弱天气尺度背景下太行山极端短时强降水预报失败案例剖析

2015年7月31日夜间,太行山区出现极端短时强降水天气,石家庄和邢台的西部山区有5个雨量站雨量超过100mm,其中石家庄市赞皇县院头镇和邢台市临城县南中皋村最大雨强都超过50mm·h~(-1),3h雨量超过100mm,属极端短时强降水。数值预报、上级指导预报以及各级台站预报对暴雨均为漏报。本文利用常规高空地面观测资料、加密自动站观测资料、石家庄新一代天气雷达资料以及数值预报检验,反思该极端短时强降水预报思路和预报失败原因。此次极端短时强降水是发生在青藏高压东北侧高空西北气流的弱天气尺度背景下,预报的关键在于把握太行山东侧边界层偏东风与地形的作用、青藏高压加强使中层西北气流加强使垂直风切变加大、低层切变线东移影响、西南暖湿气流增强使水汽输送增加、中空干层与加厚的低空湿层叠加使对流不稳定性加强的特征。预报失误的主要原因是没有分析最大不稳定能量(订正CAPE值)导致对山西不稳定条件的低估,致使对山西雷暴在夜间的再次发展估计不足,同时预报员没能有效地使用非常规资料用于实时检验和订正数值预报结果,导致没能预见到雷暴下山增强的可能。目前对弱天气背景下强降水产生条件缺乏有效的概念模型,数值模式可预报性较差,未来需要提高预报员对观测资料的全面分析能力和对数值预报产品的释用能力,通过大量个例的研究发展有效的预报(概念)模型。     

末次冰消期以来内蒙古东部气候变化——基于风成砂-古土壤序列的地球化学记录

通过对内蒙古东部现代东亚季风界线两侧的浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地风成砂-古土壤剖面的光释光、~(14)C年代和沉积物主、微量元素地球化学的分析,重建内蒙古东部末次冰消期以来气候变迁过程。浑善达克沙地的浩来呼热剖面(hsh1-09)显示了末次冰消期以来3次暖湿气候期,分别对应末次冰消期、全新世大暖期、中世纪暖期。呼伦贝尔沙地的嵯岗剖面(CG-09)表现了全新世大暖期和中世纪暖期两次的暖湿气候期。这一过程是对东亚夏季风的响应,大致反映了内蒙古东部末次冰消期以来的东亚夏季风两次不同程度增强及大暖期结束的南退过程。通过对比前人研究结果,全新世中期东亚夏季风较强,在内蒙古东部大约距今4 ka开始减弱、南退;中世纪暖期夏季风强度较弱,持续时间短。     

内蒙古查干淖尔湖2000a以来气候环境演变的沉积记录

以内蒙古东部查干淖尔湖西湖深97cm的浅井剖面为对象,根据取得的7个AMS14C测年数据建立其2070cal a BP以来的年代序列,结合孢粉组合特征与粒度组成的综合分析,重建该地区2070cal a BP以来气候环境变化过程。研究结果表明,查干淖尔湖2070cal a BP以来气候环境变化具体可以分为3个阶段:2070~1150cal a BP,孢粉总浓度较高,以蒿属、藜科为主,沉积物各粒级组分变幅较小且以粉砂为主,水动力条件较弱,湖水位较高,气候温凉偏湿;1150~825cal a BP,孢粉总浓度显著降低,耐旱的麻黄属达到最高值,沉积物粗颗粒含量显著增加,水动力条件增强,湖水位降低,气候冷干,其中940~870cal a BP期间气候极端干旱;825cal a BP以来,总体温暖偏湿,有冷干事件发生。太阳活动可能是导致查干淖尔湖过去2000a气候变化的主要驱动力。     

高分子固化剂/纤维改良砂土的抗拉强度试验研究

本文采用高分子固化剂和聚丙烯纤维对砂土进行复合加固,通过对不同聚丙烯纤维含量、固化剂含量和干密度的重塑试样进行抗拉试验,测量试样破坏时的最大拉应力,对比不同试样抗拉强度的变化规律,并结合扫描电镜对复合加固机理进行较为深入的分析。试验结果表明,高分子固化剂和聚丙烯纤维的复合加固能够显著提高砂土的抗拉强度,纤维含量、固化剂含量和干密度对改良砂土的抗拉强度均具有较大的影响。当干密度和高分子固化剂含量一定时,砂土抗拉强度随纤维含量的增加逐渐增加,当固化剂含量为4%,干密度为1.5 g·cm-3时,纤维含量从0.2%到0.8%,抗拉强度从79.06 kPa增加到194.51 kPa;当干密度和纤维含量一定时,砂土抗拉强度随着高分子固化剂含量的增加而增加,当纤维含量为0.8%,干密度为1.5g·cm-3时,固化剂含量从1%到4%,抗拉强度从63.16 kPa增加到194.51 kPa;当高分子固化剂含量和纤维含量一定时,抗拉强度随着干密度的增加先增加后减小,在干密度为1.55 g·cm-3左右达到峰值。复合加固结合物理和化学加固的优点,通过纤维在颗粒间的相互作用力和固化剂在颗粒间的联结力,从而提高改良砂土的抗拉性能。本研究结果为进一步研究砂土复合加固及其工程应用提供一定的参考依据。     

基于高分子复合材料改良砂土三轴剪切试验研究

为研究剑麻纤维和高分子固化剂复合改良对砂土工程特性影响,通过一系列三轴剪切试验,对不同掺量和长度的剑麻纤维与高分子固化剂改良砂土的剪切强度特性进行了研究,从峰值偏应力、应力应变曲线特征和抗剪强度参数等方面分别对改良机理进行了研究。研究结果表明,纯高分子固化剂改良砂土的峰值偏应力和黏聚力明显提升,由于固化剂粘结砂土颗粒,限制了变形过程中颗粒的相对滑动,内摩擦角略微降低。随纤维掺量的增加,不同围压下固化剂改良土体的峰值偏应力明显增加,应力硬化特征愈加明显,土体的黏聚力和内摩擦角随纤维掺量的增加保持单调递增趋势。在单纯添加固化剂的情况下,土体强度与固化剂浓度呈正相关的关系;在给定0.4%的纤维含量下,随着纤维长度的加长,纤维和高分子固化剂复合改良砂土的剪切强度先增强后降低;在纤维长度为18 mm时,土体的剪切强度达到最大,黏聚力达到最大207.57 kPa;纤维长度的改变对试样破坏时的轴向应变和土体的内摩擦角基本没有影响。     

山西省地质灾害防灾减灾战略思考

本文通过对山西省地质灾害调查、核查资料的全面统计分析,总结了山西省地质灾害的灾情历史及险情现状;通过对山西省地质灾害防治工作的分析研究,总结了山西省地质灾害防治工作取得的经验、面临的严峻形势和存在的问题,提出了地质灾害的防灾减灾对策.     

矿业城市采空塌陷危害及其经济损失评估

采空塌陷是矿业城市主要地质灾害之一,它造成的危害和经济损失是非常严重的。本文根据山西省几大煤矿区资料的分析,通过计算评估出了采空塌陷造成的经济损失,供有关部门决策参考。一、矿业城市采空塌陷的危害根据相关调查资料,采空塌陷主要危害有六个方面:1毁坏耕地、导致农业歉收或绝收在产煤大省山西省,1949年～2002年采空塌陷共毁坏耕地24200公顷,园地612公顷、林地434公顷,且每年以50km2的速度递增推进,快速的土地毁坏直接影响当地农业的可持续发展。杂,含有大量有毒有害物质,危及人类和生物的生存。3破坏生态平衡、改变自然景观、降低…     

渭河-三门峡盆地三门组沉积充填特征、物源区及其构造意义

渭河盆地和三门峡盆地内发育的河湖相三门组沉积,记录了上新世-更新世的盆地沉积历史,对认识区域古环境及盆地演化特征具有重要意义.通过两个盆地三门组地层的沉积相分析和物源重建,发现2.8~2.6 Ma盆地环境发生了明显变化,2.8~2.6 Ma渭河盆地由深湖转为浅湖沉积,水位下降,而三门峡盆地由河流相转为滨浅湖,水位上升.结合前人古地貌重建和区域应力反演结果,认为上新世渭河盆地和三门峡盆地相互独立,早更新世两个盆地才连通,湖水由渭河盆地注入三门峡盆地,形成统一的三门古湖.对比区域构造事件和物源分析结果,认为青藏高原的快速隆升导致秦岭的抬升,可能是盆地及其水系演化的触发动力.      

ICP-MS测定海洋沉积物重金属微波消解条件的正交试验优化

准确测定海洋沉积物中重金属元素的含量,对于健康海洋的监测、维护和治理具有重要的指导意义.本文报道了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定海洋沉积物中铜、锌、铅和镉四种元素微波密闭消解条件的正交试验优化结果.运用正交试验法,选取L16(45)正交表,按五因素四水平安排试验,研究不同酸体系和配比下,以及不同微波消解...