含节理黄土渗流数值模型研究

本文建立了在考虑黄土中有节理存在时,水分场数值计算的有限元方法。采用质量守恒的观点推导了质点元中饱和度的变化与流速的关系。进而利用达西定律得到以水头为变量的渗流基本方程。针对黄土垂直节理的渗流特点,确定了节理渗流基本方程中的参数。采用四边形等参元,利用Galerkin加权余量法建立考虑节理影响的黄土非饱和渗流的有限元形式。对局部水头边界条件下的黄土节理二维水分入渗问题进行了数值分析。结果表明,节理对黄土场地湿润峰的迁移有很大影响。     

Characteristics of B,Zn and Se in stream sediments of Tanzania and their agricultural applications: Based on 1∶1000000 geochemical survey

Tanzania is located in eastern Africa with a predominantly agricultural ecomomy, the potential for developing and utilizing cultivated land are promising, but scientific guidance is required. B, Zn and Se are essential micronutrients for plants and human body with crucial biological functions, in particular, Se is significant for human health and considered as “the king of anti-cancer”. As these elements required by human or plants are mainly absorbed from soil directly or indirectly, therefore,...     

影响登陆台风降水量的主要因素分析

利用常规观测和自动站加密资料、卫星云图、雷达及NCEP再分析资料,诊断分析1521号台风“杜鹃”登陆福建减弱过程中造成宁波异常强降水原因,结果表明：本次宁波强降雨是由“杜鹃”减弱后的外围云系在加强西进的副高边缘通过对流发展引发的,伴有强雷电,具有低质心降水特点;中低层大范围、长时间持续的水汽能量输送给本次强降水提供了必要的水汽条件,水汽通量散度出现负值、极小值、变大与强降水的开始、增幅、结束有提前12 h的预示期;能量场的梯度大小和位置对台风暴雨的预报有较好的指示作用,强降水发生在能量场梯度大值区出现12 h之后;本次大暴雨过程发生在对流不稳定条件下,并伴有和暖湿气流相联系的湿位涡水平分量的发展,触发了垂直涡度的增长;中尺度辐合线的位置和强度对未来1 h降水预报有非常好的指示作用。

     

不同类型大尺度环流背景下首都国际机场的雷暴特征分析

二进制粒子群-贝叶斯判别准则（Binary Particle Swarm Optimization-Bayes Discriminatory Criterion,BPSO-BDC）方法,能够使用二进制粒子群（Binary Particle Swarm Optimization,BPSO）算法智能地选取出贝叶斯判别准则（Bayes Discriminatory Criterion,BDC）雷暴预报模型的最优子集,克服了BDC在因子选择时的缺点。为了建立BDC雷暴最优模型,利用2010—2014年T511数值预报产品和单站观测资料,对漳州、义乌、乐东三站BDC雷暴预报模型进行研究。通过选取适应度函数,提出了BPSO搜索BDC模型最优子集的计算方法,得到了三站的最优子集模型,并与BDC和逐步判别模型进行对比。结果表明：在24 h的雷暴预报结果中,BPSO-BDC模型的平均TS评分达到了0.697,空报率为0.256,漏报率为0.048,在48 h的雷暴预报结果中,BPSO-BDC模型的平均TS评分达到了0.418,空报率为0.222。BPSO-BDC模型的预报结果明显优于BDC和逐步判别模型。对BPSO-BDC模型进行稳定性检验,TS评分都在0.21~0.35之间,变化幅度较小且处于较高水平。说明BPSO-BDC方法预报效果明显优于BDC和逐步判别方法,且具有良好的稳定性。

     

锁固段之间的力学作用模式

2015年8月12日,陕西省山阳县中村镇烟家沟村发生大规模山体滑坡,滑坡堆积体摧毁并掩埋了18间房屋,造成7人死亡,64人失踪。本文在大量野外地质调查的基础上,结合无人机航拍等技术,详细描述了山阳滑坡基本特征并对其进行工程地质分区,初步揭示滑坡的成因机制和运动过程。利用离散元软件PFC^3D,对山阳滑坡运动全过程进行模拟,再现了滑坡体失稳后,在重力作用下沿视倾向启动、碰撞和堆积全过程。本文取得主要认识如下：(1)山阳滑坡属于典型的顺层岩质斜坡视倾向失稳,滑坡体长期顺层蠕滑,加之表水溶蚀作用,最终导致锁固段剪断发生整体视倾向失稳破坏;(2)滑坡体在运动过程中由于前部稳定山体的阻挡,运动方向发生了两次碰撞偏转,呈现出层层超覆、拆离运动和侧向挤滑等特殊运动堆积特征;(3)依据山阳滑坡的堆积特征与滑体结构分布特征,将山阳滑坡运动破坏过程划分为7个阶段：滑坡体裂缝发展-贯通阶段、锁固段剪断-滑体启动阶段、整体高速滑动阶段、碰撞“急刹车”制动阶段、拆离-侧向挤滑阶段、二次碰撞抛撒流动阶段和断壁区崩滑阶段;(4)数值模拟显示山阳滑坡从滑坡体启滑到最终停积用时仅35 s,滑体最大运动距离500 m,最大运动速度36.2 m·s^-1。     

华北地区水位下降是否会减缓气温上升——浅部地温影响的数值模拟分析

华北地区由于长期持续的地下水过量开采,导致了大面积地下水位大幅下降,引发地面塌陷、地下水质污染等一系列地质环境问题,这些现象早已为人们所熟知和关注.然而地下水位下降还会造成百米量级浅部地温及其梯度的变化,因此即使来自地球深部的大地热流密度没有变化,年度平均的从表浅部位通过地表实际传导进入大气的热流密度会减小,这是中外文献中尚未见讨论过的问题.我们通过数值模拟发现假定大地热流密度不变的条件下,华北数万平方公里地下水位下降会造成百米尺度内的地温降低,从而传入大气的热流密度降低40%以上,且会持续数百年以上的时间.这种长时间大范围的传导入大气的热流密度变化对环境会造成什么影响是一个十分值得关注的问题.这一预测在一定程度上得到了气象站地温观测数据的支持,但由于目前气象观测站只有3.2 m深度范围内的地温资料,累计不超过5、60年,中间还有10余年的间断,而且表浅深度地温受地表多种因素的影响也较大,这些资料难以对我们关心的地下水位下降引起流入大气的热流密度变化这一问题提供直接确凿的数据来进行分析,因此今后有必要开展对地下数十乃至数百米地温进行持续精确的监测工作.     

对ECWMF和T639数值模式产品在新疆暴雪影响系统预报能力中的检验

本文使用2009～2012年新疆冬季43场暴雪天气过程中ECWMF和Ｔ639L60（2.5*2.5）数值预报产品预报场资料,通过天气学检验方法,对新疆主要影响系统,即西西伯利亚低槽、乌拉尔山大槽、北方横槽、中亚低值系统和其对应的高空500hPa形势、海平面气压做72小时内的滚动预报场与相对应实况场的检验。检验结果表明：两家模式对于高空500hPa形势场预报都比较好,尤其是48h之内,ECWMF的准确率略高于T639;海平面气压场两家模式的预报准确率均低于500hPa形势场,T639要优于ECWMF,尤其是48h之内,一般海平面气压中心强度的预报值较实况会有偏小3～5hPa的误差,以上结论可较好地指导预报业务。     

哈密高温气候特征及其环流形势分型

本文利用1961～2014年哈密国家基准气象观测站5～9月逐日最高气温、极端最高气温和NCEP1°×1°再分析资料,统计分析哈密市高温天气的气候特征及其环流特征。结果表明：（1）哈密市高温天气具有明显的时间变化特点,1961～1993年是偏少期,1994年以后明显偏多,而近14a是呈直线上升的趋势,这与全球气候变暖趋势一致。（2）哈密市近54a年平均高温日数是35d,主要集中在6～8月,7月最多。（3）高温日数具有明显的年际变化,最多为2002年出现60d,最少为1993年仅出现了11d。（4）新疆脊、伊朗副热带高压与西太平洋副热带高压的强弱和位置与高温天气有很好的对应关系;哈密出现持续性高温天气过程在500hPa高度场主要表现为三类环流类型:西太副高西伸发展型、伊朗副高东伸发展型、西太副高西伸发展与伊朗副高东伸发展共同作用型。     

C波段雷达在新疆区域数值预报系统中的应用初探

基于新疆区域数值预报系统（Desert Oasis Gobi Rapid Analysis Forecast System,下称DOGRAFS）,开展了同化C波段雷达资料对2010年10月6日发生在新疆的一次强降水过程预报结果影响的试验分析。其中设计包括不同化任何资料、同化常规资料、同化雷达反射率因子、同化雷达径向风、同时同化反射率因子和径向风五组试验,重点分析了雷达资料同化对此次天气过程降水、温度以及风速模拟效果的影响。结果表明：（1）同化雷达径向风和同时同化径向风和反射率因子相对于其他三组试验,对降水预报的TS和ETs评分更高;（2）相对于其他三组试验,同化雷达径向风和同时同化径向风和反射率因子对模式垂直方向上的温度、风速预报偏差具有一定的改善效果;（3）对于地面2 m温度和10 m风速而言,同化常规观测资料比其他四组试验预报的平均偏差和均方根误差更小;其它四组试验误差相当,差别不明显,表明同化雷达对近地面层温度和风的影响不明显。本研究旨在探索C波段雷达观测资料在新疆区域数值预报系统中的适用性,为今后雷达观测资料在业务系统中的应用提供参考。     

海洋天然气水合物发育顶界的模拟计算

天然气水合物顶界的确定对于其资源评价十分重要,但目前还没有很好的方法来确定.本文利用在甲烷-硫酸根（SMI）界面硫酸根与甲烷所消耗的量相等和水-天然气水合物二相体系甲烷溶解度模型,建立了水合物顶界埋深计算的数学模型,并考虑硫酸根氧化有机质和微生物原位甲烷生成的影响.计算的ODP1245和IODP1327站位水合物顶界埋深分别为53 mbsf和83 mbsf,与钻探获得的水合物顶界埋深相吻合.