The mesoscale convection life cycle: Building block or prototype for large-scale tropical waves?

A cumulonimbus cloud may ascend and spawn its anvil cloud, precipitation, and downdrafts within an hour or so. This paper inquires why a similar progression of events (life cycle) is observed for tropical weather fluctuations with time scales of hours, days, and even weeks. Regressions using point data illustrate the characteristic unit of rain production: the mesoscale convective system (MCS), covering tens of kilometers and lasting several hours, with embedded convective rain cells. Meanwhile, averages over larger spatial areas indicate a self-similar progression from shallow to deep convection to stratiform anvils on many time scales.Synthetic data exercises indicate that simple superpositions of fixed-structure MCS life cycles (the Building Block hypothesis) cannot explain why longer period life cycles are similar. Rather, it appears that an MCS may be a small analogue or prototype of larger scale waves. Multiscale structure is hypothesized to occur via a Stretched Building Block conceptual model, in which the widths (durations) of zones of shallow, deep, and stratiform anvil clouds in MCSs are modulated by larger scale waves.Temperature (T) and humidity (q) data are examined and fed into an entraining plume model, in an attempt to elucidate their relative roles in these large-scale convection zone variations. T profile variations, with wavelengths shorter than troposphere depth, appear important for high-frequency ( 2–5-day period) convectively coupled waves, as density directly links convection (via buoyancy) and large-scale wave dynamics (via restoring force). Still, the associated q anomalies are several times greater than adiabatic, suggesting a strong amplification by shallow convective feedbacks. For lower frequency (intraseasonal) variability, q anomalies are considerably larger compared to T, and may be dominant.     

南海南部陆缘地质流体类型及其油气成藏意义

南海南部陆缘蕴藏着非常丰富的油气资源。为了解南海南部陆缘流体活动系统以及与油气藏之间的关系,以高精度2D地震资料为基础,对南海南部陆缘流体活动系统的类型、地震反射特征、以及对油气成藏的意义开展了研究。在南海南部陆缘发现了多种流体活动系统,包括:泥底辟/泥火山、气烟囱、管状通道、与构造断层相关的流体活动系统。这些流体活动系统具有不同的地震反射特征,常常出现含气强振幅异常带、弱振幅杂乱反射带以及"下拉"或者"上拱"地震反射形态等流体活动系统的标志特征。流体活动系统受到构造运动和沉积因素的影响,并且与深部高温高压塑性流体密切相关,流体活动系统优先发育在地层薄弱部位。流体活动系统及所伴生的断裂和裂隙常常作为油气富集区的运输通道;并且流体活动系统所运移的强溶蚀性流体和深部热液流体有利于油气储层的形成,特别是对于碳酸盐岩储层的改造尤为明显。因此,流体活动系统不仅能作为油气运移通道,也可以改善储层,对油气成藏具有重要意义。     

叠合断陷盆地沉积体系分析--以东海丽水-椒江凹陷为例

 丽水-椒江凹陷是我国近海海域典型的叠合断陷盆地。综合分析岩芯、地震、录井、测井等资料,对东海丽水-椒江凹陷沉积体系开展了重点研究。分析认为,古新世研究区主要发育5种沉积体系:扇三角洲体系、三角洲体系、湖泊体系、海洋体系及重力流体系。在此基础上对古新统各组的沉积体系展布进行了深入探讨,其中,断陷初期月桂峰组为湖泊沉积环境,而后断陷继续,海侵发生,沉积环境转变为海洋环境;古新统沉积期三角洲体系主要发育于凹陷西缓坡,以闽浙隆起为物源,扇三角洲主要发育于同沉积断裂控制的东侧陡坡带,在月桂峰及灵峰组沉积期,灵峰潜山出露水面,其两侧形成多个扇三角洲（近岸水下扇）沉积。基于以上研究,预测出研究区的两个有利勘探相带:灵峰潜山两侧扇三角洲（近岸水下扇）及滨浅海（湖）砂体、丽水西次凹西斜坡南部与断块有利构造相匹配的三角洲前缘及滑塌重力流砂体。     

江汉平原湿地水系统综合评价与水资源管理探讨

江汉平原分布着由河流湖泊-沼泽-沼泽型水稻土-潜育型水稻土组成的湿地系统。江汉平原湿地在蓄水滞洪、调节气候、水质净化、维持生物多样性和改善生态环境方面有着十分重要的作用。在探讨江汉平原湿地水系统结构和功能的基础上,提出了合理利用湿地水资源和实施科学水管理的途径,首先要对水资源和水环境进行积极的保护;其次积极实施退田还湖,增强江汉平原湿地的调蓄洪水能力,减轻洪涝灾害损失;其三是建立江汉平原水环境安全调控体系;最后将江汉平原湿地水系统管理纳入整个长江中游及长江流域的统一管理与规划之中,进行总体协调与管理。     

青海都兰地区控矿构造特征研究

本文应用地质力学的理论和方法,划分了青海都兰地区构造体系,讨论了其成生发展和演化历史。指出区域东西向构造、南北向构造和西域系是成矿前构造体系。本区主要的控矿构造体系是青藏歹字型(头部外围褶带)和河西系,并确定了主要控矿构造型式。文中还讨论了构造体系对区内沉积建造、岩浆建造,矿产分布规律的多级控制作用和构造体系复合的控矿作用。      

天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5.7倍和1.7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。     

祁连山空中云水资源开发潜力研究新进展

祁连山及河西走廊地区是我国气候变化敏感区和生态脆弱区。本文通过对2005a以来祁连山云水资源相关最新研究成果的总结,旨在揭示气候变暖对祁连山云水资源影响包括气候变化、水汽时空变化、地形云特征的基础上,分析评估了祁连山云水资源开发潜力及效益。实验研究表明,在祁连山区开展人工增雨(雪)作业,每年可增加降水量3.7×10_⁸～７.4×10_⁸m_³。近10年来,甘肃春季飞机人工增雨作业年均增加降水量为13.5×10_⁸m_³,平均投入产出比为1:30。     

基于多源资料的乌鲁木齐市两次极端短时强降水对比分析

利用常规观测、区域自动站、FY-2G气象卫星、多普勒雷达、风廓线雷达及NCEP 1°×1°再分析等多源资料,分析乌鲁木齐2015年6月9日和27日(分别简称"6·09"和"6·27"过程)两次极端短时强降水成因。结果表明:(1)"6·09"过程是在高压脊前西北气流下,由700、850 hPa双低空急流耦合触发,配合强低层风切变,低层水汽快速聚集造成的局地性强对流天气,TBB最低为-52℃,雷达回波为典型的"列车效应",强回波达55 dBZ。"6·27"过程是在中亚低涡背景下,西南、偏西、偏东三条水汽路径使得整层增湿,配合持续时间较长的弱低层风切变,是系统性降水中的强对流天气,TBB最低为-44℃,雷达回波为混合性降水回波中分散的对流单体,强回波达50d BZ;此外",6·09"过程热力不稳定条件较好。(2)风廓线雷达显示两次过程低层均存在垂直风切变,折射率结构常数均在强降水时迅速增大并维持高值,随着降水减弱迅速减小;两次过程均发生在中β尺度对流云团TBB梯度最大处。(3)雷达回波均属于低质心对流风暴,且地面均配合有中γ尺度气旋性风场辐合或切变。     

东亚季风研究的进展

降水所释放的潜热是驱动全球大气环流主要的能量来源,是太阳能向大气热动力能转化的重要途径。准确测量降水云中各高度层的潜热释放率是人类长期努力而未实现的目标。本文阐述了降水潜热在气候系统水循环和能量平衡中的重要意义,以及已有的对热带降水潜热垂直结构的理解和共识,并介绍了遥感降水及其潜热三维结构的主要卫星计划和传感器。特别分析了卫星遥感降水潜热的两大类方法,即查表法和物理反演法。对美国宇航局的CSH算法、日本空间局的SLH算法以及中国科学技术大学的VPH算法的原理做了较为详细的介绍,着重分析了不同算法的思路、特点、适用性和不确定性。