近50年火山喷发和太阳活动对我国气候影响的研究

利用特征向量分析与时序叠加分析和谱分析相结合的方法，分析了近50a来我国地面气温和降水场中火山喷发和太阳活动的气候信号，强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温，喷发1a多以后降温最明显，并能持续约半年。除这个主信号以外，青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化，温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。在降水场中的火山信号较弱，表现为火山喷发后的秋冬季节南方地区降水偏多。在青藏高原积雪和深层地温的变化中，没有发现火山和太阳活动信号。     

Invariant Tori in the Secular Motions of the Three-body Planetary Systems

We consider the problem of the applicability of KAM theorem to a realistic problem of three bodies. In the framework of the averaged dynamics over the fast angles for the Sun–Jupiter–Saturn system we can prove the perpetual stability of the orbit. The proof is based on semi-numerical algorithms requiring both explicit algebraic manipulations of series and analytical estimates. The proof is made rigorous by using interval arithmetics in order to control the numerical errors.     

Spatial distribution of wind erosion and its driving factors in China

Soil erosion by wind means the soil particles are eroded and transported by wind. Fine particles of soil are transported as suspended load and may travel much greater distances than the coarse coarse materials do which are transported as creep and saltation. The finest particles and chemical microsome constitute the aerosol which can even keep for several years in atmosphere from descending. Wind erosion is a serious problem in many parts of the world. In China, up to 2400 km2 of land is dese…     

30年来东南红壤丘陵区土壤侵蚀度时空演变研究——以长汀县为例

土壤侵蚀动态监测是侵蚀研究体系中的重要内容,当前国内大部分研究直接引用国外监测模型,不仅在因子选取以及模型通用性上存在不足,而且对区域土壤的潜在性侵蚀危险考虑不够。因此,研究提出土壤侵蚀度的概念,作为区域土壤实际侵蚀强度与潜在侵蚀危险的综合表征,并基于人地关系系统,通过多指标的量化与建模进行土壤侵蚀度测算,从而分析福建省长汀县土壤侵蚀时空演变规律。结果表明,长汀县土壤侵蚀分布存在集中连片的特点,汀中地区的侵蚀度最高,并向周边逐渐衰减。同时,侵蚀度在变化方向上虽然存在不确定性,但总体侵蚀状况近30a来得到了明显的改善,安全区的比重从1975年的3.87%增长至2006年的56.38%,相比而言,极度侵蚀危险区的比重仅从1975年的12.3%,减少至2006年的6.66%,改善幅度较其他等级土壤有所差距,这与区域在立地条件、经济发展水平以及政策导向上的差异密切相关。研究结果说明选取侵蚀影响因子具有一定的适宜性,也证明土壤侵蚀度可以有效表征土壤侵蚀时空演变趋势。     

铁镍离子组合对褐煤发酵产甲烷的影响

为研究外源最佳铁镍离子组合对煤发酵产气过程的影响机理,以陕北大柳塔褐煤为例,对不同含量的铁镍离子分别进行煤发酵实验,优选出单一离子的最佳含量,进一步通过二元二次旋转组合设计法确定铁镍离子的最优组合,利用气相色谱、X射线衍射仪、傅里叶红外线光谱分析仪等手段对添加最优组合质量浓度的实验组和空白组（不添加两种离子）产气过程的发酵液及反应前后的煤样进行对比分析。结果表明：Fe²⁺、Ni²⁺的最佳质量浓度分别为15 mg/L、0.005 mg/L,Ni²⁺的添加存在明显的低促高抑现象;添加最优Fe²⁺和Ni²⁺组合的产气量相较于添加单一Fe²⁺、Ni²⁺分别增加了13.64%和20.69%;实验组的pH值、挥发性脂肪酸含量VFA及OD₆₀₀相较于空白组的变化均提前3 d达到峰值,且煤的大分子结构得到更加充分的降解。最后分析了铁镍离子组合对产甲烷过程的影响,阐明了两种微量元素对于促进煤发酵产甲烷的内在机理,研究成果为提高次生生物成因气的产量及产气效率打下了理论基础。     

关于中国西部干旱区生态环境演变与调控研究的思考

从中国西部干旱区的界定、自然条件特点的分析出发,结合国家西部大开发战略的实施,指出进行该区生态环境演变与调控研究的重大意义。提出了在时间序列上进行生态环境演变研究,在空间结构上开展生态系统结构、功能及生态过程研究,在时空耦合界面上探讨重大生态环境问题,进行生态系统的调控与管理研究的思路。并从生态环境形成演变、生态系统结构和功能、重大生态环境问题及生态环境管理等方面探讨了研究工作的技术路线。同时,指出了主要研究内容和需要解决的关键科学问题以及将要实现的研究目标。     

荆江三口分流变化及三峡水库蓄水影响

长江中游荆江的水沙通过三口洪道分流入洞庭湖,三口分流是荆江-洞庭湖关系调整的驱动因子,为揭示其变化特征及三峡工程运用的影响,基于大量的原观数据,系统研究了近60年三口分流比的变化过程,提出其显著调整特征及诱发因素,引入径流还原计算方法,量化了三峡水库不同运用方式对三口分流量的影响幅度。结果表明:①特大洪水及重大人类活动等诱发因素作用下,三口分流比出现4~5年持续性减小的趋势调整期,之后进入分流比稳定恢复的平衡调整期;②2003-2014年,三峡水库汛前枯水补偿调度使得三口分流量年均增加8.000亿m3,汛后蓄水使得三口分流量年均减小29.00亿m3,对三口分流综合影响量为年均减少21.00亿m3,占同期三口年均分流量的4.29%。     

6月份格陵兰海冰异常对黄河中上游7月份旱涝的影响

通过北极4个区的海水DQ%指数和全国160站7月份降水关系的诊断分析指出,6月份格陵兰海冰异常与黄河中上游7月份旱涝存在着明显的联系,6月份格陵兰海冰少(多)时,黄河中上游7月份易涝（旱）。产生这种联系的物理机制是6月份格陵兰海冰异常影响7月份欧亚大气环流,导致黄河中上游7月份降水产生异常。通过对相关场进行显著性检验,确认了6月份格陵兰海冰异常与黄河中上游7月份旱涝联系在统计上的可靠性。同时发现,有时随机数序列与气象要素场的相关场会达到很高的显著水平,而且这种相关场中的显著相关区的分布并不是杂乱无章的,而是成片分布的。这项工作指出了把对相关场的显著性检验与相关场成因的物理机制分析相结合的必要性。     

随机参数扰动方法对中国冬季降水集合预报的影响

降水数值预报有很大的不确定性,与降水预报密切相关的物理过程参数化方案中关键参数的不确定性是降水数值预报误差来源之一,对这些参数引入随机扰动的随机参数扰动方法（Stochastically Perturbed Parameterization,简称SPP方法）可以代表模式降水预报的不确定性,是国际集合预报前沿研究领域。为了认识该方法能否代表中国冬季降水数值预报的不确定性,为业务应用提供科学依据,基于中国气象局中尺度区域集合预报模式（Global/Regional Assimilation and Prediction System-Regional Ensemble Prediciton System,简称GRAPES-REPS）,从对模式降水预报不确定性有较大影响的积云对流、云微物理、边界层及近地面层等四个参数化方案中选取了16个与降水密切相关的关键参数,引入了随机参数扰动方法,并通过2018年12月12日至2019年1月12日总计31天的冬季集合预报试验,对比分析了SPP方法对等压面要素及降水的集合预报效果。结果显示:在冬季应用SPP方法时,等压面要素的概率预报技巧总体来说优于无SPP方法扰动的对比试验,且对于低层、近地面要素的改进效果优于对中高层等压面要素的改进;但对降水概率预报而言,尽管检验评分数值略优于对比预报试验,但并未通过显著性检验,这表明,在东亚冬季风影响下,随机参数扰动方法对中国冬季降水概率预报技巧没有明显的改进。究其原因,可能是由于SPP方法主要代表对流性降水预报的不确定性,而中国冬季降水过程主要与斜压不稳定发生发展有关,模式降水以大尺度格点降水为主,对流性降水较少,故对冬季降水预报改进不明显,这为业务集合预报模式中应用随机参数扰动方法提供了科学依据。     

广西重大锋面暴雨天气过程的特征分析

对1970~2006年汛期(4~9月)发生在广西的重大锋面暴雨天气过程作一系统分析,得出汛期广西重大锋面暴雨过程的月际分布具有明显的"单峰型,"桂北锋面暴雨明显比桂南偏多。高空深槽型是锋面暴雨的主要类型,4~9月都有此型重大锋面暴雨的发生。