华北地区典型污染天大气气溶胶飞机探测个例分析

利用2005年10月17日华北地区一次典型污染天气条件下的飞机探测资料,对石家庄和邯郸气溶胶的微物理特征进行了对比分析,初步讨论了该天气条件下大气气溶胶污染的微观特征和可能原因。结果表明,观测当天石家庄和邯郸地区的气溶胶粒子浓度很高,边界层内气溶胶平均数浓度为103cm-3量级,最高值出现在近地面附近,达到104cm-3量级;边界层以上的数浓度基本都在103cm-3量级,属于空气污染比较严重的一次过程。造成污染的原因是该日晴天风小,大气湍流较弱,不利于污染物扩散和稀释。基于美国国家海洋和大气局(NOAA)后向轨迹模式(HYSPLIT4)对颗粒物进行溯源和追踪分析,发现造成气溶胶浓度较高的气块传输路径主要为西北和偏西路径,境外源主要来自蒙古国,境内源主要来自我国西部,途经甘肃、宁夏、陕西及山西后进入河北。     

Turbulent fluxes from Helipod flights above quasi-homogeneous patches within the LITFASS area

Turbulent fluxes of sensible and latent heat were measured with the helicopter-borne turbulence probe Helipod over a heterogeneous landscape around the Meteorological Observatory Lindenberg during the STINHO-2 and LITFASS-2003 field experiments. Besides the determination of area-averaged heat fluxes, the analysis focused on different aspects of the response of the turbulent structure of the convective boundary layer (CBL) on the surface heterogeneity. A special flight pattern was designed to study flux profiles both over quasi-homogeneous sub-areas of the study region (representing the major land use types—forest, farmland, water) and over a typical mixture of the different surfaces. Significant differences were found between the heat fluxes over the individual surfaces along flight legs at about 80 m above ground level, in agreement with large-aperture scintillometer measurements. This flux separation was still present during some flights at levels near the middle of the CBL. Different scales for the blending height and horizontal heterogeneity were calculated, but none of them could be identified as a reliable indicator of the mixing state of the lower CBL. With the exception of the flights over water, the latent heat flux measurements generally showed a larger statistical error when compared with the sensible heat flux. Correlation coefficients a nd integral length scales were used to characterise the interplay between the vertical transport of sensible and latent heat, which was found to vary between ‘fairly correlated’ and ‘decoupled’, also depending on the soil moisture conditions.     

水平风作用下雨滴水平速度的数值仿真

为了研究雨滴在水平风作用下的水平移动情况,在分析水平风作用下雨滴受力情况的基础上,通过对曳力系数与雷诺数对应关系的研究,采用数值仿真的方法分别对海平面大气条件和不同大气条件下雨滴水平运动速度进行仿真.结果表明:当有水平风作用时,雨滴的水平运动速度不等于风的速度,而是随雨滴直径和水平风速的变化而变化;在水平风作用下,雨滴的水平移动速度可以在较短的时间内(一般小于15 s)达到一个稳定的值;在水平风速相同的情况下,气压越高、温度越低,雨滴达到平衡时的水平移动末速度相对越大,反之则越小.这些结论对基于图像采集原理的光学降水自动观测仪器进行雨滴图像拼合有重要的应用价值.     

用EOF分析方法研究强震前中国大陆水平位移场时空分布特征

利用大气科学常用的经验正交函数(EOF)分解方法, 对中国大陆连续观测的基准站的水平位移每周解时间序列进行分析。 首先对时间序列中不连续的数据进行内插处理, 并通过线性拟合从时间序列中去掉长期滑动速率的影响。 结合震例研究强震前水平位移场在NS向和EW向的时间和空间的分布特征。     

我国螺旋度的研究及应用

对自20世纪90年代以来至今国内关于螺旋度理论及应用研究工作进行了较系统地总结,将螺旋度归类为垂直螺旋度、水平螺旋度及完全螺旋度,同时又将垂直螺旋度划分为局地垂直螺旋度和积分垂直螺旋度,详细介绍并给出了每一类螺旋度的计算表达式以及其在天气诊断分析中的应用状况,对螺旋度的应用研究现状进行了简单地分析与讨论,最后展望了未来螺旋度研究与应用的发展方向。     

夏季青藏高原对流系统移出高原的气象背景场分析

利用1998-2004年6-8月共21个月的ISCCP对流路径集资料,结合NCEP/NCAR再分析资料和TRMM 3B42降水资料,采用合成统计分析方法,对夏季生成于青藏高原（高原）地区的对流系统进行了分类对比分析,目的在于研究各类高原对流系统动热力场的水平和垂直结构特征,探讨各类对流系统能否移出高原的气象背景场差异。结果表明,夏季高原对流系统主要生成于青藏高原中东部,存在两个高发中心。夏季高原对流系统按照对流系统的移动路径可以分为未移出高原、向南移出高原和向东移出高原3类。高原对流系统的移动、发展和生成源地没有直接关系,主要决定于气象背景场。当生成的高原对流系统上升运动强、水汽条件优越时,其强度不断增大,利于对流系统维持发展并移出高原,如果这类高原对流系统处于强西风气流控制下,容易向东移出高原,如受较强偏北风气流影响,则容易向南移出高原;而当生成的高原对流系统上升运动弱、水汽条件不理想时,其强度不断减弱,不利于对流系统发展移动,高原对流系统在高原区逐渐消亡。      

津巴布韦克拉通构造变形特征分析

根据津巴布韦克拉通北部地区的构造变质特征及矿物测年数据,表明太古界地壳基底形成和演变分为两个阶段。早期约在26.7亿年,Shamva-Bindura绿岩带内发育平行层理的剪切带,在长英质片麻岩核组成的大型推覆体之间形成洋壳和火山岛弧物质的叠瓦状堆积,结果是炽热长英质和铁镁质岩层的堆积使得地壳的演变暂时达到均衡状态,岩层堆积厚度达35km。后期大约在26.0～26.2亿年炽热岩层的冷却收缩导致应变产生,沿垂直方向形成走向滑动断层带,为达到地热均衡,大面积的岩层发生熔蚀,并伴有花岗岩体底辟作用。岩层熔蚀和底辟作用产生二次临时变质作用和多种应变形态,也最终导致克拉通冷凝固化。     

Texture, mineralogy, and rock strength in horizontal stress-related coal mine roof falls

Geologic structures can represent planes of preferential weakness that, by dismembering the roof beam, may contribute to the failure of roof spans. However, beam deflection and roof failure also occur in rocks where no visible geologic discontinuities are present. This suggests that roof failure may depend on rock strength, which in turn depends on intrinsic textural properties inherent to the rock. In this study, rock samples were collected from horizontal stress-related roof fall material in coal mines for petrographic characterization and compressive strength testing. Brittle, stress failure-prone rock types include thinly interlaminated siltstone and shale, and black shale that had been lightly recrystallized. Samples exhibit a narrow range of density values between approximately 2.5–3.0 g/cm³ but exhibit a wide range of unconfined compressive strength values, between approximately 20–70 MPa. Results of laboratory observations suggest that for samples of coal mine immediate roof shale, compressive strength is not well correlated with density, grain size, sutured grain boundaries, or quartz content. These results for shale are generally at odds with the results of similar studies for sandstone. The great variability of strength, texture, and mineralogy documented in these samples may be an indication of their complexity and the need for specialized methodology in the study of shale strength.     

华北主要构造单元及边界带现今水平形变与运动机制

根据华北地区12，15，16，1年高精度GPS观测结果，给出了华北地区各主要构造单元间两个时段(12-16年和16-1年)的相对水平运动.其结果为：①相对于鄂尔多斯单元，阴山单元的运动为(0-2.3)±1.6mm/a，方向约0°-W13°N，属于相对较弱左旋走滑运动.②相对于鄂尔多斯单元，晋冀鲁豫单元的运动为(4.4±1.0)-(2.5±1.5)mm/a，方向约为S50°-30°E，属于右旋型拉张运动；相对于燕山单元，则为(4.7±1.4)-(4.3±1.4)mm/a，方向约为E37°-°S，属拉张型左旋走滑运动.③相对于晋冀鲁豫单元，胶辽鲁苏单元12-16年的运动显示了顺扭的运动特征；16-1年的运动为(2.6±1.5)mm/a，保持顺扭趋势，方向约为W11°S，总体上属于北张南压的右旋走滑运动.分析表明：现今地壳构造活动与现代地壳构造运动性质基本一致，但量值有所差别；地壳运动存在着数年尺度的较明显的波动性，这可能是大陆地壳运动的一个主要特征；16-1年的运动不同于12-16年，主要表现为鄂尔多斯单元北移态势增强，山西断陷带和燕山构造带两侧拉张性有所减弱，可能是张北地震后应力调整与华北地区边界力耦合共同作用的结果.     

富蕴地震断裂带北部细部结构特征

以8级地震时的水平位移作为地震断裂带分段依据，富蕴地震断裂带北部引张段长17km，而且水平位移不明显。富蕴地震断裂带的主体走滑段水平位移显著，除大震时的水平位移外，发震构造具多期次活动特征。