天文地质学的发展与展望

天文地质学是天文学和地质学的边缘学科，是利用天文学的研究方法、观测资料和研究成果来探讨地球上各种地质现象成因和演化规律的科学。天文地质学的兴起是地球科学进入到成因研究阶段的产物，它的研究可望促进天文学和地质学的共同发展。本文简要介绍了这门新兴学科的发展过程、研究内容及发展趋势.     

Falls Lake水库内溶解物输运模拟

溶解物在水库内的输运过程受人为因素影响较大.为研究水库内物质输运的过程和机制,以美国北卡罗来纳州的Falls Lake水库为研究对象,运用EFDC三维数值模型对物质在水库内的输运过程进行模拟研究,分析示踪物平均年龄和滞留时间的分布以及变化.结果显示:理想状态下,流量决定溶解物的输运过程;实际情况中,除流量外,水库的即时...     

Assimilation of GMS-5 satellite winds using nudging method with MM5

With the aid of Meteorological Information Composite and Processing System （MICAPS）, satellite wind vectors derived from the Geostationary Meteorological Statellite-5 （GMS-5） and retrieved by National Satellite Meteorology Center of China （NSMC） can be obtained. Based on the nudging method built in the fifth-generation Mesoscale Model （MM5） of Pennsylvania State University and National Center for Atmospheric Research, a data preprocessor is developed to convert these satellite wind vectors to those with specified format required in MM5. To examine the data preprocessor and evaluate the impact of satellite winds from GMS-5 on MM5 simulations, a series of numerical experimental forecasts consisting of four typhoon cases in 2002 are designed and implemented. The results show that the preprocessor can process satellite winds smoothly and MM5 model runs successfully with a little extra computational load during ingesting these winds, and that assimilation of satellite winds by MM5 nudging method can obviously improve typhoon track forecast but contributes a little to typhoon intensity forecast. The impact of the satellite winds depends heavily upon whether the typhoon bogussing scheme in MM5 was turned on or not. The data preprocessor developed in this paper not only can treat GMS-5 satellite winds but also has capability with little modification to process derived winds from other geostationary satellites.     

一种新的台风海面风场的拟合方法

基于台风风场的经验风公式和修正的梯度风方程并考虑了台风气压场的非对称性,提出了一种新型的台风风场合成模式。经过对10多个不同类型热带气旋(台风)的检验,结果表明,新的模式可以模拟出各种强度及不同眼半径台风的海面风场,比以往常用模式能更真实地反映实际台风风场。     

2014年与2015年夏季琼东上升流的年际变化及其成因分析

本文通过2014年与2015年7月琼东海域的现场调查资料,结合卫星遥感数据,对ENSO影响下琼东上升流的变化进行研究分析,结果表明:2015年为强厄尔尼诺年,2015年7月低温高盐水总体上离表层较深,大约为20~30 m（24.5℃等温线和34等盐线）,但在近岸处（离岸20 km以内）却相对较浅,24.5℃等温线和34等盐线在整个断面抬升15~25 m,上升流的爬升现象更为明显;受西南季风影响,表层海水离岸运动,低温高盐水沿地形爬升进行补充,是典型的风生上升流。2014年为正常年份,2014年7月,整个断面低温高盐水更接近表层（近岸例外）,大约为10~20 m,同等深度低温高盐现象比2015年明显,但上升流爬升现象不明显,24.5℃等温线和34等盐线在整个断面抬升不到10 m;盛行风为东南风、向岸风,对上升流的形成起抑制作用,低温高盐水使整个断面的抬升,不符合风生上升流的特征规律,表明该年琼东上升流的形成可能与外海环流变化导致的温跃层抬升有关。     

胶州湾北部水层生态动力学模型与模拟 Ⅰ.胶州湾北部水层生态动力学模型

建立了一个包括浮游植物、浮游动物、无机氮和磷、溶解态与悬浮有机物及溶解氧七状态变量的浅海水体生态动力学箱式模型,并且考虑了海面太阳辐照度变化、海水与底泥温度变化以及营养盐海底溶出和陆源流入的影响。初步分析了在胶州湾北部浮游生态系统演变的几个特征时期动力学方程中的物流动态特征。结果是比较合理的。     

山东半岛冷流暴雪过程的个例分析

2008年12月4~5日,山东半岛出现了1次冷流暴雪过程,渤海上的辐合带对这次暴雪过程起到了重要的作用。本文利用观测资料和数值模式对这次过程进行了研究,探讨渤海辐合带的发展演变机制及对山东半岛冷流暴雪的影响,并分析了太行山脉对渤海辐合带的影响。结果表明,渤海上空生成的西北东南向的中尺度辐合带造成了以烟台-牟平-文登为中心的西北东南向的降雪带。太行山脉的阻挡作用使绕太行山的西北气流在太行山背风侧形成辐合,同时在低层大气存在1个暖脊,所以在渤海形成了1个西北东南向的辐合带。在西北风的水平平流和非地转风的作用下,渤海辐合带向东北移动,当渤海西北岸出现北风后,渤海辐合带西北部在北风的水平平流作用下向南移动,而渤海辐合带东南部在西北风水平平流和非地转风的作用下,继续向东北移动并与山东半岛北部的海岸锋辐合带合并增强,渤海辐合带西北和东南两部分移动方向的不同造成了辐合带的波动。渤海辐合带增强后登陆山东半岛,造成山东半岛西北东南向降雪带。对这次冷流暴雪个例的分析发现,太行山脉通过形成背风低压中尺度系统直接影响渤海上的中尺度辐合带的发展,而渤海辐合带与山东半岛北岸附近海岸锋的耦合使辐合加强,增强了降雪强度。     

NUMERICAL STUDY OF LAKE-LAND BREEZE OVER LAKE VTTERN SWEDEN

This paper describes a two-dimensional lake breeze model with turbulent energy closure. The simulated results show that (1) the front of the lake breeze progresses inland faster in the late afternoon than at the fully developed stage; and (2) the lake breeze and land breeze have larger extension offshore than inland. The acceleration of the front in the declining phase of the lake breeze is explained in terms of the decreased turbulent friction acting on the head of the lake breeze. The larger extension offshore, probably, is attributed to the smaller roughness of water surface and to the offshore synoptic wind.     

海-气间化学物质交换通量的研究

从以下几个方面简要分析了海—气间化学物质交换通量的参数化研究情况：如果不考虑物质间的化学反应,经典的通量—梯度关系（Ｋ理论）可用于估计从大气进入海表面的物质通量。在有化学反应的情形下,应根据化学反应速度与湍流交换速度的相对大小对Ｋ理论做修正;已知海表面的物质浓度和物质的沉降速度,可由二者的乘积来估计通量的大小。降水对大气中物质的清除作用是很大的,如何对降水的物理过程进行参数化,直接影响到对湿沉降通量的估计;计算海—气间气体交换通量的一种方法是利用界面两侧的分压差和气体转移系数。这两个参数都可能造成通量估计的不确定性。     

一次华北强对流风暴的中尺度特征分析

利用非静力平衡模式(MM5v3.5)对2001年8月23日影响华北地区的一次强对流风暴成功模拟的基础上, 对其中的中尺度重力波系(MGWs)特征进行分析, 并与美国中东部地区MGWs进行比较.结果表明: 这次MGWs波长约为100～120 km, 相速约为21～28 m·s-1, 伴随对流风暴的发展维持时间超过6 h.太行山地形强迫和对流是产生MGWs的重要机制, 虽然大气层结并不经常具有波导机制, 但在地形强迫、对流和切变气流提供波动能量情况下, 低层MGWs仍可维持较长时间.太行山触发的华北MGWs与美国西部高原引发的中东部地区MGWs具有相似的地形作用特征.在对流初始发生和对流单体合并阶段, 对流和MGWs构成一个类似正反馈机制的耦合系统, wave-CISK机制可能发挥着重要作用; 成熟阶段的对流风暴, 由于中高层潜热释放和湿下沉气流加强, 波动传播加快, 引起MGWs和对流风暴分离并减弱.MGWs在触发新雷暴, 并将其组织成带状对流系统过程中可发挥一定作用.上述现象较好地验证了MGWs的概念模型以及对流与重力波相互作用的理论.