北京多频段闪电三维定位网及一次雷暴过程的闪电时空演化特征

北京多频段闪电三维定位网（Beijing Broadband Lightning NETwork,简称BLNET）是一个研究和业务相结合的区域性全闪三维定位网。2015年,对BLNET硬件、站网布局及定位算法等方面进行了更新升级,提高了传感器的灵敏度,提升了软件的运算效率和站网的探测性能。升级后的BLNET不仅具备了对云闪、地闪脉冲类型的快速识别和电流峰值估算等功能,也实现了对闪电辐射源脉冲的三维实时定位,以及通道可分辨的闪电放电过程精细定位。对2017年7月7日一次雷暴过程的闪电辐射源脉冲实时三维定位结果分析表明,这次雷暴过程一共观测到11902次闪电,以云闪为主,地闪占总闪的28%,正地闪较少,仅占总地闪的5%,在雷暴成熟期,最大闪电频数高达927 flashes (6 min)?1。通过对比分析闪电辐射源位置和对应时刻的雷达回波,发现辐射源基本集中在强回波范围内。对一次正地闪的精细定位表明,该正地闪初始阶段表现出明显的预击穿过程,闪电辐射源的始发位置位于海拔高度约5.4 km,随后通道向上发展,在约10 km高度,通道开始沿着水平发展。对一次负地闪的精细定位表明,初始阶段放电首先从约7.1 km高度处始发,通道向南水平发展,同时部分负先导分支向下发展,约38 ms后,通道短暂停止发展,17 ms后,通道始发处重新激发。以上结果表明,BLNET不仅具备对整个雷暴生命史闪电活动的三维实时定位和监测,而且可以实现对闪电三维放电通道的精细定位。     

使用开源软件的地图分幅软件设计与实现

现有的地图成图系统对最新版的地图分幅国家标准的支持不够充分,不能依据测区范围分幅,容易生成无效图幅,后期人工编辑工作量大.基于AutoCAD进行二次开发受制于AutoCAD,有断供风险.基于Qt、GEOS、PROJ、GDAL、libdxfrw等开源软件,本文使用C++设计实现了一个4层架构、多线程的地图自动分幅软件.它全面支持国家基本比例尺地图分幅标准,可以基于测区边界指定地图分幅范围来进行经纬度分幅和矩形分幅.在图廓整饰中,支持读取DWG/DXF格式的分幅接合表,附加数字正射影像参照和批量图廓整饰,运行速度快.该软件扩展性强,容易跨平台,对于在地图分幅上摆脱对AutoCAD的依赖有积极意义.     

采用X射线粉晶衍射仪实现岩石薄片中矿物的原位微区分析

采用帕纳科(PANalytical)公司生产的型号为X\pert PRO的X射线粉晶衍射仪,对鄂尔多斯盆地方沸石岩薄片中的方沸石进行原位微区衍射,成功地确定了方沸石的物相。此次实验中,仪器在入射光路,配备点光源和光导毛细管,毛细管直径为100um;衍射光路上则使用了超能探测器(X′Celerator)。实验条件为:加速电压40kV,电流40mA,Cu靶,Ni滤波。将获得的方沸石衍射数据与编号为41-1478标准卡片对比,发现实验结果具有一定程度的定向性。在此基础上,提出微区X射线粉晶衍射方法的样品需满足两个要求:1)矿物颗粒的粒径小于30um;2)在X光束照射的区域内,同种矿物的颗粒要含量集中。该方法与电子探针分析相结合,可以更准确地鉴定矿物。     

基于GIS的东营市浅层地下空间质量评估

利用GIS的空间数据管理和分析功能,在GIS平台上对东营市中心城区浅层地下空间资源进行了评估。首先就东营市区的工程地质特征和城市地下空间资源开发及需求状况进行了调查和分析,在此基础上系统地研究了影响东营市地下空间资源质量主要因素,建立东营市地下空间资源评价指标体系,并给出了相应指标值,在GIS平台上运用所建数学模型对东营市地下空间资源质量进行了综合评估,划分出不同质量等级的地下空间单元。初步将其浅层地下空间资源质量划分为3个等级和1个特殊区,其所占地下空间资源总量分别为79.2%、8.8%、8.5%、3.5%。     

两种形状镁水泥板沙障防风积沙效益的风洞试验

对一种镁水泥新型材料制作的沙障的防风固沙效益进行了风洞模拟试验,对蜂巢形与正方形的镁水泥板沙障的流场结构、输沙量和蚀积情况进行对比。结果表明：（1）正方形和蜂巢形镁水泥板沙障均形成减速区,蜂巢形沙障减速区范围更小,沙障上方形成加速射流,蜂巢形沙障内部更容易形成气旋。（2）最明显的减速发生在第1个障格内,第2个障格内风速降低幅度减弱,第3个障格内风速降低幅度增强,在第3个障格后,风速降低幅度继续增强,直至到达一定距离,风速降低幅度开始减弱,随着距离增加趋于稳定。随着风速增加,沙障的减速区域并无明显减少。（3）布设镁水泥板沙障后,蜂巢形沙障总输沙量减少率低于正方形,风速≥12 m·s-1时,沙面上方输沙量分布规律归纳为2个部分：低于沙障高度时,输沙量分布遵循指数衰减函数分布;高于沙障高度时,输沙量分布遵循高斯分布。（4）蜂巢形沙障障格内沙面较正方形更为平稳,结合野外观测和材料成本方面,蜂巢形镁水泥板沙障在防风固沙领域有广泛的应用前景。     

滇西北红牛-红山铜矿床复式岩体黑云母特征及成岩成矿指示意义

滇西北红牛-红山斑岩-矽卡岩型大型铜矿床位于格咱铜多金属矿集区中部,其成矿作用与晚白垩世花岗质岩浆活动存在密切联系,矿区内发育燕山晚期花岗斑岩-石英二长斑岩复式岩体,矿体主要产于斑岩体以及与斑岩有关的矽卡岩中。铜钼矿化在空间上的分布具有明显的差异性,深部揭露的花岗斑岩发育弱黄铜矿化、辉钼矿化,而石英二长斑岩中发育较强的铜钼矿化,局部出现全岩矿化的特点,总体表现出浅部、接触带矿化程度高,向深部逐渐降低的趋势,导致这种差异的原因尚未明确。在详细的岩相学观察基础上,文章对复式岩体中的黑云母开展了EMPA及LA-ICP-MS原位微区分析,旨在查明矿区花岗斑岩-石英二长斑岩复式岩体形成时的物理化学条件以及导致二者含矿差异性的制约因素。结果表明,2种类型黑云母具有低Al,高Mg、Ti的特征,均属于镁质黑云母;黑云母成分显示红牛-红山燕山晚期复式岩体为具壳幔混源特征的I型花岗岩,属于高温、浅成-超浅成相、高氧逸度岩体。花岗斑岩结晶温度为737~751℃,压力为46~72 MPa,对应深度1.74~2.73 km,平均为2.17 km;石英二长斑岩结晶温度为722~754℃,压力为37~58 MPa,对应深度1.42~2.20 km,平均为1.91 km,氧逸度略高于花岗斑岩。花岗斑岩中黑云母的Ⅳ(F)值为0.91~1.06,Ⅳ(Cl)值为-4.67~-4.48,石英二长斑岩中黑云母Ⅳ(F)值为0.56~0.77,Ⅳ(Cl)值为-5.16~-4.81,与花岗斑岩共存的热液流体log(f_H2O/f_HF)_fluid值为1.31~1.47,与石英二长斑岩共存的热液流体log(f_H2O/f_HF)_fluid值为0.96~1.17,表明该复式岩体2种岩性均显示高F、Cl特征,石英二长斑岩流体中更富含HCl和HF。这些特征表明红牛-红山燕山晚期复式岩体具有同时发生Cu、Mo矿化的潜力,并且Cu、Mo元素更趋向于在石英二长斑岩中富集。较高的氧逸度和卤素含量可能是导致石英二长斑岩和花岗斑岩含矿差异性的主要原因。     

江苏常熟台VS与VP型倾斜仪观测数据对比分析

通过对江苏常熟台VS与VP两个型号的垂直摆倾斜仪记录的2015～2016年地震事件波形数据进行对比分析,结果发现:在记录远震时,VP型宽频带垂直摆倾斜仪明显优于VS型垂直摆倾斜仪;在记录近震时,VS型垂直摆倾斜仪会产生同震阶跃,变化幅度大于VP型宽频带垂直摆倾斜仪的变化幅度.     

一次典型超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析

文中利用位于安徽合肥的S波段多普勒天气雷达资料 ,对 2 0 0 2年 5月 2 7日 1 4～ 2 0时发生在皖北地区的一次典型的超级单体风暴过程进行了详细的分析。此次超级单体南边出现两条明显的出流边界 ,一条位于钩状回波的西南 ,一条位于钩状回波的东南。超级单体左前方的低层反射率因子呈现明显的倒“V”字型结构 ,这也是超级单体风暴的典型特征之一。沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区 (穹隆 )、强大的回波悬垂和有界弱回波区左侧的回波墙。最大的回波强度出现在沿着回波墙的一个竖直的狭长区域 ,其值超过 70dBz。相应的中低层径向速度图呈现一个强烈的中气旋 ,旋转速度达到 2 2m/s。风暴顶为强烈辐散 ,正负速度差值达 6 3m/s。相应的垂直累积液态水含量和密度分别超过 70kg/m2 和 5 g/m3 。因此 ,该风暴具有强烈超级单体风暴的典型特征。该超级单体的移动方向在盛行风向的右侧约 30°,属于右移风暴     

复杂地形与锋面系统共同作用对台湾岛暴雨影响的数值分析

应用MM5V2数值模式输出的高分辨率资料对在复杂地形和锋面系统共同作用下台湾暴雨发生的水汽、垂直速度、低空急流等物理量场的中尺度特征进行了分析。表明地形是使锋面降水加强．最终形成暴雨的主要原因。在地形作用下，速度场、湿度场都具有比较稳定的局地特征，台湾岛迎风区保持着比背风区大的湿度场，流场表现为一个地形性中尺度环流。随着锋面系统的不断靠近，局地特征表现为加强和减弱两个阶段。发现迎风坡的低空急流主要是由地形引起的，它的南北向分布不均使空气发生了辐合上升运动，与地形和锋面引起的上升运动叠加，在地形迎风坡形成了一个垂直速度的大值区。有地形比无地形的降水明显加强。     

基于集合Kalman滤波数据同化与偏差修正的热带气旋强度集合预报研究

采用基于集合Kalman滤波数据同化和偏差修正方法的集合预报技术来研究热带气旋的强度预报问题.集合预报系统考虑初值误差和模式误差,利用MM5中尺度模式,采用Anthes-kuo、Grell和Betts-Miller等积云参数化方案和High-res-olution Blaekadar、Burlk-Thompson、MRF等边界层过程的9组不同的组合,分别进行45、60和75 min的短时预报.对9个预报结果采用"镜像法",得到18个集合成员.将蓝金涡旋作为同化的观测场,18个集合成员作为集合Kalman滤波的初始背景集合,采用ENSRF算法和逐点局地分析算法进行同化.同化后的结果作为集合预报的初值,预报过程对模式参数采用前述9种组合,进行72小时预报.通过求取偏差系数对预报结果进行修正,减小模式系统误差.选2003-2004年16个台风过程作为预报个例,讨论偏差修正前后对预报结果的影响.实验结果表明,基于集合Kalman滤波数据同化的热带气旋集合预报相对于非同化的集合预报对路径预报的改进效果优于强度预报.平均而言通过偏差修正,强度集合预报的潜力得到挖掘,绝对误差明显减小,通过偏差修正减小了强度集合预报均值的误差,进而使得预报概率密度函数均值向理论值靠近,从而提高了概率预报的精度和合理性,因此基于集合预报的偏差修正分析方法,是改善热带气旋强度预报水平的有效途径.