南黄海辐射沙脊群西洋水道污水输移扩散研究

采用沿深平均二维数值模型对南黄海辐射沙脊群西洋海域的潮流场和物质扩散场进行了模拟,计算和分析了大潮情况下海域5 m、7 m和10 m 3种水深(理论基准面下)排放位置处达标污水输移扩散的范围及分布规律。结果表明,污水排入海后,会很快被稀释,各排放位置200和500稀释度等值线包络面积均较小,且包络面积随水深增加有明显变小的规律。拟合了不同污水排放量对应的200和500稀释倍数包络面积,发现两者呈良好的幂级数关系。     

我国全新世泥炭α纤维素稳定碳同位素记录的对比与分析

泥炭是古气候研究的宝贵材料,α纤维素稳定碳同位素（δ¹³C_cell）是泥炭古气候研究的常用代用指标。我国已有数个地点报道了全新世泥炭全样或单种植物δ¹³C_cell记录,对这些记录的古气候解译存在明显冲突。结合相应的孢粉和植物残体证据,对这些记录进行综合对比,结果发现：高山草地植被带和内陆干旱区荒漠草原植被带当中的泥炭地,全新世期间的原地植物种属构成相对稳定且未发生显著变化,因此其δ¹³C_cell记录具有较为明显的长期变化趋势,其古气候解译也更为可靠;森林植被带和林草交互带当中的泥炭地,全新世期间的原地植物种属构成发生过显著变化（如木本植物入侵）,这可能是造成其全新世δ¹³C_cell记录长期趋势不明显或其古气候指示意义复杂难解的主要原因。这些结果显示了泥炭地的原地植物种属构成,对相应δ¹³C_cell记录的古气候解译的重要影响。同时也表明,无论是泥炭δ¹³C_cell研究地点的选择,还是泥炭δ¹³C_cell记录的古气候解译,都需重视其来源植物种属构成和变化。对于全新世泥炭δ¹³C_cell古气候研究,建议开展针对性的现代过程研究,尤其是优势泥炭植物种属的δ¹³C_cell在时间序列上的现代过程研究,以提供可靠的古气候解译基础。

     

圆形数值波浪水池斜向和多向入射波浪模拟研究

为了研究斜向入射波浪,基于三维不可压缩两相流模型,开发了一套圆形数值波浪水池数值模型。在圆形波浪水池中,通过源项造波法成功生成了任意入射方向的波浪,并且利用人工摩擦项模拟阻尼区以数值耗散反射波浪。模型基于嵌入式多块网格体系,采用FVM法(finite volume method)离散Navier-Stokes方程,VOF法(volume of fluid)追踪自由水面。试验结果表明,斜向入射波浪的模拟结果与理论值基本一致,圆形波浪水池在模拟斜向入射波浪时,有效区域的面积较传统波浪水池显著增大,而且有效区域受波浪入射角度的影响也较小。同时,通过叠加多列斜向入射波浪,模拟出了多向交叉波列,并通过与理论结果对比,发现其具有较高的精度。     

广西北海半岛夏季营养盐及水质状况分析

近年北部湾藻华灾害频发,为了解与藻华暴发密切相关的营养盐及水质状况,2020年8月作者对北部湾北海半岛铁山港、营盘、涠洲岛、斜阳岛及涠洲岛西部远岸海域共21个站位采集表层海水,分析营养盐含量和结构特征,并利用富营养化指数和有机污染指数对该海域水质进行等级划分与评价。结果表明:北海半岛海域DIN、PO₄-P和SiO₃-Si均值分别为0.210、0.021和0.270 mg/L。其中,铁山港营养盐由港内至港外呈递减趋势,营盘海域由近岸至远岸, DIN和SiO₃-Si含量先递减再增加, PO₄-P则表现为递增,涠洲岛海域及远岸各站位营养盐分布无明显特征。北海半岛海域N/P、Si/N和Si/P均值分别为11.8、1.7和14.6,显示47.6%海域为潜在N限制,而潜在P限制和Si限制海域均为9.5%;叶绿素a仅与COD显著相关,相关系数为0.475。调查海域富营养化指数均值1.82,以铁山港港内富营养化程度最高,由港内严重富营养至港外贫营养递减,营盘近岸7号站位中度富营养,其余76.2%调查站位仍处于贫营养...     

一次罕见飑前强降雹超级单体风暴特征分析

2009年6月5日,受一个飑线前超级单体雷暴的影响,上海部分地区出现了直径25—30mm的冰雹,随后,飑线尾随该超级单体扫过上海,造成大风、雷电和强降水天气。基于常规天气观测、多普勒天气雷达、风廓线仪和自动气象站等资料分析发现,该超级单体发生在东北冷涡西南侧的高空强冷平流与低空暖平流形成的强不稳定层结背景下,超级单体风暴发生、发展在飑线前的暖区中,经过由"热岛效应"和海陆风锋共同形成的低空辐合线时明显加强发展;该风暴呈现出"指"状、"楔"状、弱回波区(WER)等超级单体雷达反射率特征,"指"状回波处出现了中气旋的径向速度特征,具有标志大冰雹的三体散射长钉(TBSS)特征回波,通过三体散射长钉多普勒速度发现了大冰雹的下降区和增长区。分析还表明:东北冷涡西南侧横槽南摆导致中空降温,0℃层和-20℃层高度明显下降,为冰雹的空中增长提供较好的温度环境条件,较低的0℃层也保证冰雹在空中下落中融化较少。双风廓线仪对比观测表明,超级单体发展的低空风场环境中具有较大的垂直风切变和风暴相对螺旋度,中尺度对流系统与环境场的相互作用形成了有利于风暴发展和维持的正反馈机制。飑线前超级单体雷暴与飑线主体关系密切,起到类似"箭"与"弓"的引导作用,飑线主体的一部分进入超级单体所遗留下的"冷"区后明显减弱,东侧入海后也逐渐减弱,其余部分仍在发展加强;最终,强风暴逐渐减弱,超级单体特征也开始消失,飑线与之合并形成新的"人"字型中尺度对流系统,新的"弓"形回波带与原回波带相比移动方向发生右偏,因此,飑前超级单体在飑线主体移动和演变的临近预报中有重要指示意义。     

短波红外CO2反演过程约束研究及初步反演结果

短波红外通道卫星CO2遥感是近年国际研究热点。首先,开展了卫星观测对气溶胶及大气温度的敏感性研究;其次,针对基于最优化理论的非线性迭代反演方法反演过程中的不收敛问题,提出了修正的阻尼牛顿方法(MDNM),并利用模拟数据评估了MDNM方法的有效性;最后,利用GOSAT卫星数据反演CO2的垂直混合比浓度,并与地基TCCON站点数进行比对。研究结果表明:短波近红外CO2卫星遥感受气溶胶散射及温度影响明显;通过地基比对初步验证了MDNM具有良好的精度,两者的相关性R2达到了0.729。     

A comparison of the effectiveness of the roots of two grass species in reducing soil erosion on alluvial fans in south-east China

The effects of root systems on soil detachment by overland flow are closely related to vegetation types. The objective of this study was to quantify the effects of two gramineous roots (Paspalum mandiocanum with shallow roots and Pennisetum giganteum with deep roots) on soil detachment capacity, rill erodibility, and critical shear stress on alluvial fans of benggang in south-east China. A 4-m-long and 0.12-m-wide flume was used. Slope steepness ranged from 9% to 27%, and unit flow discharge ranged from 1.39 × 10⁻³ to 4.19 × 10⁻³ m² s⁻¹. The mean detachment capacities of P. mandiocanum and P. giganteum lands were 18% and 38% lower than that of bare land, respectively, and the effects of root on reducing soil detachment were mainly reflected in the 0- to 5-cm soil layer. The most important factors in characterizing soil detachment capacity were root length density and soil cohesion, and soil detachment capacity of the two grass lands could be estimated using flow shear stress, soil cohesion, and root length density (NSE = 0.90). With the increase in soil depth, rill erodibility increased, whereas shear stress decreased. The mean rill erodibilities of P. mandiocanum and P. giganteum lands were 81% and 61% as much as that of bare land, respectively. Additionally, rill erodibilities of the two grass lands could be estimated as an exponential function by root length density and soil cohesion (NSE = 0.88). The mean critical shear stress of P. mandiocanum and P. giganteum lands was 1.29 and 1.39 times that of bare land, respectively, and it could be estimated with a linear function by root length density (NSE = 0.76). This study demonstrated that planting of the two grasses P. mandiocanum and P. giganteum could effectively reduce soil detachment and enhance soil resistance to erosion on alluvial fans, with the deep roots of P. giganteum being more effective than the shallow roots of P. mandiocanum. The results are helpful for understanding the influencing mechanism of root systems on soil detachment process.     

THE MESOSCALE CONVECTIVE SYSTEMS ACROSS THE TAIWAN STRAIT AND NEIGHBORING AREAS DURING IOP608 OF HUAMEX

The paper gives the distributions of the daily mean temperature of black body of satellite infrared images from June 7 to 10, 1998 during HUAMEX and examines 14 meso-α-scale convective systems and a number of meso-b-scale convective systems using the satellite infrared images at 1-h intervals. The mesoscale convective systems on June 7 and 9, which resulted in severe rainstorm over the middle of Taiwan and the estuary region of the Pearl River (Zhujiang R.), are emphatically analyzed. The serial development of mesoscale convective systems is revealed by the distributions of the black body temperature of satellite infrared images. The environmental conditions in which many mesoscale convective systems continuously occurred are diagnosed. The visualizing tool, LiveView, displays the link between the upper and lower horizontal wind fields and the vertical circulations and 3-dimensional trajectories of moist air motions, based on the data of objective analyses.     

北京主城区伪基站时空规律分析

随着公众移动通信的快速发展,伪基站的泛滥不仅破坏正常电信秩序,危害公共安全,而且严重损害群众财产权益,侵犯公民个人隐私,已成为社会一大公害。如何从垃圾短信大数据中挖掘出伪基站活动的时空规律,寻找有效的防控方案,从源头上进行打击和治理成为管理部门和研究者共同关注的焦点。本文基于北京市垃圾短信数据,利用非负矩阵分解的方法分析伪基站的时空分布规律;并利用TF-IDF构建垃圾短信分类模型,对垃圾短信进行分类,结合土地利用数据,分析伪基站在发送不同类型垃圾短信时的时空分布规律。结果显示：北京市垃圾短信多分布于路网和中心城区;白天垃圾短信数量远远多于晚上;垃圾短信的分布随时间的推移沿着路网逐渐向内收缩;发送不同类型垃圾短信的伪基站的时空分布具有一定的差异;通过非负矩阵分解得到的结果,与垃圾短信分类后得到的结果有很好的匹配。研究表明,非负矩阵分解具有实现上的简便性、分解形式和分解结果上的可解释性等优点,可以有针对性的为有关部门建言打击伪基站的有效方案,对于伪基站违法行为的治理具有一定的意义。     

川中地区茅口组两期流体叠合控制下的白云石化模式

岩相学特征、地化分析揭示:川中地区下二叠统茅口组白云岩存在三种白云石:①平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.06‰,δ18O_PDB=-6.81‰;Fe:1×10-6,Mn:未检出,Sr:150×10-6);②非平直晶面粗晶鞍状白云石(δ13C_PDB=3.22‰,δ18O_PDB=-7.82‰;Fe:149×10-6,Mn:185×10-6,Sr:85×10-6);③非平直晶面细晶白云石(δ13C_PDB=3.49‰,δ18O_PDB=-9.45‰;Th=123℃,S=133~139‰NaCl;Fe:58×10-6,Mn:59×10-6,Sr:76×10-6)。研究结果表明存在两期白云石化流体:①早期压实作用形成的埋藏白云石化流体(T=37.4℃;S=29.8‰NaCl);②晚期受构造控制的热液白云石化流体(Th=114.8℃;S=153~226‰NaCl)。明确了三种白云石的成因:平直晶面细晶白云石是由早期埋藏流体交代泥晶基质形成的;非平直晶面细晶白云石是平直晶面细晶白云石在受到热液流体改造后所形成的;而非平直晶面粗晶鞍状白云石则是由热液流体直接沉淀出的。基于研究结果建立了相应的白云化模式。