广西北回归线两侧冬季冻害特征分析

利用广西90个气象站1959～2000年逐日极端最低气温资料,将广西划分为北回归线南、北侧和北回归线上3个区域,分别统计了各区域冻害日数、平均站日数以及严重冻害年各区域出现冻害的机率,并进行对比分析,发现广西北回归线南、北两侧冬季冻害存在较大差异,为农业生产和农业布局提供了参考依据。     

冻融模型相似性分析及试验验证

为提高冻融模型与原型的相似程度,提出冻结指数相似比和实验室修正系数的概念及计算方法。以哈尔滨地区黄土为试验材料,将该地区2010–2012年3年日平均气温进行线性简化,基于含相变热传导的微分方程基础上,采用相似理论,在几何、温度和时间比尺约束下对密度为1.60 g/cm3、含水率为20 %的试样进行冻融循环模型试验,确定实验室修正系数K值为1.13,得到冻结指数相似比CI为1:102.5。对冻融阶段温控历时进行优化,进行冻融循环模型试验。通过对比可知,优化后模型的最大冻深值为21.33 cm,与模型预定值20 cm相差仅6.5 %;优化后冻融模型弥补了太阳辐射对冻深的影响,一个冻融周期由108.14 h减少为84.53 h。以实验室修正系数K和冻结指数相似比CI优化冻融过程的各温控阶段历时合理,显著提高了冻融模型的最大冻深和冻融过程在几何比尺和时间比尺上的相似度。     

扬子克拉通北缘神农架南华系莲沱组寒冷气候的沉积学证据:冻融构造*

中国华南新元古代成冰纪斯图特(Sturtian)冰期“前夜”的古气候(温室抑或冰室)环境一直未得到一致的认识。新近在扬子北缘神农架成冰系底部层位莲沱组上部发现一系列软沉积物变形构造,表现为紫红色基质内发育灰绿色砂质脉体群。依据这些脉体宏观—微观形态、结构构造以及地球化学特征等分析认为,它们可能是寒冷气候下的沉积物冻融构造,还或许代表永久冻土的存在。根据形态,将砂质脉划分为2组4种类型,即刚性破裂的网状、枝状脉体与塑性变形的条带状、斑块状脉体。研究结果表明,脉体具有颗粒结构明显、杂基含量低、脉壁边缘颗粒弱定向性和Fe³⁺的亏损特征,脉体曾发生液化流动;脉体与基质间Bi、Pr、W、La等微量元素存在差异,2种不同的稀土元素富集类型否定了成岩后期蚀变成因;河流二元结构、Sr/Ba值介于0.05~0.25之间、V/Ni值介于0.05~0.5之间,均表明它们发育在曲流河的洪泛平原与滨岸环境;脉体与基质的碳氧同位素负异常(δ¹³C_PDB 为-17‰~-14‰,δ¹⁸O_PDB 为-15‰~-13‰)与低CIA值(55~65)揭示了可能的寒冷气候背景。上述一系列地质和地球化学证据都支持扬子北缘神农架南华纪(成冰纪)斯图特冰期开始前寒冷气候的存在,为莲沱组沉积晚期寒冷气候条件的识别和认定,特别是为研究扬子地块的“雪球地球”事件的响应,开辟了新的研究思路与途径,同时也为华南成冰纪冰期的划分及其国内外对比提供了新的沉积地质学标识和科学证据。     

月球第谷区域内“冻融地貌”的发现

随着月球探测的不断深入,月球上是否有水或水冰的存在已引起开展行星和月球研究的科学家们的高度关注。以往的研究多偏重于仪器的探测,以及极少量的样品测试分析,结果并不令人满意。我们通过对月球高分辨率的卫星影像资料的详细解析,从水和水冰形成的特有的地貌类型——冻融地貌入手,发现月球上存在大量由冻融作用产生的与地球相似的"冻融地貌"类型,主要有:冻融泥流、冻胀丘、冻胀脊、冻胀裂隙、热融塌陷、热融滑坡等,并且以哥白尼纪的第谷月坑及周边保留最多、最好和最完整。这些"冻融地貌"的发现,对探讨月球上是否曾经存在水或水冰,以及进一步开展月球形成演化等科学问题的研究具有重要意义。     

现浇混凝土-冻土接触面冻结强度直剪试验研究

关于混凝土-冻土接触面的力学强度研究多集中于预制成型混凝土样（块）与冻土接触面的力学试验研究,而与工程实际更为接近的冻土中现浇混凝土、冻结稳定后混凝土-冻土接触面的力学强度研究则少有涉及。基于冻土中现浇混凝土的试验方式,开展了不同水灰比、含冰量及冻土温度条件下,混凝土-冻土复杂接触面冻结强度的直剪试验研究。结果表明：试验条件下,由于混凝土中粗、细骨料导热系数及水化热侵蚀强度不同,冻土中现浇混凝土会导致混凝土-冻土接触面发生起伏变化。受该因素影响,粗糙接触面较光滑接触面的冻结强度增大71.9%。粗糙接触面引起的应力集中,使得剪应力在剪切破坏过程中出现间歇性增大、跳跃。在冻结强度构成中,随接触面粗糙程度的增大, φ值对冻结强度增长的贡献要大于c值。水灰比由0.4增至0.6,混凝土导热系数降低,生成接触面趋于光滑,冻结强度减小;土体含水量由15%增大至30%时,冻结强度增大,含水量继续增大至40%时,冻结强度减小;在不同温度条件下,整体呈现冻土温度降低冻结强度相应增大的趋势。基于上述结果,多年冻土区灌注桩设计时,建议混凝土采用0.4~0.5水灰比。     

Analysis on the Long-Lasting Freezing Rain and Snowstorm Event at the Beginning of 2008

In this paper,main characteristics of the long-lasting freezing rain and snowstorm event in southern China at the beginning of 2008,features of the related atmospheric circulation and the causes thereof are analyzed.During the event,patterns of the atmospheric circulation stayed stable; the polar vortex located in the northern part of the Eastern Hemisphere was strong with little movement; the cold front from the polar region and the active warm air mass from the tropical ocean confronted each other for a long time; the blocking high to the west of Baikal remained strong and steady; the trough over central nd western Asia maintained its position for quite long with a group of little troughs splitting from it frequently; the dominant wind at 700 hPa was southwesterly while shears and vortexes at 850 hPa developed continually,providing the necessary low-level convergence for subsequent precipitation.Meanwhile,in the mid troposphere,eddies were generated over the Tibetan Plateau and positive vorticity disturbances in the Sichuan Basin propagated eastward to the coastal regions of eastern China.The western Pacific subtropical high was intensive with westward and northward migrations.The subtropical frontal zone was puissant and the north-south temperature gradient was large.Quasi-stationary fronts over South China and the Yunnan-Guizhou Plateau remained stable.Warm air masses over the tropical ocean were active,so was the trough in the southern branch of the westerlies over the Bay of Bengal.There were four episodes associated with this event.The first one was featured with the interaction of strong cold and warm air,while the other three with the quasi-stationary fronts over South China and the Yunnan-Guizhou Plateau as well as vigorous penetration of cold air from the north.The existence of the inversion layer and the thick melting layer were one of the main reasons for the long-lasting freezing rains.The main reason for the snowstorms was that the positive vorticity over the Sichuan Basin propagated eastward to the coastal regions of eastern China.Abundant water vapor and intense updraft also favored the heavy snows.     

利用MODIS监测2008年初广西甘蔗的寒害冻害

在获取广西甘蔗种植空间分布遥感信息及结合大量田间调查的基础上,应用EOS/MODIS遥感数据资料对2008年初寒害冻害发生前、后及2007年同期的广西区域甘蔗NDVI值变化进行比较、分析,结果表明:应用EOS/MODIS遥感数据资料开展甘蔗寒害冻害监测具有重要意义。     

冻雨落区基本概念模型的研究与建立

利用MICAPS实时探空资料,将单站大气逆温转换成逆温水平分布区,实现了大气逆温水平分布的自动诊断分析;通过对大气逆温水平分布与冻雨落区关系的研究,提出了由大气逆温水平分布区、高空湿区、地面气温0℃线、逆温层极值点0℃线构成的冻雨落区的基本概念模型;根据基本概念模型研制出了冻雨落区的自动诊断分析方法。在对2008年初我国南方冰冻天气的检验中表现出较强的诊断分析能力,有较好的业务应用前景。     

云南2008年冰冻灾害评估

用1959—2006年和2008年云南东部48站的资料,对2008年1月14日至2月28日出现在云南造成重大经济损失和人员伤亡的冰冻灾害进行气温、降水等致灾因子的评估,并以冰冻天数为主,过程平均最低气温为辅构建了冰冻评估综合指数,基于模糊信息分配理论和右侧概率极值再现期技术方法对这次冰冻灾害进行了综合评估。结果表明,2008年云南东部平均最高气温比多年同期偏低4.7℃,打破了有气象记录以来的历史最低纪录,平均气温比多年同期偏低2.5℃,是有气象记录以来的历史次小值;阴天日数比多年同期偏多10.3 d,偏多90%,打破了有气象记录以来的最多纪录;降水日数比多年同期偏多8.7 d,偏多74%,是有气象记录以来的历史次多值;2008年1月14日至2月28日云南省出现的冰冻灾害强度指数值打破了有气象记录以来历史同期最大纪录,是同期100年一遇的特大冰冻灾害;冰冻灾害强度指数值是云南冬季有气象记录以来的历史次大值,是冬季50年一遇的特大冰冻灾害。     

2008年1月中国南部低温雨雪冰冻天气特征及其与东亚大气环流异常探讨

根据NCEP／NCAR提供的1968--1996年全球逐月、2008年1月全球逐日再分析资料以及中国气象局提供的降水资料,分析了2008年1月中国南部持续低温雨雪冰冻天气期间东亚地区中低空大气环流异常特征。结果表明,乌拉尔山阻塞高压和地面蒙古冷高压是这次灾害性天气重要的冷空气源地;700hPa异常偏强的低空西南风急流以及低空急流大风速中心随时间沿急流轴的传播为此次低温雨雪冰冻天气提供了充足的动量、热量和水汽;850hPa流场西太平洋上空异常东南风、印度洋上空异常西南风以及850hPa垂直速度场中国南部大陆异常上升气流,在很大程度上影响着2008年1月中国南部的天气;赤道辐合带、西太平洋副热带高压以及南支槽的异常,致使东亚上空不仅存在异常的南支槽前西风带水汽输送和西太平洋副热带高压西南侧东风带水汽输送,还存在异常的由印度洋经孟加拉湾向中国南方大陆的水汽输送。