陕西一类“东高西低型”暴雨的基本特征

以NCEP再分析资料作为WRF模式初始场,加入常规观测资料、西安理工大学小型地面气象站观测资料和激光雷达雨前探测资料,对2015年4月初发生在陕西南部的一次暴雨过程(记为1504强降雨)开展高分辨中尺度模拟。在确保模拟资料质量可靠基础上,对模拟资料与观测资料开展综合诊断分析,研究了1504强降雨的基本特征。结果表明,这是一类"东高西低"型降雨过程,青藏高原东侧的暖低压与华北地区的冷高压共同导致暖湿气流与干冷空气在陕西南部交汇。饱和的大气是强降雨发生的有利条件(水汽含量达10.3 g·kg-1),而风速切变导致了强降雨的爆发,在此过程中诸要素与强降雨之间呈现出谷、峰相配的密切关联。"东高西低"形势的形成过程,体现的是降雨中心四周气压同时降低的特征,而非东部气压升高、西部气压降低的特征。在整个降压的过程中,西部气压降得更低、东部气压相对较高,由此构成"东高西低"的有利形势。最终,归纳了陕西这类"东高西低"型强降雨发生的概念模型。     

太原市一次重污染天气过程的成因分析

针对2016年12月29日—2017年1月6日山西省太原市内发生的一次重污染天气过程,通过分析常规天气条件,SO2、PM2.5和PM10的排放清单以及后向轨迹模式,探讨本次重污染事件的成因。结果表明:本次污染事件持续时间长,重度染污持续将近5 d,多种污染物浓度严重超标,细粒子是污染过程的主要贡献;太原市处于冷空气较弱和水汽条件较好的大尺度大气环流形势下,为冷高压持续稳定,近地面风速小、风力弱地面形势下,形成了大范围、长时间的静稳天气;在污染期间太原地区主要受到来自西北和西部共四种气流输送类型的控制,其中来自西北的气流输送轨迹对应的污染物浓度明显小于其他三条轨迹对应的污染物浓度,输送轨迹的输送高度可能是造成轨迹对应污染物浓度之间差异的一个原因,结合污染物排放源分布发现这次污染事件的形成受本地源和长/近距离输送的共同影响,其中本地源的贡献更为显著。     

敦煌地块三危山地区花岗岩体地球化学、锆石U Pb定年及Hf同位素特征

敦煌地块主要由前寒武纪TTG片麻岩和变质表壳岩组成,并且出露有大量古生代花岗岩,对这些花岗岩的研究工作可以更深入地了解敦煌地块的构造演化及地球动力学意义。本文对三危山地区的党河水库花岗岩体和沙枣园花岗岩体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的研究。研究结果表明:1党河水库岩体侵位时代为461.7~438.1Ma,沙枣园岩体的岩石组合为中粒二长花岗岩-细粒二长花岗岩,形成时代为457~433.9Ma,均属早古生代时期产物。2党河水库岩体为I型花岗岩,ε_(Hf)(t)为-5.5到+2,t_(DM2)为1.3~1.7Ga。结合地球化学特征,判断其源岩为中元古代古老地壳为主,同时含部分新生地壳成分的(变)基性岩。沙枣园岩体为S型花岗岩,ε_(Hf)(t)为-8.6到-0.9,t_(DM2)为1.5~1.9Ga,其源岩为富长石贫黏土的(变)杂砂岩,源岩时代为古元古代晚期至中元古代早期。3两个花岗岩体的残留相同样为石榴石、角闪石和斜长石为主的麻粒岩,并且部分源岩可能与Columbia超大陆的聚合和裂解有关。4党河水库岩体和沙枣园岩体均属造山带花岗岩,因此敦煌地块内的早古生代造山活动可提前至461.7Ma,并且结束时间晚于中央造山带。而敦煌地块造山活动时限和花岗岩的时空分布与北侧的天山-北山造山带具有较强的对应关系。推测敦煌地块在早古生代期间卷入了中亚造山带的造山活动中,未受或只是早期受到南侧的中央造山带影响。     

“碳中和”目标下海洋黑碳的源汇过程及其意义

黑碳是由生物质和化石燃料不完全燃烧生成的碳质混合物。由于黑碳含碳量高,具有芳构化的分子结构,可在自然环境中长期存在,因此黑碳是全球碳循环的重要组分。虽然近年来有关黑碳的性质以及黑碳在地球各圈层中的循环通量及储量的研究取得了一定的进展,但仍需进一步厘清其源汇过程,探讨黑碳在全球碳循环中的作用。初步梳理了全球黑碳循环的路径、通量、时间尺度的相关数据,分析总结了海洋黑碳源汇过程中的迁移机制及相关制约因素。分析认为：海洋沉积物是黑碳的巨大储库,储量达569～1 380 Pg,黑碳可在海洋沉积物中持续存在数千年,符合当前“碳中和”背景下“有效碳汇”长周转时间这一重要条件;同时,黑碳在环境中的周转循环时间一般长于生物质碳,对全球变暖具有负反馈效应。因此,黑碳入海沉积是一种有效的海洋碳增汇和碳封存手段,可能是实施碳的捕集、利用和封存(CCUS)战略的有效途径。通过总结与评估海洋沉积物中的黑碳在“碳中和”领域的战略价值和气候意义,认为在生态环境友好的前提下,应积极调控生物质燃烧成因的黑碳的生产源头,优化黑碳入海沉积路径和埋藏海域,充分发挥黑碳在海洋负排放中的积极作用,为我国海洋“碳中和”目标的实现提供...     

低空急流对黄土高原大暴雨的作用

利用天气图、物理量和多普勒雷达资料对2005年7月2日凌晨发生在黄土高原延川县的突发性大暴雨天气进行综合分析。结果表明:大暴雨发生在700 hPa低涡附近;700 hPa西南急流为大暴雨提供了充沛的水汽和能量;多普勒速度图证实了700 hPa低空急流的形成是大暴雨产生的主要原因,大暴雨夜发性是低空急流的日变化造成的。     

长白山天池火山粗面岩成因与岩浆房系统演化

长白山天池火山是典型的大陆板内碱性火山,岩石组合以玄武岩盾和粗面岩、碱流岩等碱性岩为主。为厘清天池火山粗面岩的形成过程,本文在综合前人研究的基础上,结合本文新发表数据,检验了粗面岩的成因。研究结果显示天池火山粗面岩不可能由古老的华北克拉通下地壳部分熔融形成,也不符合造盾玄武岩部分熔融的模式。通过主量元素、微量元素定性和定量计算后认为粗面岩是由进化玄武质岩浆(玄武粗安岩)经历了分离结晶作用所形成,粗面岩形成过程中岩浆遭受了地壳混染,并且具有高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)和低n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)两种截然不同的混染趋势。结合岩相和层序信息,作者认为两种演化趋势是上地壳岩浆房系统变化的反映。早期玄武质岩(头道白山期)上侵至上地壳演化,因与上地壳直接接触,沿高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)趋势演化。随着岩浆房接受补给,岩浆房逐渐增大,新侵入的岩浆与地壳被早期岩浆房结晶形成的岩浆房壁所隔挡,使得年轻粗面岩和碱流岩只与早期粗面质岩浆的残留体等进行物质交换,最终沿着低Sr同位素比值趋势演化。     

重庆市山洪灾害时空格局及影响因素研究

山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究,是山洪灾害研究领域中重点关注的问题。本文利用重庆市1950-2015年历史山洪灾害数据,采用平均中心、标准差椭圆、核密度分析和M-K突变检测等方法分析了重庆市历史山洪灾害时空分布规律,并在此基础上分析了山洪与各影响因素的相关性。结果表明：① 1950-2015年重庆市历史山洪灾害发生频次总体呈先稳定后上升的趋势,山洪灾害主要集中在5-9月发生,山洪灾害发生频次按年代际整体上呈指数增长趋势;② 重庆市山洪灾害发生具有明显的集聚性,相邻县域山洪发生频次较为相近,其中九龙坡区、南岸区、北碚区、璧山区山洪灾害密度均超过50次/1000 km ²,属于山洪灾害高发区域;③ 山洪灾害整体呈“西南-东北”分散,“西北-东南”聚集的空间分布格局。2010年前,山洪重心主要集中在涪陵区一带;2010年后山洪灾害分布方向向西北倾斜,重心移至忠县,聚集程度降低,山洪发生随机性变强;④ 2002年是重庆市山洪灾害突变的年份,突变以增多为主,主要集中在铜梁区、璧山区、九龙坡区、巴南区、彭水苗族土家族自治县和开县;⑤ 山洪影响因素探究表明高程和河网密度与山洪灾害密度呈正相关关系,而植被覆盖度与山洪灾害密度呈负相关关系,短历时的强降雨对山洪的发生有激发作用。研究结果对重庆市山洪防灾减灾具有重要意义。     

西藏改则地区沙木罗组中早白垩世晚期闪长玢岩的发现:班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲板片折返事件的响应SCIEI北大核心CSCD

改则地区闪长玢岩位于藏西北班公湖-怒江成矿带西段北缘,呈岩脉状侵位在成岩于浅海环境的沙木罗组地层中,是班公湖-怒江特提斯洋向北俯冲造山消减过程的产物,而其岩石成因、地质意义和深部动力学过程等尚欠缺详细的研究。本文研究了发育于改则地区的闪长玢岩,对其开展了岩相学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学以及元素和同位素地球化学的研究,对其岩石成因、成岩构造地质背景、深部地球动力学过程等进行了分析和讨论,并对其含矿性进行了评价,为该地区下一步找矿方向提供了初步的设想。锆石U-Pb同位素年代测试显示闪长玢岩具有较多锆石结晶年龄段,相较于研究区出露的沙木罗组碎屑锆石年代学特征,其最新年龄段(117~126Ma)加权平均年龄为120.4Ma,可代表其结晶年龄。元素地球化学结果显示闪长玢岩具有弧岩浆的典型特征,属于高钾钙碱性和准铝质系列岩石,结合锆石微量元素等指标综合判断其属于I型花岗岩类岩石。本文综合全岩Sr-Nd-Pb同位素组成特征等分析认为,闪长玢岩形成于新生玄武质下地壳的部分熔融,岩浆源区残留相以角闪岩相为主,源区物质有少量沉积物组份的参与,侵位过程中分离结晶和地壳混染作用不明显。通过多种方法判别并结合区域构造背景,我们认为闪长玢岩成岩于班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲板片折返的地球动力学背景。由于地处俯冲板片后端根部,改则地区闪长玢岩俯冲角度小于成岩于俯冲板片前端同时代的多龙矿集区中酸性岩浆岩,亦小于成岩于相同板片构造位置的103.5Ma的革吉闪长玢岩,暗示120.4~103.5Ma时班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲板片仍处于持续折返阶段。由于其俯冲角度较小以及岩浆源区低氧逸度等因素导致其无法成矿。因此建议在多龙矿集区和改则县中间位置寻找可能的与俯冲背景有关的成矿靶区,但是否见矿还应考虑构造、围岩、后期保存等条件的影响。     

氧掺杂碳气体扩散电极用于电催化产活性氧抗菌防污研究

过氧化氢(H₂O₂)等活性氧(ROS)物质因具有绿色高效的特点,在废水处理、杀菌消毒等领域受到研究者广泛关注。利用电催化生成H₂O₂是一种实时提供活性氧物质的有用方法。然而,目前报道的大多数高性能催化材料都是粉体形式,不便于在实际场景中的应用。因此,制备可直接应用的电极材料显得尤为重要。本研究利用喷涂-热解的制备方法,制备了高活性氧催化活性的氧化炭黑(O−CB)/多孔碳毡电极,通过聚四氟乙烯(PTFE)的修饰优化电极表面的氧气传质,成功制备氧掺杂碳气体扩散电极。研究结果表明,O−CB/PTFE-5 wt%电极具有最高的催化性能,其合成H₂O₂的速率达27.19 mg·L^-1(mg catalyst)^-1·cm^-1·h^-1。海洋典型污损微生物假单胞菌(Pseudomonas sp.)的抗菌实验表明,该电极电催化作用60 min产生的活性氧对Pseudomonas sp.的杀菌率可达到97.69%,作用120 min的杀菌率可达到99.99%。