沪宁高速公路一次复杂性大雾过程的数值模拟试验

为探明高速公路大雾天气的成因和演变规律,揭示雾影响交通能见度的机理,本文根据布设于我国沪宁高速公路沿线的环境气象自动监测系统(AWMS)实测资料和覆盖公路周边地区的常规气象台站观测资料,筛选出2009年11月7日发生在沪宁高速公路上的一次典型复杂性大雾天气过程.在分析天气实况的基础上,应用高时空分辨率的非静力中尺度数值预报模式WRF3.1,结合NCEP 0.5°×0.5°气象再分析资料,对该过程进行了数值模拟;利用实测资料对模拟结果进行了验证,并剖析了此次复杂性大雾过程形成的动力、水汽和热力条件.研究表明:(1)本次大雾前后的天气形势相对稳定,江苏地区主要受入海反气旋西南侧东南气流影响,整个大雾过程中地面风力始终微弱,为大雾形成提供了有利的动力条件;(2)模式模拟的由大气液态含水量条件判别的成雾区分布与实测雾区范围基本吻合;(3)模式模拟的能见度与AWMS实测能见度十分接近;(4)本次大雾过程最初是团雾雏形,在夜间辐射冷却作用下,转为辐射雾,之后,来自东南海上的暖湿空气平流进入江苏陆地后,所产生的平流雾雾体与原有辐射雾雾体结合发展为范围更大的辐射平流混合雾;(5)日出后短波辐射增温是此次复杂性大雾雾体得以快速消散的主要原因.     

Comparisons of Soil Moisture Datasets over the Tibetan Plateau and Application to the Simulation of Asia Summer Monsoon Onset

The influence of soil moisture on Asian monsoon simulation/prediction was less studied, partly due to a lack of available and reliable soil moisture datasets. In this study, we firstly compare several soil moisture datasets over the Tibetan Plateau, and find that the remote sensing products from the Advanced Microwave Scanning Radiometer for Earth Observing System (AMSR-E) can capture realistic temporal variations of soil moisture better than the two reanalyses (NCEP and ECMWF) during the pre-monsoon season...     

2003年淮河大水期间亚洲北部阻塞高压的形成特征

利用观测资料和NCEP再分析资料分析2003年淮河大水期间亚洲北部阻塞高压的形成维持机制, 结果表明, 2003年淮河梅汛期亚洲中高纬地区阻塞高压的异常活动中, 波流作用十分显著。6月上旬, 阻高建立前期和维持过程中, 上游地区天气尺度波动活跃, 欧洲斜压区不断有瞬变动能生成, 并在阻塞区向阻高平均流转化。从瞬变涡动的作用来看, 上游传播而来的瞬变波不断将较低纬度的低位涡空气向阻塞区输送, 有利于阻塞高压的建立维持; 平均流则使位涡呈相反形势发展, 引导阻塞高压向东频散, 削弱了扰动位涡输送的作用, 对阻高的维持起到耗散作用。阻高建立前, 瞬变涡位涡输送作用强于平均流位涡平流, 造成阻塞区位涡降低, 有利于阻高生成; 阻高维持期间, 瞬变涡位涡输送与平均流位涡平流输送量相当; 6月25～30日, 阻塞高压明显西退, 该阶段瞬变涡动明显强于平均耗散作用, 引导低位涡场向西移动。研究表明, 大气内部的波波作用对阻高的建立维持也十分重要。1波与5波在一定范围内的共同作用可能是阻高建立维持的决定因素, 而天气尺度波动扰动则对阻塞高压的建立、 维持和崩溃起到重要的作用。波波作用表明, 2003年6月份阻塞高压建立、 维持时, 尺度较长的波一般从平均动能得到扰动动能的转化, 尤其5波, 斜压能的转换不但是其能量的来源, 同时非线性作用也使得尺度更小或更长的波向其提供能量; 阻高衰退时, 5波则通过非线性作用向其他波动输送能量, 同时也存在斜压耗散, 能量逐渐失去。     

GOES-16大气温度产品资料同化在一次飓风预报中的应用研究

为评价静止卫星大气温度廓线产品资料同化对飓风预报的影响,以2018年飓风“迈克尔”为例,选用GOES-16温度廓线产品,开展静止卫星资料同化及其对飓风预报影响的研究。首先,通过评估温度廓线产品精度,选取质量较好的高度层并以统计的各层均方根误差作为观测误差用于同化试验;然后,利用WRF-3DVar系统进行不同稀疏化及不同同化频次的循环同化敏感性试验;最后,利用WRF模式开展24 h数值预报。试验结果表明,在飓风“迈克尔”期间温度廓线在200~1 000 hPa之间的误差在2 K以内,将水平分辨率稀疏化为模式分辨率的6倍且循环同化频次为6 h时同化该资料对模式的初始场有最为合理的改进,从大尺度环境场上看使模式具备更合理的环流形势,能够有效提高对飓风的路径及强度的预报效果,更准确地模拟降水落区及美国佛罗里达州等降水关键区域的雨强。      

城市浅水型湖泊底泥释磷的通量估算--以南京玄武湖为例

以南京玄武湖为研究对象,通过静态条件下5℃、10℃、15℃、25℃、35℃玄武湖底泥释磷室内实验计算玄武湖释磷速率,得出底泥释磷速率与上覆水温度的关系,进而算出玄武湖北湖每年磷释放量为0．815 t,东南湖每年磷释放量为 1．013t,西南湖每年磷释放量为0．266t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．094 t．根据费克定理,建立了间隙水扩散模型,利用模型计算玄武湖北湖每年磷释放量为0．799 t,东南湖每年磷释放量为0．983 t,西南湖每年磷释放量为0．232 t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．014t．在不考虑外源污染的情况下,由底泥磷释放造成的内源污染使玄武湖磷浓度年均维持在 0．101 mg/L,超过湖泊富营养化磷标准,因此,在切断外源污染的情况下应采取措施治理磷的内源污染．     

福建敖江流域水域生态系统健康评估

以敖江流域为研究区,通过采集底栖动物、鱼类等样品,结合监测数据分析流域水域生态系统健康状况,并采用指标体系评估方法对水域生态系统进行评估.结果表明:敖江流域水质总体良好,但山仔水库总氮、总磷浓度长期超标,水体存在富营养化和藻类水华暴发生态环境问题;底栖动物种类呈现支流多于干流、河流多于水库的规律;鱼类种类上、中、下游各科物种组成差异不显著,鱼类区系特点具有较明显的热带、亚热带区系特点;流域上游、中游水域生态健康良好,下游水域生态健康一般.     

太湖鲫鱼数量变化的规律及与环境间关系的分析

通过食物组成分析和渔获物组成调查,并结合历年渔获量统计和环境监测资料,研究了太湖鲫鱼数量变化的规律、机制及与环境间的相互关系.渔获物调查和渔获量统计资料均表明:近年鲫鱼数量不断增加,已成为太湖仅次于鲚鱼的重要鱼类2004年渔获物调查中,鲫鱼占鱼类总重量的8.40%±2.69%,占鲤、鲫鱼渔获量的65.08%±15.47%;历年渔获量统计显示,1952-1998年鲤、鲫鱼渔获量相对稳定在1010.1±367.2 t、占鱼类总量8.89%±5.33%,1999年上升达到2547.4 t、占9.45%,2000年达到3708.7 t,占12.18%;年龄组成分析表明,鲫鱼低龄化趋势在加剧.食性分析表明:在7-12月,微囊藻占鲫鱼食物体积的83.65%-93.99%.分析认为:太湖鲫鱼以微囊藻为主要食物;富营养化加重为其提供了充足饵料,实施禁渔期、禁渔区等措施使其繁殖得到保障,捕捞强度过高导致其年龄组成低龄化、个体小型化.而太湖鲫鱼以蓝藻为主要食物,可能对蓝藻有抑制作用.     

IMPACT OF SEA SPRAY ON TROPICAL CYCLONE STRUCTURE AND INTENSITY CHANGE

In this paper,the effects of sea spray on tropical cyclone(TC)structure and intensity variation are evaluated through numerical simulations using an advanced sea-spray parameterization from the National Oceanic and Atmospheric Administration/Earth System Research Laboratory(NOAA/ESRL),which is incorporated in the idealized Advanced Research version of the Weather Research and Forecast (WRF-ARW)model.The effect of sea spray on TC boundary-layer structure is also analyzed.The results show that there is a significant increase in TC intensity when its boundary-layer wind includes the radial and tangential winds,their structure change,and the total surface wind speed change.Diagnosis of the vorticity budget shows that an increase of convergence in TC boundary layer enhances TC vorticity due to the dynamic effect of sea spay.The main kinematic effect of the friction velocity reduction by sea spray produces an increment of large-scale convergence in the TC boundary layer,while the radial and tangential winds significantly increase with an increment of the horizontal gradient maximum of the radial wind, resulting in a final increase in the simulated TC intensity.The surface enthalpy flux enlarges TC intensity and reduces storm structure change to some degree,which results in a secondary thermodynamic impact on TC intensification.Implications of the new interpretation of sea-spray effects on TC intensification are also discussed.     

新疆库鲁克塔格地区早寒武世硅质岩地球化学特征及其意义

新疆库鲁克塔格地区寒武系底部硅质岩发育,主要分布于西山布拉克组和西大山组中,厚度达到120m,发育有火山岩-硅质岩,硅质岩夹黑色页岩组合。通过对兴地大坂穷木库杜克剖面硅质岩的系统地球化学研究,硅质岩常量元素Al、Fe、Mn在Al-Fe-Mn三元图上投影落入热水沉积域中。西山布拉克组底部硅质岩富集As、Sb、Sr、Ba、U元素,Th/U值偏低,为0.758,往上逐渐增大,到西大山组硅质岩Th/U值达到8.448。寒武系底部西山布拉克组底部硅质岩具有稀土总量∑REE显著偏低(小于10×10-6)、LREE/HREE值偏低、Ce负异常显著、低的Ce/Ce值(小于0.8)、(La/Ce)N值(1.0~2.89)、Eu/Eu值(≥1)较大、(La/Lu)N值(3.63~6.98)较小等特征,说明有强烈的热水沉积作用。往上到西大山组硅质岩则具有稀土总量∑REE较高(大于10×10-6)、LREE/HREE值较高、Ce负异常明显、Ce/Ce值较大(0.8~1.29)、(La/Ce)N值变化不明显、Eu/Eu值较低(0.5~0.8)、(La/Lu)N值大(平均大于10)等特征,说明热水沉积作用减弱,但仍属热水沉积特征。硅质岩δ30Si和δ18O同位素分析表明,西山布拉克组和西大山组硅质岩为典型的热水成因硅质岩。硅质岩氧同位素测温表明,从下往上热水沉积硅质岩形成温度降低。西大山组底部硅质岩形成温度较高,达到80℃以上,随后温度逐渐降低,西大山组硅质岩形成的温度为69℃左右。新疆库鲁克塔格地区寒武系底部硅质岩地球化学特征表明,在早寒武世早期库鲁克塔格地区地壳发生强烈的拉张裂解作用,这种拉张裂解作用形成火山岩和硅质岩、硅质岩和黑色页岩组合,它们为早寒武世早期Rodinia大陆发生快速裂解作用提供了岩石学和地球化学证据。     

银川盆地东缘黄河断裂第四纪活动与分段性研究

银川盆地位于南北地震带的北段, 是一个典型的新生代断陷盆地, 自西向东发育贺兰山东麓山前断裂、芦花台断裂、银川隐伏断裂和黄河断裂等四条主要活动断裂。该盆地中记载的历史最大地震是 1739年平罗8级地震, 其发震断裂一直存在争议, 最近研究认为可能是黄河断裂, 但是缺乏直接的古地震证据。本文通过对黄河断裂的地貌特征、几何分布、构造变形序列和地震活动等方面的研究, 发现黄河断裂可以划分为红崖子段、陶乐段、滨河段和灵武段。断裂总体经历了早期由东向西逆冲变形向晚期西倾正断层的转换, 构造应力场由NW–SE向挤压转变为EW向伸展, 转换时间为晚更新世末。通过断裂不同位置活动性分析发现, 黄河断裂在晚更新世末—全新世期间至少经历了5次古地震事件, 其地震活动间隔约为 3 000 a。其中滨河段的最新活动是在4 000 a以前, 而陶乐段的最新活动可能在(330±30) a BP之后, 对研究1739年平罗8级地震的发震断裂具有重要的意义。