南海及邻近海域大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统研制

本文主要介绍了南海及邻近海域大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统的研制概况。预报区域为99°E~135°E,15°S~45°N,包括渤海、黄海、东海和南海及其周边海域。为了给耦合预报模式提供较准确的预报初始场,在预报开始之前,分别进行了海浪模式和海洋模式的前24小时同化后报模拟。海浪模式和海洋模式都采用了集合调整Kalman滤波同化方法,海浪模式同化了Jason-2有效波高数据;海洋模式同化了SST数据、MADT数据和ARGO剖面数据。为了改进海洋温度和盐度的模拟,我们在海洋模式的垂向混合方案中引入波致混合和内波致混合的作用。预报系统的运行主要包括两个阶段,首先海浪模式和海洋模式进行了2014年1月至2015年10月底的同化后报模拟,强迫场源自欧洲气象中心的六小时的再分析数据产品。然后耦合预报系统将同化后报模拟的结果作为初始场进行了14个月的耦合预报。预报产品包括大气产品（气温、风速风向、气压等）、海浪产品（有效波高和波向等）、海流产品（温度、盐度和海流等）。一系列观测资料的检验比较表明该大气-海浪-海洋耦合精细化数值预报系统的预报结果较为可靠,可以为南海及周边海洋资源开发和安全保障提供数据和信息产品服务。     

Forecasts of South China Sea surface temperature anomalies using the Nio indices and dipole mode index as predictors

Based on an empirical orthogonal function (EOF) analysis of the monthly NCEP Optimum Interpolation Sea Surface Temperature (OISST) data in the South China Sea (SCS) after removing the climatological mean and trends of SST,over the period of January 1982 to October 2003,the corresponding TCF correlates best with the Dipole Mode Index (DMI),Nio1+2,Nio3.4,Nio3,and Nio4 indices with time lags of 10,3,6,5,and 6 months,respectively.Thus,a statistical hindcasts in the prediction model are based on a canonical correlation analysis (CCA) model using the above indices as predictors spanning from 1993/1994 to 2003/2004 with a 1-12 month lead time after the canonical variants are calculated,using data from the training periods from January 1982 to December1992.The forecast model is successful and steady when the lead times are 1-12 months.The SCS warm event in 1998 was successfully predicted with lead times from 1-12 months irrespective of the strength or time extent.The prediction ability for SSTA is lower during weak ENSO years,in which other local factors should be also considered as local effects play a relatively important role in these years.We designed the two forecast models:one using both DMI and Nio indices and the other using only Nio indices without DMI,and compared the forecast accuracies of the two cases.The spatial distributions of forecast accuracies show different confidence areas.By turning off the DMI,the forecast accuracy is lower in the coastal areas off the Philippines in the SCS,suggesting some teleconnection may occur with the Indian Ocean in this area.The highest forecast accuracies occur when the forecast interval is five months long without using the DMI,while using both of Nio indices and DMI,the highest accuracies occur when the forecast interval time is eight months,suggesting that the Nio indices dominate the interannual variability of SST anomalies in the SCS.Meanwhile the forecast accuracy is evaluated over an independent test period of more than 11 years (1993/94 to October 2004) by comparing the model performance with a simple prediction strategy involving the persistence of sea surface temperature anomalies over a 1-12 month lead time (the persisted prediction).Predictions based on the CCA model show a significant improvement over the persisted prediction,especially with an increased lead time (longer than 3 months).The forecast model performs steadily and the forecast accuracy,i.e.,the correlation coefficients between the observed and predicted SSTA in the SCS are about 0.5 in most middle and southern SCS areas,when the thresholds are greater than the 95% confidence level.For all 1 to 12 month lead time forecasts,the root mean square errors have a standard deviation of about 0.2.The seasonal differences in the prediction performance for the 1-12 month lead time are also examined.     

内蒙大青山早前寒武纪变质岩和早期陆壳的演化

将大青山地区早前寒武纪变质岩石分成三个岩性构造组合.即(1)麻粒岩—紫苏花岗岩组合;(2)角闪片麻岩—英云闪长岩组合;(3)富铝片麻岩—钾质花岗岩组合.其中,组合(1)是区内最古老的物质组成,其形成时代至少应在晚太古代以前(>2800Ma).组合(2)是具花岗—绿岩带特征的晚太古代中、低级变质岩系.组合(3)是经早元古造山变质作用形成的岩石组合.根据重新排定的地质事件顺序,对本区早期地壳演化的有关问题进行了讨论.     

黑河流域浮游植物群落特征与环境因子的关系

分别于2009年夏季和2010年夏、秋季对黑河流域进行了2次全面调查,共选取76个采样断面进行水样采集,鉴定出浮游植物242种,隶属于8门11纲25目45科94属.其中硅藻门为优势类群,占物种总数的38.43%,绿藻门和蓝藻门次之;黑河流域优势种为尺骨针杆藻(Synedra ulna)、无常蓝纤维藻(Dactylococcopsis irregularis)和尖针杆藻(S.acus),优势度分别为0.060、0.031和0.021,出现频度分别为43.42%、43.42%和46.05%.生物多样性指数及相关指数分析表明,黑河流域中、下游浮游植物群落结构的复杂程度和稳定性均高于上游;同时,综合生物多样性指数及相关指数以及水质理化指标表明,黑河上游水质为无污染或轻度污染,中、下游水质为轻中度污染.浮游植物丰度与环境因子的相关性分析表明,上游浮游植物丰度与水体硬度呈显著正相关;中游浮游植物丰度则与各环境因子无显著相关性;下游浮游植物丰度与水体硬度呈显著负相关,而与总氮×总磷呈显著正相关;总溶解性固体、pH值和水体硬度与全流域浮游植物丰度呈显著正相关.黑河流域浮游植物的空间分布具有与河水水文分带相对应的垂直地带性和水平地带性分异特征.     

散射波地震方法在蔡家营多金属矿区的试验研究

地震方法技术应用在金属矿勘查中是一个难度很大的课题,由于金属矿所涉及到的地震地质条件十分复杂,常规的应用于层状介质的反射波地震勘探技术受到了挑战.利用散射波地震技术寻找深部隐伏金属矿是一种大胆的尝试.笔者结合在蔡家营多金属矿区的试验研究,试图从数据采集、数据处理和资料综合解释等方面探讨该方法技术的有效性.     

浅水流动阻力特性的试验研究

为研究浅水流动的阻力特性,专门设计了一个试验模型,其规模较大,测量设施齐全。通过多种流量和加糙条件的试验得出:加糙密度将直接影响水流的阻力,小流量时的阻力系数变化明显,随流量的加大,加糙的影响逐渐减弱;阻力系数随相对粗糙度的加大而增加,不受流量变化的影响;表面流速分布均匀,其平均值与断面平均流速相关性良好。     

α测氡法在地震流体监测中的可行性研究

KJD-2000Rα谱仪是采用半导体探测器、利用核谱测量技术与嵌入式技术研制的新型测氡仪,是一种简便快速的测量氡气及氡子体的仪器.该仪器利用静电收集氡衰变子体进行测量,体积小,灵敏度高,操作方便,还可进行连续测氡与瞬时测氡以及α谱的测量.将该仪器用于地震流体监测,并总结出了测量在理论认识和实际应用中存在的问题,讨论了氡...     

液化场地区间隧道地震响应分析

为研究液化场地区间隧道的动力响应,利用FLAC3D软件分析一致激励、局部液化和行波激励对隧道结构动力响应的影响.计算结果表明:地基土液化改变了隧道衬砌的受力状态,衬砌的破坏位置由非液化场地的拱肩和拱脚处转成了液化场地的仰拱和拱腰位置;与液化场地相比,隧道穿越局部可液化土层时,破坏位置扩展到衬砌整个断面;与一致激励相比,...     

过渡区动床明渠流的流速分布

利用激光流速仪测量了随水流强度加大松散床面,从定床到具有一定输沙强度的动床流动,试验水流条件均处于过渡区。试验资料分析表明,动床过渡区明渠流的卡门常数小于通常所采用的0.4;水流强度逐渐增大,随着推移质运动量增加,阻力系数有减小再增大的趋势;雷诺应力分布和紊动强度分布规律同光滑明渠流类似。     

示踪试验在岩溶大泉修复中的应用——以丽江黑龙潭为例

为查明云南丽江黑龙潭泉域九子海洼地补给区地下水与周边泉水的连通关系,提供泉水修复的科学依据,采用人工化学示踪方法,选取碘化钾作为示踪剂,开展了一次大型地下水示踪试验。根据试验数据计算地下水渗流速度,并分析黑龙潭泉域地下水系统结构特征。结果表明:九子海洼地补给区地下水与黑龙潭泉群和古城泉群具有显著的连通关系,与清溪泉群和白浪花泉群不存在连通关系,九子海至黑龙潭和古城的地下水渗流速度分别为405.86~1 077.84 m·d-1、349.96~629.09 m·d-1。九子海洼地为黑龙潭泉域地下水系统的主要补给区,同时也可作为黑龙潭泉水修复的有效注水点,接受补给后,主要通过深层岩溶管道向南运移至黑龙潭—古城方向,其中黑龙潭泉群为系统的排泄天窗。