影响华南汛期持续性强降水年际变化的大气环流和海温异常

利用1961—2017年中国地面观测站日降水资料、全球大气多要素和海表温度月资料,分析华南区域持续性强降水过程的气候特征,诊断并比较与华南前汛期、后汛期区域持续性强降水年际变化相关的大气环流和海表温度异常特征。结果表明,3—12月华南都可能出现持续性强降水过程,其中汛期4—9月的占了94.4%。伴随着区域持续性强降水的年际变化,华南本地垂直上升运动显著异常是前汛期和后汛期的共同点,但前汛期、后汛期在华南及周边环流异常、水汽输送来源以及海温异常分布等方面都存在一定差异。在前汛期华南区域持续性强降水偏重年,赤道西太平洋区域海温偏低,由于大气罗斯贝波响应使西太平洋副热带高压偏强,热带西太平洋向华南区域水汽输送加强,从而有利于区域持续性强降水偏重。后汛期华南区域持续性强降水偏重年的海温异常分布是赤道中东太平洋区域正异常、东印度洋至西太平洋暖池区负异常,海温异常通过西北太平洋副热带高压、南海热带季风强度、水汽输送和垂直环流等多方面,导致后汛期区域持续性强降水偏重。      

箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究

利用静态箱法采样,配以气相色谱仪法分析对草地N2O、CH4和CO2温室气体通量进行了较系统的现场测量,同时对箱体内外温度进行同步观测。在对野外原位观测实验数据进行定量分析的基础上,论证了静态箱法对草原土壤-植被系统的N2O、CH4和CO2通量测量的适用性和科学性,讨论了实验结果的可靠性。     

杭州湾中部实测波浪特性分析

利用杭州湾中部一年实测波浪资料,分析该地区的波参数统计变化特性,采用最小二乘法拟合得出相关参数之间的关系式,并统计分析了频谱特性。结果表明:杭州湾中部以小浪和轻浪为主,在各月分布较为均匀,年平均周期为2.97 s;最大一次波浪过程为冷空气影响所致,影响强度大于台风莫拉克;常浪向分布在东北至东南向,其中又以小浪出现较多,对应的波周期以2~4 s为主;强浪向主要分布在西北和东北方向,对应的波周期主要分布在3~5 s;多数特征波参数之间相关关系较好;由谱分析得知风浪占多数,且以单峰为主。研究结果可为相关工程和理论研究提供基础资料。     

高产高效综放工作面端面顶板稳定性监测

通过对支架与围岩关系的研究,分析了支架与顶板的相互作用机理,得出支架支护阻力与端面顶板下沉量p–△ld具有类双曲线关系,这种类双曲线关系是高产高效综放工作面端面顶板稳定性控制的基础。根据高产高效综放工作面的开采特点提出了端面顶板监测控制的特点和要求,开发建立了在线监测体系,现场应用取得了良好的技术经济效益。     

直井段偏移对后期定向钻井作业的影响分析

在定向井、水平井钻井过程中,直井段井身质量的控制对后期定向造斜与轨迹控制的影响往往被忽视,国内对定向井、水平井直井段井身质量要求基本是以常规直井的标准为依据,没有重视到直井段位移、井斜和方位对定向施工的影响。对于定向井、水平井来说,直井段偏移不仅对后期轨迹控制、定向施工和完井作业带来危害,同时给油田后续开发中井位的部署带来不利影响,对于平台丛式井直井段偏移可能造成井眼相碰,因此,定向井、水平井直井段控制的好与坏,将会给定向井、水平井的钻（完）井带来很大影响。本文统计分析近年完成的定向井、水平井直井段偏移情况和影响,简述直井段偏移的形成原因,对直井段不同类型偏移造成的影响进行了分析并提出了应对方案。     

海洋生态修复研究进展与热点分析

海洋生态修复是遏制海洋生态系统退化的重要途径,受到全球越来越多学者的关注。本研究以科学引文索引(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库为数据源,采用文献计量统计分析方法,结合VOSviewer知识图谱可视化分析软件,定量分析了1980—2019年国际上在海洋生态修复领域发表的相关文献,梳理了近40年来该领域研究的发展脉络、前沿热点和未来方向。结果表明,近40年间,海洋生态修复领域的发文数量随时间呈上升趋势,尤其2000年后增长速度加快,以北美洲、大洋洲、欧洲国家居多,其中美国占绝对领先地位。海洋生态修复领域涉及的学科主要有环境科学、生态学、海洋及淡水生物学等,Journal of Coastal Research、Restoration Ecology、Ecological Engineering和Estuarine,Coastal and Shelf Science是该领域的主要发文期刊。当前海洋生态修复研究热点主要包括植被恢复、海洋生物种群恢复、滨海湿地修复与生物地球化学、气候变化与生态系统管理等主题,其中关于缓解和适应气候变化、生态系统的自然恢复途径、生态系统服务功能提升等方面的研究愈来愈受到关注,是未来一段时间内海洋生态修复领域的研究热点。随着我国《国民经济和社会发展第十四个五年规划》拉开序幕以及海洋生态文明建设不断深化,我国海洋生态修复研究将驶入快车道,建议在应对气候变化的海洋生态修复、区域性海洋生态系统修复规划、海洋生态退化机理与修复关键技术、适应性管理等方面加强研究和探索。     

Microbial release of potassium from K-bearing minerals by thermophilic fungus Aspergillus fumigatus

A strain of thermophilic fungus Aspergillus fumigatus was cultured with K-bearing minerals to determine if microbe-mineral interactions enhance the release of mineralic potassium. Experiments were carried out in two settings, one with the mineral grains and the fungal cells in direct contact, and the other employing a membrane (pore size 0.22 μm) to separate the two. Measurements over a period of 30 days showed that, irrespective of the experimental setup, the concentration of free K in the culture was drastically higher than those in any of the control experiments where no living organism was present. Moreover, the occurrence of mineral-cell physical contact enhanced potassium release by an additional factor of 3 to 4 in comparison to the separation experiments. For contact experiments, Electron Probe Microanalysis revealed the formation of mycelium-mineral aggregates, and Atomic Force Microscopy imaging further indicated the possible ingestion of mineral particles by the fungus cells. Contrasting to what was observed and expected in control experiments, the potassium solubilization rate showed a positive dependence upon pH when fungi and minerals were mixed directly, and exhibited no correlations with solution acidity if cell-rock contact was restrained. These results appear to suggest that A. fumigatus promoted potassium release by means of at least three likely routes, one through the complexation of soluble organic ligands, another appealing to the immobile biopolymers such as the insoluble components of secretion, and the third related to the mechanical forces in association with the direct physical contact between cells and mineral particles.     

一个有限差分大气环流模式的并行效率

适合于大规模并行处理机（ＭＰＰ）的中国科学院大气物理研究所新一代九层大气环流模式（ＩＡＰ ９Ｌ ＡＧＣＭ）被发展成功。本文描述了并行模式的设计原则，给出了该模式的并行版本在我国几种主要的并行机上的并行执行效率数据。采用消息传递方式（ＭＰＩ）的区域分解方法用于实现程序的并行，结果表明，对于该模式，只有一维区域分解方法才能取得较好的并行可扩展性，即随着处理器的增加而能得到相应较好的并行加速比和并行效率。     

地震计保温效能分析

为内蒙古自治区大沁塔拉地震台地震计安装保温罩,利用台基噪声计算软件,计算保温前后地震观测数据PSD概率密度函数,分析保温罩对地震计的效能,结果发现,保温罩安装后,地震计温度变化平稳,地震观测数据质量提高。     

高性能计算技术在气象领域的应用

高性能计算通过应用超级计算机与并行处理技术解决复杂的计算问题,是信息技术发展比较迅猛的领域之一。气象应用始终是高性能计算的重要领域,高性能计算技术有效地解决了高分辨率、高精度气象数值预报模式发展限制,在气象预报预测业务中发挥着核心支撑作用。数十年以来,由于数值天气模式研究和业务运行对计算资源的强烈需求,国内外气象领域高性能计算机及应用迅速发展起来。气象领域对高性能计算能力及系统的可靠性需求日益提升。高性能计算技术将与气象预报应用日益融合,相互影响促进,不断创新发展。为满足气象预报预测业务和科研工作需求,中国气象部门将进一步提升高性能计算能力,并致力于优化集约高性能计算系统布局,高效管理计算资源,发挥最大效益。