基于环境参数的极端暴雨指数构建及其应用

采用百分位法和1981—2010年30年逐年日降水量资料,设置了河南省极端暴雨阈值和区域极端暴雨标准,据此选取1981—2016年河南省极端暴雨个例13例,使用欧洲中期天气预报中心1°×1°再分析资料(ERA-Interim)对其环境参数进行分析,发现:表征大气水汽、动力及不稳定条件的环境参数,如850 hPa比湿和涡度、700 hPa垂直速度和V风分量,200 hPa散度、整层可降水量、K指数、0～3 km垂直风切变等,在极端暴雨过程中的平均值远远偏离其气候平均值,上述环境参数对极端暴雨预报有指示意义;环境参数的标准差倍数与降雨量具有较好相关性,二者的分位值基本沿y=x的对角线分布,环境参数标准差倍数分位值≥80%时,对异常降水(降水分位≥90%)有明显正相关;而环境参数标准差倍数分位较低时(40%),则更多对应了小量级降水。单一环境参数的异常往往不能体现降水异常程度,基于对极端暴雨有明确指示意义的8个环境参数,组建了极端暴雨指数(ERI),经13例极端暴雨个例回代和预报效果评估,ERI≥0.7时,极端暴雨TS评分达35%,漏报率为27%,空报率为49%,可将其作为极端暴雨预报的参考阈值。2018年"温比亚"台风极端暴雨过程中应用表明,该指数对极端暴雨落区预报有较好参考意义。     

基于均一化资料的广州近百年气温变化特征研究

利用RHtest软件结合台站元数据对广州1908—2019年平均气温进行非均一性检验和订正,结果显示在1912、1928、1942、1988、1995、2004和2010年有7个显著的非均一间断点,订正后升温速率为1.39℃/(100 a),较订正前显著增加,具有准50 a和准3 a的显著周期。运用DB16正交小波分析其多时间尺度变化特征,结果显示方差贡献最大的是趋势分量,其次是准3 a和准6 a周期分量。趋势分量从20世纪40年代开始呈现持续的升温趋势;20世纪80年代中期至20世纪末的快速增暖是准50 a和准20 a周期分量的上升期叠加于趋势分量的结果;1998—2014年增暖停滞特征是准50 a、准20 a和准10 a这3个年代际周期分量的降温位相叠加在趋势分量上引起的。     

CMIP6与CMIP5对历史大气层顶和地表辐射收支模拟的时空对比

基于云和地球辐射能量系统观测数据集（CERES),对比分析了耦合模式比较计划第五（CMIP5）和第六阶段（CMIP6）模拟的历史大气层顶和地表辐射收支的年际变化和空间分布,明确了多模式间不确定性大的关键区域。结果表明：在年际尺度上,除地表向上长波辐射外,CMIP6的辐射分量的集合均值较CMIP5更接近于CERES观测值,全球地表向下短波辐射的高估和大气逆辐射的低估在CMIP6中分别降低了1.9 W/m²和3.3 W/m²。除大气逆辐射外,CMIP6的辐射分量在多模式间的一致性较CMIP5提高。在北极,CMIP6对大气层顶反射短波、大气层顶出射长波和地表向下短波辐射的模拟偏差较CMIP5大。在南北纬60°,CMIP6对大气逆辐射的模拟偏差较CMIP5大。其他区域CMIP6的辐射分量更接近CERES观测值。CMIP6模拟的地表向下短波辐射和大气逆辐射的不确定性较大区域面积较CMIP5减小,但不确定性极大区域面积无变化。地表净辐射的不确定性空间分布在两代CMIP间变化甚小。青藏高原、赤道太平洋、热带雨林、阿拉伯半岛和南极洲沿海依然是地球系统模式模拟辐射收支不确定性极大的关键区域。     

国家需求结构演变理论及其应用——以中俄北极合作为例

首先,提出国家需求概念,在总结国家需求结构及其演变特点的基础上,提出双边关系中国家需求结构演变的三个模型：相对稳定型、合作优化型、关系紧张型。认为国家需求和人的需求一样,存在由低层次向高层次跃升的演变趋势。“低层次需求得到满足”是需求层次升级的前提条件,但这种满足具有方向性、主观性、阶段性。其次,运用国家需求结构演变模型分析了中俄北极开发合作的地缘政治环境,提出了维持中俄北极合作良好态势的对策建议：美国是中俄北极合作发生变数的能动力量,妥善处理好中美关系是重中之重;政治互信是中俄北极合作的决定性因素,加强双方在国际关系理论研究领域的合作是行之有效的政策工具;提高合作项目的透明度,向国际社会分享项目对生态环境和原住民影响的相关数据;加强战略沟通扩大共同利益,维持与美国盟友的合作伙伴关系;作为非北极国家,中国应该坚持对北极事务“有所为有所不为”的原则。最后,本研究得出如下几点结论：国家需求结构演变理论能够解释西方国际关系理论三大学派的核心观点;双边国家需求结构演变模型关注国际关系发生突变的规律性;国家需求结构演变理论能够为不同层次不同规模国家制定外交政策提供理论参考。     

电感耦合等离子体质谱法(7900 ICP-MS)测定土壤中30种痕量元素

本文中土壤样品利用HNO3-HF-HCl O4混酸消解和王水提取后,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定了国家标准土壤样品中30种痕量元素(Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Hf、In、La、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、Pb、Rb、Sb、Sc、Sr、Ta、Th、Tl、U、V、W、Zn)的含量。其测定值与标准值相符,准确度符合国家标准要求。该方法所有元素的相关系数在0.9990~1.0000之间,各元素的方法检出限均满足要求,相对标准偏差(RSD)≤10%,结果表明该方法满足土壤中痕量元素的分析要求,建立的方法样品前处理程序简单快速,线性范围宽,分析重现性好,结果准确,可以运用于大批量地质样品中痕量元素含量的同时测定。最后用已建立的方法测定了北京某地区的土壤样品,测试结果满意。     

郑州市海绵城市建设的地质适宜性评价

海绵城市规划建设过程中,自然及地质背景条件对低影响开发设施的布设具有重要影响。针对郑州市的1945 km2海绵城市规划区,根据海绵城市建设要达到的蓄水、渗水、净水等功能,分析地表植被、地形坡度、包气带及含水层等海绵特性,构建了基于海绵城市建设的地质适宜性评价体系,并用层次分析法进行评价,结果表明：郑州市海绵城市建设地质适宜性好的区域面积占规划区的3.83%,适宜性较好区域占33.12%,适宜性中等区域占54.05%,适宜性差区域占9.00%;郑州市规划的12个海绵城市重点建设区,有2个覆盖不适宜建设区,分布在龙湖片区西北部和双鹤湖片区;航空港区有建设海绵城市的天然条件,建议在东湖节点周围规划海绵重点建设区。海绵城市建设的地质适宜性评价结果对郑州市海绵城市规划建设有参考意义。     

湖南铲子坪金矿床地质特征及成因

湖南铲子坪金矿床位于雪峰弧形构造带西南段,是雪峰-金山巨型弧形推覆剪切金锑钨成矿带的重要组成部分,形成于碰撞或后碰撞地质背景下的走滑和逆冲构造事件中.文章通过总结前人系统的硫、铅、氧、氢同位素地球化学特征及成矿时代的研究,并进行了成矿流体特征的研究,在此基础上探讨了铲子坪金矿的成矿物质来源.研究结果显示,铲子坪金矿床矿石略富轻硫,具典型的岩浆硫+变质岩混合硫源特征,铅为壳幔混合铅,主要来自造山带.成矿期流体包裹体均一温度范围主要为140~220℃和260~300℃,盐度w(NaCleq.)范围主要为4%~10%和20%~24%,具有两个阶段成矿的特征,成矿流体为中低温、中低盐度、H2O-CO2-NaCl流体体系,存在流体沸腾现象,成矿流体主要来源于岩浆水,同时有大气降水的加入.成矿物质和成矿流体的来源为地层变质岩叠加印支期的岩浆作用.通过综合分析,初步认为铲子坪金矿床与造山型金矿相似,但具有一定特殊性.     

神府东胜矿区煤炭开采对水资源的影响机制——以窟野河流域为例

研究神府东胜矿区煤炭开采对水资源的影响机制,对于保护当地水资源及脆弱的生态环境具有重要意义。以窟野河为例,分析了煤炭开采对该流域水资源量与水质的影响机制,并计算出吨煤开采的基流损失量约为2.038 m³(1997—2005年)。研究结果表明,煤炭开采时形成的裂隙将萨拉乌苏组含水层中的水导入矿坑中,导致潜水由水平径流、排泄为主转化为以垂向渗漏为主,引发地下水位大幅下降,河流基流量减少以及泉流量衰减甚至干枯;煤炭开采使含水层中的水进入到矿坑,在物理作用和化学作用下形成硬度更大、矿化度更高的矿坑水,矿坑水排入河流后对河流造成污染。     

1470—2008年中国西北干旱地区旱涝变化特征分析

研究西北干旱地区的旱涝变化规律对于区域抗旱减灾具有重要的现实意义。建立区域综合旱涝指数模型,利用西北4省区19个站点的旱涝等级序列,建立区域综合旱涝指数序列。发现区域在1470—2008年间呈现出干旱频发的态势,且区域内的西部比东部、高海拔地区较低海拔地区更易发生干旱灾害。利用经验模态分解方法处理区域综合旱涝指数序列,发现区域综合旱涝指数变化存在2.5年、7.5年、13.1年、25.7年、77.0年和134.8年等准周期变化。且近539年来,西北干旱地区区域综合旱涝指数呈减小趋势,未来区域干旱综合强度有减轻态势。     

音频大地电磁测深在祁连山哈拉湖坳陷天然气水合物调查中的应用

祁连山哈拉湖坳陷与已发现天然气水合物的祁连山木里地区有相似的成藏条件,是高原冻土区水合物勘查的重点区域.为了调查祁连山哈拉湖坳陷的天然气水合物资源前景,查明冻土层厚度及断裂分布特征,利用音频大地电磁测深在哈拉湖地区进行了测量,从电性结构特征测区内划分了3个凹陷区、2个凸起区和26条断裂,分析了哈拉湖地区冻土层发育特征.结合测区内构造条件、冻土条件及顶空气甲烷异常区,指出哈拉湖南部和北部靠近断裂附近对天然气水合物成藏较有利.