初值水汽场对华南春季一次强飑线触发和维持影响的数值试验

在对观测资料分析的基础上,采用WRF模式探讨初始场水汽分布对华南2014年3月30—31日产生雷暴大风、强降水的飑线过程触发和维持的影响。研究基于ERA-interim和NCEP-FNL再分析资料在华南地区水汽分布的差异性,设计了四组将两类资料水汽按比例融合作为初始场的数值试验,水汽场从NCEP-FNL越靠近ERA-interim水汽,模拟的飑线演变越趋近实况,试验结果表明更准确的水汽初始场有利于提高飑线等强对流系统的预报准确率。在对流初生阶段,区域内水汽含量增多,最大有效位能增大,对流越容易触发;对流发展中后期,充沛的水汽有利于飑线组织形态和强度的维持。      

1998年7月长江流域特大洪水期间暴雨特征的分析研究

对１９９８年７月下旬发生于长江中下游的暴雨,即“二度梅”,进行了初步的分析研究,认为：（１）在这一时期由于副热带高压的向南撤退并稳定在偏南位置,为长江流域降水提供了重要的条件;（２）中纬度系统维持两脊一槽的形势有利于冷空气的南下,而夏季风在这一期间偏弱,前沿停留于长江流域,同时与中纬度的偏北气流形成一条沿长江流域东西走向的切变线;（３）在这条切变线附近不断有中尺度系统发生发展,其中一部分中尺度系统达到很强烈的程度,甚至引发了８８４ｍｍ／ｈ的强降水;（４）对流层上层,如２００ｈＰａ上的高压,其东侧的强烈的辐散区正好位于长江中下游地区,上下层系统的有利配合,对这次暴雨的发生十分有利。     

Application of ATOVS microwave radiance assimilation to rainfall prediction in Summer 2004

Experiments are performed in this paper to understand the influence of satellite radiance data on the initial field of a numerical prediction system and rainfall prediction. First, Advanced Microwave Sounder Unit A （AMSU-A） and Unit B （AMSU-B） radiance data are directly used by three-dimensional variational data assimilation to improve the background field of the numerical model. Then, the detailed effect of the radiance data on the background field is analyzed. Secondly, the background field, which is formed by application of Advanced Television and Infrared Observation Satellite Operational Vertical Sounder （ATOVS） microwave radiance assimilation, is employed to simulate some heavy rainfall cases. The experiment results show that the assimilation of AMSU-A （B） microwave radiance data has a certain impact on the geopotential height, temperature, relative humidity and flow fields. And the impacts on the background field are mostly similar in the different months in summer. The heavy rainfall experiments reveal that the application of AMSU-A （B） microwave radiance data can improve the rainfall prediction significantly. In particular, the AMSU-A radiance data can significantly enhance the prediction of rainfall above 10 mm within 48 h, and the AMSU-B radiance data can improve the prediction of rainfall above 50 mm within 24 h. The present study confirms that the direct assimilation of satellite radiance data is an effective way to improve the prediction of heavy rainfall in the summer in China.     

华南"94·6"特大暴雨的中尺度对流系统及其环境场研究Ⅱ.物理过程、环境场以及地形对中尺度对流系统的作用

在该文第Ⅰ部分中选取1994年6月12日～13日过程进行了较深入的研究,在确定云雨、垂直运动的模拟基本正确以后,利用模式的输出资料对在此期间的β中尺度对流系统的结构和演变进行了分析研究.第Ⅱ部分继续探讨物理过程、初始环境场以及地形对β中尺度对流系统的发生、发展的影响.结果表明:潜热释放对强对流系统发生、发展都有重要的作用.行星边界层过程对对流的发生阶段影响较为明显,而对发展阶段的影响似乎还不大.地面感热和潜热通量对对流系统的强度有影响.对初始场的试验表明,初始湿度场的改变会很明显地影响模拟结果,温度场的影响次之.地形的改变对大尺度的雨带影响不是很大,主要影响强暴雨的强度和落区,地形尤其是喇叭口地形对"94@6"暴雨的增幅作用十分明显.     

2008年初南方雨雪冰冻灾害天气静止锋与层结结构分析

对2008年我国南方持续性雨雪、冰冻灾害天气的影响系统及层结特征做了研究,集中对第3次过程,即1月25～29日期间的天气形势、水汽条件、高原对流系统东移的影响以及地面和大气层结条件进行了分析。研究表明：位于长江或江南地区的准静止锋（或切变线）是雨雪冰冻天气的重要影响系统,锋面西段的逆温层和暖层强,有利于冻雨的形成;水汽在锋前的对流层低层辐合,沿锋面爬升凝结,锋面的东段低层辐合比西段强,造成锋面东段的降水强度大于西段;高原对流系统活跃,且频繁东移影响我国东部,在第3次过程共有3次高原对流的东移过程;最有利于冻雨产生的层结条件应有中层冻结层、暖层、逆温层,且这些层结的强度和厚度要适当;最有利于冻雨出现的地面温度在-1～-3℃,变化非常小,温度、露点差都在1～3℃,接近饱和,风速较弱。最后,提出了适合于我国南方雨雪、冰冻天气的锋面结构与大气层结的物理模型。     

积极采用先进技术，提高地矿部门钻探生产水平

针对当前地矿部门地质岩心钻探生产技术水平现状，经过分析对比，为进一步提高地矿部门地质岩心钻探生产水平，提出了推广３项主要先进技术的建议。     

2005年夏季的主要天气及其环流分析

简要讨论了2005年夏季的主要天气过程和形势。2005年夏季全国大部分地区降雨量接近常年同期或偏多,特别是新疆地区降雨异常偏多,华南地区出现严重洪涝,而长江流域出现了空梅。造成6月华南地区强降雨的影响天气系统为切变线和地面静止锋,主要为从东北和西北来的冷空气与暖湿气流交汇于华南地区而形成。2005年与1994、1998年环流的对比表明,1998年西南季风强度比1994、2005年都要弱,但2005年梅雨期东阻位置在贝加尔湖东侧,比1998年的鄂霍次克阻高偏西,中纬度地区多小槽活动,贝加尔湖地区没有长波槽建立,中高层西风急流带偏北大约10个纬度,低层西南风急流也偏北,有利于北方降水的发生。2005年夏季登陆我国的台风偏多,强度较强,这是又一特点。华北地区的暴雨过程多与登陆或西太平洋上活动的台风有关;东北地区多低涡活动。与2004年对比,2005年华北地区的高温日数偏多,而且出现持续闷热天气,江南部分地区的高温天数也偏多。     

特深钻探钻柱组合优化设计研究

钻杆柱作为地球深部探测中深地与深水钻探技术的核心与关键,单一规格钻柱许用深度有限,难以满足大陆万米特深孔科学钻探及大洋深水深孔钻探工程的设计要求。本文通过减轻下部钻柱重力及提高上部钻柱强度方案,对其组合设计开展优化研究。以拉伸条件下的强度计算为主,加之一定的设计安全系数和拉伸余量来满足动载荷以及其他复杂情况对钻柱强度的需求,并开发了钻柱组合设计与安全系数计算的软件,可实现不同孔深设计和钻杆结构要求下的钻柱组合设计与安全系数计算。     

塔里木盆地碎屑锆石年龄分布对前寒武纪基底的指示

应用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法研究塔里木盆地前寒武纪基底与超大陆的关系, 对盆地内部不同地区井下11个碎屑岩样品进行锆石年代学分析。塔里木盆地南部与北部分别检测到早元古代、中元古代产生的物源, 结合周边造山带测年资料分析佐证了早中元古代塔里木南北块体演化有差异, 北部大量的中元古代早期年代数据可能预示塔北微块体存在与Columbia超大陆裂解时间相近的构造－热事件。南北塔里木在新元古代早期才发生碰撞拼合形成统一的基底与演化进程, 所有样品都检测到南华纪年龄数据证实塔里木板块及其周缘在此期发生大规模裂解事件, 南华纪大规模火成岩活动形成了盆地显生宙碎屑岩最主要的蚀源, 塔里木板块存在与Rodinia超大陆裂解时间相当的构造－热事件。碎屑锆石测年资料为研究塔里木板块与超大陆的关系提供了来自盆地内部的证据。     

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆,其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失,本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析,开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究,构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时,通过有限元分析和台架试验,确定了H-5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能,验证了计算方法的准确性,并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向,为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。