Variational data assimilation experiments of mei-yu front rainstorms in China

The numerical forecasts of mei-yu front rainstorms in China has been an important issue. The intensity and pattern of the frontal rainfall are greatly influenced by the initial fields of the numerical model. The 4-dimensional variational data assimilation technology (4DVAR) can effectively assimilate all kinds of observed data, including rainfall data at the observed stations, so that the initial fields and the precipitation forecast can both be greatly improved. The non-hydrostatic meso-scale model (MM5) and its adjoint model are used to study the development of the mei-yu front rainstorm from 1200 UTC 25 June to 0600 UTC 26 June 1999. By numerical simulation experiments and assimilation experiments, the T106 data and the observed 6-hour rainfall data are assimilated. The influences of many factors, such as the choice of the assimilated variables and the weighting coefficient, on the precipitation forecast results are studied. The numerical results show that 4DVAR is valuable and important to mei-yu front rainfall prediction.     

南岳电线积冰标准冰厚气候特征

利用1957~2012年南岳高山观测站逐日覆冰资料,对南岳覆冰标准厚度和覆冰日数的时间演变、突变和周期变化进行分析,并推算出南岳各重现期的标准冰厚,结果表明:1)南岳南北向和东西向标准冰厚年代际变化非常相似,呈现偏大—偏小—偏大—偏小—偏大的年代际变化;冰冻日数在20世纪60年代中后期之前,90年代中后期之后冰冻日数偏少,60年代中后期到90年代中后期冰冻日数偏多。2)冰冻在1~4月、10~12月均有发生,其中1月出现天数最多,占全年的31.8%。3)滑动t检验分析发现,南岳东西向和南北向标准冰厚在20世纪60年代末有减小的突变,冰冻日数在近56年没有出现明显突变。4)Morlet小波和小波功率谱分析发现,南北向和东西向标准冰厚存在显著的2~3年、4~6年振荡周期;冰冻日数存在显著的2~4年、5~7年振荡周期。5)基于Pearson III型概率分布统计发现,各重现期东西向标准冰厚均较南北向标准冰厚要大,其中20年一遇南北向和东西向标准冰厚分别为76.33、85.22 mm,10年一遇南北向和东西向标准冰厚分别为60.86、69.57 mm。6)分析气象要素对覆冰的影响发现,覆冰期气温较无覆冰期要低,相对湿地要大,能见度要小,覆冰期风向以偏北风为准,无覆冰期风向以偏南风为主,覆冰期平均风速较无覆冰期风速要小。     

抚顺西露天矿边坡工程地质灾害浅析

根据抚顺西露天矿地质灾害及其成灾性的现场调查和室内试验测试数据资料,对边坡地质灾害类型进行归纳、分析.     

2005年6月我国南方雨带异常偏南的分析

2005年6月我国南方雨带异常偏南。利用逐日观测资料、NCEP再分析资料以及NOAA-OLR资料对该年6月的天气形势特征和一些主要影响天气系统进行了诊断分析。讨论了西太平洋副热带高压、低层冷空气和水汽输送等与雨带异常之间的关系。结果表明西太平洋ITCZ偏弱，热带气旋少，使西太平洋副热带高压主体长时间偏南。青藏高原南部和低纬洋面上的对流异常，影响该地区季风环流，造成水汽向低纬地区集中，西南季风水汽输送带异常偏南。高层中高纬度异常环流，抑制南亚高压东段脊线北抬，高层西风异常通过动量下传，加强中低层西风锋区，冷空气南下到偏南地区等均是造成雨带异常偏南之原因。     

四维变分同化方法在暴雨预报中的应用

本文利用PSU/NCAR的MM5数值预报模式及其伴随模式,以我国1999年6月23日~6月24日的一次梅雨锋暴雨过程为个例,作了两组试验:控制试验和同化试验,并对两组试验的降水预报效果以及初始场进行对比分析,结果表明:四维变分资料同化方法可以将各种不同类型、不同时次的观测资料同化到模式中,将这些资料中有用的中尺度信息引入到模式初始场,有效改善初始场,从而提高暴雨预报水平。     

2005年10月西藏高原特大暴雪成因分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°的每6小时分析等资料,对2005年10月西藏高原特大暴雪(115.3mm)过程进行了天气动力学分析。结果表明:在西藏高原特定地形的作用下,山脊坡引起中低层气流下沉,抬升上升气流与高层冷空气形成不稳定大气层结、高层强辐散的抽吸效应对特大暴雪发生起了重要作用;特大暴雪的水汽源于孟加拉湾和南海,主要以两条通道输入西藏高原上空;高原上空Z-螺旋度"下正上负"垂直结构和湿位涡异常区均与强暴雪有密切的关系。     

冰封期乌梁素海沉积物-水界面氨氮的交换特征

为揭示冰封期氨氮（NH₄⁺-N）在沉积物-水界面的迁移机制及内源性营养盐对全湖污染的贡献,于2018年2月初在乌梁素海湖区7个采样点采集了上覆水体与沉积物样品,得到了冰封期上覆水体与沉积物间隙水中的NH₄⁺-N浓度,估算了沉积物-水界面NH₄⁺-N的扩散通量.结果显示,上覆水体中NH₄⁺-N浓度变化范围为0.55~1.60 mg/L,平均值为1.05 mg/L,0~5 cm表层沉积物间隙水中NH₄⁺-N浓度是上覆水体中的10倍以上,其变化范围为6.64~18.63 mg/L,平均值为11.92 mg/L.估算沉积物间隙水NH₄⁺-N向上覆水体的扩散通量为1.282~4.269 mg/（m²·d）,表明在湖水冻结过程中,底泥沉积物接纳了大量的可溶性污染物成为内源污染源,会在冰封稳定期、融冰期和融冰后的一段时间内成为湖水的主要污染源.     

Crustal Composition of China Continent Constrained from Heat Flow Data and Helium Isotope Ratio of Underground Fluid

Based on conservation of energy principle and heat flow data in China continent, the upper limit of 1.3 μW/m3 heat production is obtained for continental crust in China. Furthermore, using the data of heat flow and helium isotope ratio of underground fluid, the heat productions of different tectonic units in China continent are estimated in range of 0.58–1.12 μW/m3 with a median of 0.85 μW/m3. Accordingly, the contents of U, Th and K2O in China crust are in ranges of 0.83–1.76 μg/g, 3.16–6.69 μg/g, and 1.0%–2.12%, respectively. These results indicate that the abundance of radioactive elements in the crust of China continent is much higher than that of Archean crust; and this fact implies China’s continental crust is much evolved in chemical composition. Meanwhile, significant lateral variation of crustal composition is also exhibited among different tectonic units in China continent. The crust of eastern China is much enriched in incompatible elements such as U, Th and K than that of western China; and the crust of orogenic belts is more enriched than that of platform regions. It can also be inferred that the crusts of eastern China and orogenic belts are much felsic than those of western China and platform regions, respectively, derived from the positive correlation between the heat production and SiO2 content of bulk crust. This deduction is consistent with the results derived from the crustal seismic velocity data in China. According to the facts of the lower seismic velocity of China than the average value of global crust, and the higher heat production of China continent compared with global crust composition models published by previous studies, it is deduced that the average composition models of global continent crust by Rudnick and Fountain (1995), Rudnick and Gao (2003), Weaver and Tarney (1984), Shaw et al. (1986), and Wedepohl (1995) overestimate the abundance of incompatible elements such as U, Th and K of continental crust.     

“一带一路”沿线地区关键生物多样性区域生态变化特征（英文）

KBA (Key Biodiversity Areas)是由IUCN提出并被国际社会认可的生态保护优先区域,评估其生态变化特征对生物多样性保护与自然保护地建设至关重要。“一带一路”沿线地区生态系统类型丰富,生物多样性保护价值极高,而沿线KBA更应该成为生态保护的核心目标。本文利用土地覆盖、归一化植被指数（NDVI）和夜间灯光数据（NTL）,从植被覆盖度和人类活动方面分别对沿线KBA的生态状况及其时空变化特征进行分析,得到以下结论：（1）KBA内的土地覆盖长期保持稳定,林地、荒野和草地是主要的土地覆盖类型;（2）KBA内NDVI总体上呈现增加的趋势,表明植被覆盖度在不断提高,少数植被退化的KBA主要分布在中南半岛、青藏高原以及西亚地区;（3）KBA内NTL总体上处于很低的水平,表明人类活动对自然生态系统的干扰程度十分有限,极少数分布于中东欧、印度、中南半岛以及地中海附近国家的KBA具有较强的人类活动且呈现出增加的趋势。本研究结果强调在KBA生态保护中充分利用生物群落演替规律,同时限制人类活动对自然生态系统的干扰,以推动沿线地区生物多样性保护与自然保护地建设。     

渝东南新元古界千子门组沉积时代和构造背景——锆石U-Pb年龄及地球化学制约

新元古代全球范围内出现了2次主要的冰期事件,分别是Sturtian冰期和Marinoan冰期。渝东南秀山地区发育与上述2次冰期对应的冰川沉积,分别为南沱组(Marinoan冰期)和千子门组(Sturtian冰期)。笔者通过对千子门组砂岩锆石运用LA-ICP-MS进行定年,测得其206 Pb/238 U年龄为736~2 726Ma,其中28个测点数据非常集中,在736~890Ma,平均值为834Ma。其最小值736 Ma限定了Sturtian冰期千子门组的沉积起始时间,且与湘东南江口冰期起始时间(734±4)Ma在误差范围内几乎一致,二者可以对比。而834 Ma则记录了物源区与四堡—晋宁运动有关的岩浆活动。所有样品ICV值介于0.85~1.74(平均值为1.23),表明黏土矿物较少,受再沉积作用的影响较小。同时其CIA值介于43~69(平均值为57),表明千子门组沉积环境特征为寒冷、干燥,低程度化学风化。利用SiO2-K2O/Na2O和K2O/Na2O-SiO2/Al2O3构造环境判别图解,结合稀土元素配分曲线,判定千子门组很可能形成于活动大陆边缘环境。