2010年6月中国南方持续性强降水过程：天气系统演变和青藏高原热力作用的影响

2010年6月中国南方发生持续性强降水,其强度与2008年6月相当,超过近年来其他年份。但是,与2008年6月相比,2010年6月对流层中低层低值系统活动在青藏高原至长江中下游地区异常频繁,副热带高压(副高)位置异常偏西、强度偏强,导致低层异常风场辐合区及强降水区域相对偏北。分析2010年6月14—24日中国南方连续出现的4次持续性强降水过程,发现南亚高压、对流层中层的中纬度槽脊和西太平洋副高以及低层切变线和东移低涡是造成持续性强降水的主要天气系统。利用WRF模式对2010年6月强降水过程实施显式对流集合模拟试验,在控制试验重现观测到的地面降水和天气系统特征的基础上,在敏感性试验中将青藏高原的地表短波反照率修改为1.0,对比两组模拟试验的结果表明:控制试验中青藏高原的地表感热加热作用使得高原及其周边地区的大气温度发生变化,相应的热成风平衡调整使得对流层低层至高层大气环流和天气系统特征发生显著变化,增强了中国南方的持续性降水。200 hPa青藏高原西部形成反气旋性环流异常,东部形成气旋性环流异常,青藏高原东部南下的冷空气加强,中国南方辐散增强;500 hPa青藏高原北部的脊加强,中国东部的槽加深,副高西北侧的西南风明显增强,从青藏高原向下游传播的正涡度也显著加强;850 hPa的低涡强烈发展并逐步东移,华南沿海的西南低空急流更为强盛,导致降水区的水汽辐合、上升运动及降水强度都增强。     

Improvement of the semi-Lagrangian advection scheme in the GRAPES model: Theoretical analysis and idealized tests

ABSTRACT The Global/Regional Assimilation and PrEdiction System （GRAPES） is the newgeneration numerical weather predic- tion （NWP） system developed by the China Meteorological Administration. It is a fully compressible non-hydrostatical global/regional unified model that uses a traditional semi-Lagrangian advection scheme with cubic Lagrangian interpola tion （referred to as the SL_CL scheme）. The SL_CL scheme has been used in many operational NWP models, but there are still some deficiencies, such as the damping effects due to the interpolation and the relatively low accuracy. Based on Reich＇s semi-Lagrangian advection scheme （referred to as the R2007 scheme）, the Re_R2007 scheme that uses the low- and high-order B-spline function for interpolation at the departure point, is developed in this paper. One- and two-dimensional idealized tests in the rectangular coordinate system with uniform grid cells were conducted to compare the Re..R2007 scheme and the SL_CL scheme. The numerical results showed that： （1） the damping effects were remarkably reduced with the Re_R2007 scheme; and （2） the normalized errors of the Re_R2007 scheme were about 7.5 and 3 times smaller than those of the SL_CL scheme in one- and two-dimensional tests, respectively, indicating the higher accuracy of the Re..R2007 scheme. Furthermore, two solid-body rotation tests were conducted in the latitude-longitude spherical coordinate system with non uniform grid cells, which also verified the Re_R2007 scheme＇s advantages. Finally, in comparison with other global advection schemes, the Re_R2007 scheme was competitive in terms of accuracy and flow independence. An encouraging possibility for the application of the Re_R2007 scheme to the GRAPES model is provided.     

南海北部神狐区域 SH2 站位甲烷水合物成藏动力学模拟研究

南海北部神狐区域海底的高丰度水合物储层与生物成因为主的甲烷气源表明该区域很可能是一种特殊的复合型海洋水合物系统,其成藏动力学机制有待进一步的研究和澄清。建立了一个耦合沉积层地质属性-流体流动过程-水合物反应动力学的传输-反应模型,区别了两种不同类型的水合物形成(分解)动力学过程:(1)在通常情况下溶解甲烷和游离气共同形成水合物,(2)特殊情况下游离气直接生成水合物,结果表明在神狐海域热力学环境下游离气形成水合物速度比溶解甲烷快约4倍,气体含量和动力学常数比值越大生成水合物越快,而对比水合物分布的模拟结果与实测数据表明该区域水合物储层聚集和产状很可能受到了其他地质活动的影响。     

浅层地热能开发利用适宜性分区方法研究--以安徽省浅层地热能调查评价为例

通过对安徽省浅层地热能开发利用适宜性分区方法进行研究,提出以浅层地热能资源赋存及技术经济、环境条件为评价因子,以关键因子为必要条件,采用关键因子法、层次分析法及综合指数法进行适宜性分区的方法;该综合评价方法能客观反映评价区开发利用适宜性特征。适宜性分区是贯穿于浅层地热能调查评价工作全过程并指导合理开发利用的重要基础性工作,其分区方法及评价因子选取需要紧密结合实际、因地制宜。     

南海西部海底巨型麻坑活动性示踪研究

南海西部陆坡海域海底广泛发育麻坑,其规模和数量在世界范围内均属罕见,但关于它们目前的活动特征尚不清楚。通过对西沙隆起西南部麻坑区采集的两根沉积柱样孔隙水SO^2–4、K^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Sr^2＋以及溶解有机碳（DIC）含量随深度的变化特征的研究,揭示麻坑内与硫酸根消耗有关的生物地球化学过程,并推断麻坑目前的活动状况。采集于麻坑外的C9柱样SO^2–4浓度变化整体呈向下凹的形态降低,减少的硫酸根是被有机质硫酸盐还原作用消耗。采集于麻坑内的C14柱样SO^2–4浓度梯度呈现明显的三段式变化,0.00-0.66 m内SO2–4浓度变化主要受有机质硫酸盐还原作用控制,0.66-3.70 m受有机质硫酸盐还原和甲烷缺氧氧化共同控制,3.70 m以下部分主要受甲烷缺氧氧化作用的影响。根据C14柱样3.7 m以下孔隙水硫酸根浓度梯度计算的硫酸根-甲烷交接带（SMI）约在14.3 m处,甲烷向上扩散的通量约为0.0144 mol/（m^2·a）。此外,2个柱样沉积物孔隙水的Ca^2＋浓度均随深度明显降低,而Mg2＋浓度略微降低,主要与自生碳酸盐矿物沉淀有关。C14的Mg/Ca和Sr/Ca随深度变化指示该柱样沉积物中自生碳酸盐岩矿物主要为高镁方解石。2个柱样的孔隙水地球化学特征显示目前研究区麻坑活动不活跃, C14麻坑中含甲烷流体发生微弱渗漏,可能处于麻坑活动的衰落期。     

北冈底斯带日土县-拉梅拉山口花岗岩体的岩石地球化学特征、锆石U-Pb测年及Hf同位素组成

对西藏西部日土县城以南-拉梅拉山口一带的花岗岩体开展了详细的岩相学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。所有样品铝饱和指数A/CNK集中在0.76~1.0之间,为准铝质类型。CIPW标准矿物组合为Q+Or+Ab+An+Di（或C）+Hy。在稀土元素配分图中呈现出右倾缓倾斜型的特征,轻稀土元素富集并出现较强的分馏作用,重稀土元素无分馏-轻微分馏。δEu在0.56~0.99范围之间,属于铕亏损型。大离子亲石元素出现分化,富集Rb、Pb、Th而亏损K、Ba,高场强元素Nb、Ta、Ti等明显亏损。获得钾长花岗岩、二长花岗岩及花岗闪长岩中岩浆结晶锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为：79.4±0.4Ma、 81.0±0.5Ma和81.3±0.5Ma,结合锆石稀土元素和岩浆振荡环带特征及Th/U比值,上述年龄结果可代表岩石的结晶年龄,表明该套岩体为晚白垩世侵位的大型岩基。两件样品的锆石均具有正的Hf同位素初始比值ε_Hf（t）,两阶段Hf模式年龄（t_DM2）分别介于547.5~658.0Ma、523.4~710.2Ma之间。分析认为该套岩体的物质来源应该为富角闪石的下地壳,可能为幔源岩浆首先侵入到地壳基底岩石中形成新生地壳,然后在温度约为700~800℃之间、压力<8kbar且富含流体的影响下,这种既有新生地壳又有古老基底地壳构成的混合地壳发生部分熔融而形成。这一结论与野外宏观露头上岩体中大量发育暗色微粒包体等直接岩石学证据相佐证。结合区域构造演化及岩体所处的大地构造位置,该套花岗岩体应该形成于洋壳闭合时的碰撞造山过程,其形成与侵位与北侧班公湖-怒江结合带的构造演化有成因上的联系,是班公湖-怒江特提斯洋向南的俯冲碰撞的产物。     

内蒙古苏布格塔蓝闪石片岩基本特征及成因分析

苏布格塔蓝闪石片岩赋存于奥陶纪哈拉哈河组地层中,岩石组合类型多样,据蓝闪石光学特征及电子探针分析结果,认为本区的蓝闪石属铁蓝闪石。蓝闪石片岩的标型矿物组合以蓝闪石+绿帘石+阳起石+多硅白云母+榍石为特点,由泥质碎屑岩变质重结晶形成,原岩形成环境为大陆边缘海盆地。其变质成因,属于与板块运动有关的区域低温中高压动力变质作用形成。     

白山市三道阳岔铁矿床磁铁矿工艺矿物学研究

磁铁矿工艺学研究主要为白山磁铁矿在后期详查,开采,选矿方面,提供科学依据,对其进行了工艺学研究,研究结果表明:矿石中可供回收的主要金属矿物为磁铁矿,其他均达不到综合利用指标。     

具有抵偿面的GPS基线向量网任意带高斯投影模型研究

通过GPS技术获取的空间基线向量和坐标信息是建立在WGS-84坐标系下的,无法直接应用于工程实际。因此使用GPS基线向量网必须将其从WGS-84坐标系转换到测区的平面坐标系统中,这就需要构造一个具有抵偿面的任意带高斯投影模型,来控制和减小边长投影变形。     

机载多光谱LiDAR数据的地物分类方法

机载多光谱LiDAR系统能够快速地获取大范围地表面上地物光谱和几何数据,并能够保证所获取的光谱与空间几何数据在空间和时间上相对完整和一致性。支持向量机（SVM）是一种基于小样本的学习方法,它避开了从归纳到演绎的传统分类过程。因此,本文提出了基于SVM多光谱LiDAR数据的地物目标分类方法。该方法首先将多个独立波段的LiDAR数据融合为单一的、包含多个波段信息的点云数据,然后将融合后的点云内插为距离影像和多光谱影像,最后利用SVM进行多光谱LiDAR数据的地物覆盖分类。通过对加拿大Optech公司的Titan机载多光谱LiDAR数据的试验证明：相对于传统的单波段LiDAR数据,多光谱LiDAR数据可以获得较好的地物分类精度;比较试验发现SVM分类方法适用于多光谱LiDAR数据的地物分类。