are significantly improved compared with other ensemble members for up to 1-year lead forecasts. In addition, it is found that there is a strong relationship between the forecast skill improvements and flow-dependent instability. That is, correlation skills are significantly improved over the region where the predictable signal is relatively small (i.e. an inverse relationship). It is also shown that forecast skills are significantly improved during ENSO onset and decay phases, which are the most unpredictable periods among the ENSO events.     

2009年6月3日商丘市强飑线过程分析

利用商丘新一代天气雷达(CINRAD/SB)观测资料,以及MICAPS资料和自动气象站观测资料,对2009年6月3日发生在商丘的一次以大风为主,并伴有降水、雷电发生的强飑线天气过程进行了分析。分析表明:地面辐合线是这次强对流和飑线天气过程的触发机制。高空冷涡后部冷空气南下,近地层为暖中心,形成了上冷下暖的位势不稳定层结;风力突增、气压涌升、气温骤降、湿度猛升等气象要素变化符合飑线特征。飑线最大回波强度达69 dBz,最大负径向速度值达-37 m/s,强回波区呈"厂"字形,位于回波区前沿,移动速度快,并具有径向风速辐合等特征。径向速度场上表现为高层负径向速度中心值的迅速减小和低层负径向速度中心值的快速增大。     

Impact of diurnal atmosphere–ocean coupling on tropical climate simulations using a coupled GCM

The impacts of diurnal atmosphere–ocean (air–sea) coupling on tropical climate simulations are investigated using the SNU coupled GCM. To investigate the effect of the atmospheric and oceanic diurnal cycles on a climate simulation, a 1-day air–sea coupling interval experiment is compared to a 2-h coupling experiment. As previous studies have suggested, cold temperature biases over equatorial western Pacific regions are significantly reduced when diurnal air–sea coupling strategy is implemented. This warming is initiated by diurnal rectification and amplified further by the air–sea coupled feedbacks. In addition to its effect on the mean climatology, the diurnal coupling has also a distinctive impact on the amplitude of the El Nino-Southern Oscillation (ENSO). It is demonstrated that a weakening of the ENSO magnitude is caused by reduced (increased) surface net heat fluxes into the ocean during El Nino (La Nina) events. Primarily, decreased (increased) incoming shortwave radiation during El Nino (La Nina) due to cloud shading is responsible for the net heat fluxes associated with ENSO.     

松辽盆地徐家围子断陷断裂活动时期及其与深层气成藏关系分析

为了能够准确地判断松辽盆地徐家围子断陷断裂的主要活动时期及其与深层天然气成藏之间的关系,本文先后利用了同沉积断层活动速率、火山活动期次与断裂活动期次匹配关系、剖面伸展率及构造演化剖面等4种方法对其进行了研究。首先,由同沉积断层活动速率研究结果可知,断裂主要在下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登楼库组二段、泉头组二段及上白垩统青山口组沉积时期活动。其次,根据火山活动期次与断裂活动时期匹配关系研究得到,断陷期(火石岭组、营城组一段和营城组三段沉积时期)和青山口组沉积时期为断裂主要的活动时期。再次,由剖面伸展率法研究得到,断裂强烈的活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、泉二、三、四段和青山口组沉积时期。最后,通过该断陷LINE1208测线的构造发育史剖面研究可知,断裂的主要活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、营三段、泉二段和青山口组沉积时期。将这4种方法综合起来判定认为,该断陷断裂的主要活动期次有3期,分别对应于火石岭组沉积时期—营三段沉积时期、泉头组沉积中期及青山口组沉积时期。并且将综合判定出的断裂主要活动时期与该断陷源岩的生气史、登二段和营城组火山岩顶部盖层封闭能力形成时期和气藏内天然气的充注时期进行匹配分析。综合研究认为登二段和营城组火山岩顶部2套重要盖层封闭能力形成时期早于该断陷源岩的大量生气期,故盖层并不是天然气成藏的主要制约因素。徐家围子断陷后2期的断裂主要活动时期与深层天然气的主要充注时期相吻合,是天然气向圈闭中运聚的重要时期,且自姚家组至现今断裂活动较弱,这可能是先期形成的气藏得以较完整保存的主要原因。     

典型海洋型冰川区消融期雪坑层位演变及离子沉积后过程初探

2006年4—7月,在玉龙雪山白水1号冰川消融区(P1)和积累区(P2)分别开挖雪坑连进行续观测,分析了海洋型冰川在消融期雪坑内各层位的物理变化以及各离子的沉积后过程.结果表明:海洋型冰川区雪坑的消融速率远大于大陆型冰川;随着消融的进行,雪坑中各种粒雪成分逐渐向粗粒雪转化,同时冰片数量增多以及含水层加厚,并且向雪坑底部移动.雪坑消融可以分为雪坑内部的细粒雪、中粒雪向粗粒雪转变,雪坑厚度变化不大以及雪坑厚度的快速变薄两个过程,P2处两消融过程转变时间比P1处大约推迟两个月.根据各种离子在P1处雪坑剖面的浓度变化,白水1号冰川积累区的淋溶序列为:K+SO42-NO3-Cl-Ca2+Mg2+Na+.由于海洋型冰川的消融期也是它的积累期,该序列中各离子的顺序不仅反映了融水淋溶作用的影响,同时反映了物质输入对雪坑内离子浓度变化的影响.     

汶川8.0级特大地震震源断裂特征及其动力学分析

笔者根据地壳表层地质构造和地震地质研究与地震测深和大地电磁测深成果,运用现代构造解析理论与方法,论证了汶川8.0级特大地震的深部构造环境,探讨了汶川8.0级特大地震震源区的地震断裂和震源断裂基本特征与相互关系,及其形成的地球动力学问题。笔者认为龙门山碰撞造山带深处隐伏壳幔韧性剪切带可能是汶川8.0级特大地震主震区的震源断裂,而地壳表层发育的映秀断裂带、北川断裂带和彭县—灌县断裂带等可能是汶川8.0级特大地震主震区的地震断裂,该区震源断裂与地震断裂既有显著区别,又有密切联系。研究表明,在印度板块与太平洋板块和菲律宾海板块对欧亚板块俯冲碰撞的动力学作用下,形成上扬子地块向青藏高原东缘碰撞—楔入以及青藏高原东缘向东仰冲,深部向东俯冲的动力学态势,造成龙门山碰撞造山带切割莫霍界面的壳幔韧性剪切带向中上地壳扩展,应力高度集中与能量快速释放破裂,从而引起汶川8.0级特大地震的发生,以及大型同震地表破裂带的形成。探索震源断裂与地震断裂区别与联系,对进一步研究地震机制与发震动力学以及防震减灾有重要意义。     

山东省黄河下游地区部分县市高碘型甲状腺肿与地质环境的关系

地方病分布与地质环境中地形地貌、地质构造、地层岩性、土壤及水文地质条件有着密切的关系。本文根据山东省黄河下游区域地方病调查与生态地球化学调查的基础数据,从地形地貌、土壤、饮用水方面研究探讨了高碘型地甲病与地质环境的关系。研究表明调查区高碘型地甲病与饮水中碘含量具有非常好的正相关关系,土壤碘含量与高碘型地甲病不具有相关关系。在此基础上,提出了结合环境地质研究推进高碘型地甲病防治的意见和建议。     

辽宁本溪大台沟铁矿地质特征

本溪大台沟铁矿床位于本溪市桥头镇,是近年来发现的最大的鞍山式铁矿床。该矿床为隐伏的超大型铁矿床,埋深1100～1200m,已控制矿体延长2000m,最大延深840m,最宽处1100m。矿体总体为近直立的厚板状体,夹石很少,为单一矿体。矿石类型为磁铁石英岩(磁铁矿石)、赤铁石英岩(赤铁矿石)及其过渡类型的磁铁赤铁石英岩(混合矿石)。矿石品位较均匀,矿床有害杂质含量低。初步估算333+332类资源量约34亿t。     

天津周良庄地质构造背景和地热成因探讨

天津市宝坻区南部周良庄一带赋存较为丰富的地热资源。为查明该区各热储补给来源,地温场是否受断裂构造影响,利用人工地震结合钻探资料进行二次解译,分析该区地质构造背景和热储发育特征,同时在综合分析水化学和同位素等化探方法的基础上,对该区的地热成因进行探讨。查明该区主体构造为一背斜构造,地热属沉积盆地型层状热储,地热流体主要有孔隙型热水系统和基岩裂隙型热水系统2个类型,热储条件好。该区热流体矿化度较低的原因是接近补给区,补给水源来自北部山区大气降水;地热流体在深循环过程中与富氧岩石进行了氧交换,δ18O值存在不同程度的氧漂移。