黄土塬竖井剖面黄土-古土壤碳同位素记录特征

选取位于黄土高原中部西峰和洛川塬面中心地区,分别开挖一个竖井获得L2以来连续黄土-古土壤沉积序列的剖面,并对剖面样品的总有机碳、无机碳酸盐的碳同位素组成进行分析.结果显示黄土-古土壤的有机质碳同位素变化与前人对天然剖面的研究结果一致,同时也注意到黄土-古土壤序列有机碳δ813Corg与无机碳酸盐δ13Ccarb有相似的变化趋势,两者在统计学分析意义上均呈显著正相关关系,西峰塬和洛川塬的相关系数分别为r=0.615和r=0.314,a<0.01,该结果与以往对黄土高原塬面边缘天然露头剖面获得有机碳与总碳酸盐碳同位素呈反相关趋势的结论不一致.对于这种现象的初步解释可能是:(1)来自后期的改造作用:由于黄土沟谷出露的天然剖面多发生在雨水冲刷黄土塬面所切割形成的沟谷两侧,这样天然剖面处于一个开放或半开放的环境,其表层至某一深度受外界水热环境和气体交换影响黄土中的无机碳酸盐;(2)同时黄土-古土壤竖井剖面也可能受土壤CO2分压的影响造成土壤次生碳酸盐的形成而导致同位素变化趋势的复杂性;(3)采样点区域性的差异.结果表明,深入研究不同地区塬面竖井剖面黄土-古土壤碳同位素组成并与相应地区的天然剖面碳同位素组成进行对比,将有助于更准确地理解黄土-古土壤碳同位素所记录的古植被和古气候变化历史.     

积层混合云结构和云微物理的数值模拟

对三维非静力中尺度模式ARPS的云微物理方案进行了改进,利用改进后的模式模拟了华北地区的积层混合云降水个例,通过对模拟结果的分析并结合实况资料研究了积层混合云的降水特征、云物理结构特征和微物理过程。结果表明,积层混合云降水分布不均匀,雨区中存在多个强降水中心,云系中微物理量在水平和垂直方向上分布都不均匀,积云中的垂直液态水积分含量大大高于层云中含量,此次降水冰相过程占主导地位,霰的融化是最主要的雨生成项。     

洛南黄土有机碳同位素组成及其与洛川、西峰黄土对比

以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明：  上白川剖面有机碳同位素( δ¹³C_org.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C₃植物为主的C₃和C₄混合草原植被类型;   从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C₄植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C₄/C₃植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C₄植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C₄植被相对比例及其增加幅度。     

层状云催化宏微观物理响应的数值模拟研究

层状云系是进行人工增雨开发利用空中云水资源的重要对象,增雨作业需要有科学可行的技术指标来指导实际作业的科学实施,而合理准确评估人工增雨作业的效果也是需要解决的重要课题,通过数值模式合理地仿真模拟实际催化作业的过程,进而研究增雨作业后云和降水的一系列宏微观特征的变化及其机理,是建立和改进催化作业技术的必要途径,也是评估实际人工增雨作业效果的有效手段。本文使用三维中尺度冷云催化模式对2014年4月15日河北省一次层状云降水的飞机催化作业过程进行了仿真模拟,力图对实际作业过程进行合理再现,通过对模拟结果的分析,研究飞机播撒的AgI（Silver iodide）催化剂在空中的扩散传输特征,分析催化对云和降水宏微观特性的影响,并对此次飞机催化作业的增雨效果进行评估。研究结果表明,播撒的AgI催化剂烟羽扩展的水平尺度可达数十公里以上,垂直方向上,大部分AgI粒子则主要集中在作业层上下约1 km的厚度范围内,AgI粒子的向上输送明显强于向下的输送;催化后云中的冰晶和雪粒子明显增加,导致催化模拟前期的霰增长受到抑制,之后随着霰碰并雪过程及零度层附近冰相粒子淞附过程的增强,云中霰的总量逐渐增加;催化作业后,催化云的雷达回波强度有明显增强,且随时间变化表现出不同的结构特征;催化导致地面降水出现先减少后增加的时间变化特征,催化后3小时,作业影响区向作业区下游扩展100 km以上,总体呈现减雨—增雨的区域分布特征;数值模拟评估表明,整个评估区内的净增雨量达到3.6×107 kg,平均增雨率为1.1%,暖层霰粒浓度和尺度的增加是降水增加的主要原因。由于作业目标云系的催化条件一般,而播撒的AgI剂量偏大,造成增雨作业效果偏低。     

负热电离质谱法测定黄土钙结核酸溶相硼同位素

黄土沉积中生物成因的钙结核是在古土壤的发育阶段由上层的碳酸盐淋滤并在古土壤的下部形成的次生碳酸盐。探讨了黄土钙结核硼同位素样品的处理方法，并利用负热电离质谱法（NTIMS）测定低含量黄土钙结核中同位素组成，实验表明采用稀盐酸溶解样品、硼特效树脂分离提取样品中的硼是适宜的。黄土钙结核酸溶相的硼含量变化范围为3．4－5．7μg/g，δ^11B值变化为－3．3‰－＋16．9‰。硼含量和硼同位素组成有正相关关系。黄土和钙结核之间硼同位素组成有较大的差异，其原因可能与钙结核中更高的碳酸钙含量及水体的pH值有关，黄土钙结核酸溶相中的硼同位素组成的初步结果表明其示踪黄土沉积环境的可能性。     

一次对流云团过程结构特征的观测和模拟研究

为了解2015年8月22日发生在北京东部的一次对流云团的生消演变过程及微物理特征,使用耦合了CAMS云微物理方案的WRF中尺度云分辨模式对此次过程进行数值模拟。由于研究的对流云团尺度较小,对时空分辨率要求较高,把LAPS(Local Analysis and Prediction System)局地分析和预报系统同化多源观测资料后输出的高分辨率的中尺度分析场作为模式的初始场。将模拟结果与FY-2F卫星、北京SA波段多普勒天气雷达、地面雨量站等观测资料进行对比分析。同时,研究了对流云团中的微物理含量分布,深入分析此次过程的降水机制。结果表明:模式能够较好地模拟出对流云团在生成、发展、成熟和消散的四个不同阶段的演变规律,整个对流云系的发展持续4 h左右,对北京有直接影响的对流单体的生命时长在1 h左右;模拟的自然云云带分布和演变规律、小尺度云团的尺度、位置、形状和垂直结构都与观测资料有较好的一致性;模式也能模拟出降水落区和量级及强中心的位置。此次对流云过程主要为冷暖混合云系结构,云中过冷水丰沛,降水机制以冷云降水为主,暖区供水云对降水的发展有促进作用,霰融化为雨滴是主要的成雨过程。     

青藏高原微生物甘油二烷基甘油四醚类化合物古气候指标研究进展

由微生物产生的甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)是有机地球化学领域的研究热点之一。这些大分子化合物能够敏感地响应环境参数变化,因而在古气候重建中具有重要意义。在我国青藏高原地区,GDGTs的研究起步较晚但发展很快。综述了该地区GDGTs气候代用指标的现代过程和古环境研究方面的一些进展,以期为青藏高原地区古环境研究工作提供一些启示。     

青藏高原微生物甘油醚类化合物古气候指标研究进展

由微生物产生的甘油醚类化合物是有机地球化学领域的研究热点之一。这些大分子化合物能够敏感的响应环境参数的变化,因而在古气候重建中具有重要意义。我国青藏高原地区甘油醚类化合物的研究起步较晚但发展很快。本文综述了该地区甘油醚类化合物气候代用指标的现代过程和古环境研究方面的一些进展,以期为青藏高原地区古环境研究工作提供一些启示。     

某人防工程地震响应分析与抗震性能评价

目前为止还没有成熟的地下结构抗震性能评价方法.本文结合地下结构地震响应的特点及已有相关规范,初步建立了地下结构抗震性能评价方法.并以某人防工程为例,建立三维分析模型,计算其在两种不同幅值的人工合成波作用下的三维地震响应,计算了结构的水平横向相对位移,评价了该人防工程的抗震性能.评价结果表明此人防工程具有良好的抗震性能....     

鹿角珊瑚δ^180，Sr／Ca和Mg／Ca比值与海水表面温度的相关性研究——不同海水温度下的珊瑚养殖实验

珊瑚δ^18Oc,Sr／Ca和Mg／Ca比值是海水表面温度SST的指示剂,需要采用室内的珊瑚养殖实验给于验证．本文利用新型的室内珊瑚养殖水循环系统和新生长珊瑚培植方法,进行了不同海水温度孔21—28℃）下的鹿角珊瑚的养殖实验,对养殖珊瑚δ18Oc,Sr／Ca和Mg／Ca进行了测定．结果表明,养殖珊瑚δ18Oc,Sr／Ca和Mg／Ca与r均呈现出明显的相关性,线性回归曲线为δ18Oc（‰）=-0．1427×孔℃）-0．1495（n=18,r=-0．955,P〈0．0001）,斜率-0．1427％d℃落在文献发表值范围（-0．13—0．29％d℃）的低端,Sr／Ca比值随r的上升而下降．而对Mg／Ca比值则相反,随丁的升高而增加,Sr／Ca与Mg／Ca呈现负相关关系,其线性回归曲线分别为Sr／Ca（mmol／m01）=-O．04156×T＋10．59（n=15,r=-0．789,P〈0．005）,Mg／Ca（mmol／m01）=0．04974×T＋2．339（n=17,r=-0．457,P〈0．05）,表明Mg／Ca和Sr／Ca每增加1mmol／mol时,记录的丁分别升高5．19℃和降低15．62℃,这些数值均明显低于文献所发表值,文章对此进行了初步讨论．