卫星观测到的青藏高原雷电活动特征

利用TRMM卫星上携带的闪电探测系统获取的闪电定位资料首次对青藏高原上的闪电活动进行了研究。研究发现,青藏高原上的闪电活动呈现出大陆性气候特征,但是受其特殊地形的热力和动力特征所调制,高于93％的闪电活动发生于5—9月之间,并在夏季出现单一闪电活动峰值。随着地表加热和湿度的增加,闪电活动在5月份开始明显增加。较高的闪电密度发生在高原的中部,揭示了闪电活动与地形特征的相关性。63％的闪电活动发生于14：00—18：00(地方时,下同)之间,而只有＜3％的闪电发生于00：00—l0：00之间。闪电光辐射能的时平均值也呈现出明显的日变化,随着太阳的升起,闪电光辐射能在08：00开始增加,并在l0：00达到稳定的极大值,直到02：00开始明显减小。闪电的光辐射能在高原北部呈现最大值,高原西部呈现最小值。青藏高原上的闪电放电强度比其它地区弱得多,其差别归因于高原上较低的对流不稳定能量。     

Biogeochemistry of Major Redox Elements and Mercury in a Tropical Reservoir Lake (Petit Saut,French Guiana)

The hydroelectric reservoir of Petit Saut, French Guiana, was created in 1994–1995 by flooding 350 km² of tropical forest. When sampled in 1999, the lake exhibited a permanent stratification separating the 3–5 m thick, oxygenated epilimnion from the anoxic hypolimnion. The rate of anaerobic organic carbon mineralization below the oxycline was on the order of 1 μmol C m⁻² s⁻¹ and did not show a pronounced difference between wet and dry seasons. Methanogenesis accounted for 76–83% of anaerobic carbon mineralization, with lesser contributions of sulfate reduction and dissimilatory iron reduction. Upward mixing of reduced inorganic solutes explained 90% of the water column O ₂ demand during the dry season, while most O ₂ consumption during the wet season was coupled to aerobic respiration of organic matter synthesized in the surface waters. Inorganic mercury species represented 10–40% of total dissolved mercury in the epilimnion, but were of relatively minor importance (≤10%) in the anoxic portion of the water column. Net production of soluble organic mercury compounds in the flooded soils and anoxic water column did not vary significantly between wet and dry seasons. Methylmercury accounted for about 15% of total dissolved mercury below the oxycline. Its estimated net production rate, 0.04 mg m⁻² yr⁻¹, is of the same order of magnitude as values reported for contaminated lakes and flooded terrestrial ecosystems.     

Qualitative and Quantitative Characteristics of Modeled and Natural Oscillatory Zoning Patterns in Calcite

Four types of oscillatory zoning patterns (OZP) produced by a dynamic model are described qualitatively and quantitatively and displayed as simulated cathodoluminescence images. The behavior of the dynamic model was investigated in terms of the parameter θ, which is the ratio of diffusivities of Ca²⁺ and H₂CO₃, and in terms of the parameter γ, which is the product of θ and the ratio of concentrations of Ca²⁺ and H₂CO₃ far away from the crystal surface. Qualitatively, the dynamics of the model has been characterized by a stable focus, an unstable focus changing to a stable node or to a stable limit cycle, and by periodical behavior with constant amplitude. Quantitative characteristics, including amplitude of oscillations and duration of oscillations, change between the patterns. It is shown that the process of forming oscillatory zoning in calcite with conditions corresponding to periodical behavior with constant amplitude is very slow in comparison to other OZPs. The oscillatory zoning pattern in a natural calcite crystal is described qualitatively in terms of four general OZPs produced by the dynamic model.     

江西省电线积冰特征及温度层结分析

利用1970—2010年江西省16个气象站电线积冰监测资料和对应时段周边探空数据,将江西省分为赣北、赣中、赣南,分区合成分析江西省电线积冰特征和温度层结特征,主要结论如下:(1)江西省电线积冰日数逐年减少,90年代以后维持较低水平;(2)全省以雨凇型积冰为主,且赣北、赣中发生较为频繁;(3)赣北雨凇过后容易出现雾凇现象,造成持续电线积冰;(4)赣北、赣中雨凇型积冰温度层结符合"3层模型",融化层平均温度为1.5℃,800~900hPa为较强逆温层;赣南则类似于"1层模型",温度层结存在变化,但整层维持在0℃以下。     

莱州湾西北与山东半岛北部强海效应降雪个例分析

利用常规资料、NCEP再分析资料和加密自动站资料对2011年12月8日莱州湾西岸一次强海效应降雪过程进行了诊断分析。结果表明:此地的海效应降雪与山东半岛北部的海效应降雪都是在适宜的背景场、有利的海气温差及较强的低空冷平流等基本条件下发生的。但是具体到风场配置、海气温差强度、水汽分布及动力、热力条件等方面存在着差异。在这次过程中,900 hPa以上为西北风,以下维持持续的东北风,是造成此次强海效应降雪的主要原因。这种风场结构与半岛北部的高、低空均要求西北风不同。结合物理量场的诊断分析认为,莱州湾西岸的海效应降雪与山东半岛北部的同属于浅对流降雪。本次过程中900 hPa以下存在上升运动、水汽辐合中心、不稳定层结和大的海气温差,近地层的切变线触发了不稳定能量的释放。强降雪区出现在1000 hPa相当位温暖舌的区域,暖舌的位置与山东半岛北部发生强海效应降雪时的不同,前者在莱州湾,后者在半岛北部沿海。从云图上看,冷流低云在海面上表现为一条条顺气流方向的云线,云的个体呈细胞状,接近陆地时,由于海陆下垫面的差异使得云层加厚,云的走向发生偏转,降雪加大。     

河北唐山一次飑线过程的中尺度天气分析

利用常规观测资料、自动气象站资料及雷达资料,对2013年8月4日影响唐山的一次飑线过程进行了中尺度分析。结果表明:500 hPa高空槽是产生这次飑线的主要影响系统,地面中尺度辐合线是这次过程的触发机制;对流层中层干冷空气入侵与低层暖湿气流的辐合增强了大气层结的不稳定;低层辐合、高层辐散进一步加强了垂直运动的发展;中低层垂直风切变则有利于飑线的发展、加强和维持。雷达回波图上可识别出中低空的中尺度辐合线、弓形回波、逆风区等中小尺度结构特征,对于此类强对流性天气的预报具有实际指示意义。     

层化对东海大陆架潮流垂向结构的影响

利用ADCP对东海大陆架定点(26°30.052′N,122°35.998′E)连续观测6个多月的海流数据进行分析研究,结果表明:层化对该海域潮流的垂向结构有显著影响,层化导致潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在通过密度跃层时发生较大改变。9月份,东海大陆架存在较强的密度跃层,层化加强,海流流速、M2分潮潮流倾角和M2分潮潮流椭圆率在跃层深度以浅随深度显著增大,跃层处达最大,跃层以深随深度迅速减小;2月份,上层海洋混合较强,密度跃层强度最弱,潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在垂向上变化不大。     

多目标渔业资源科学调查的分层方案设计优化

渔业资源科学调查常用于收集高质量的生物学和生态学数据以进行渔业资源评估与管理。渔业资源调查设计优化十分必要,其有助于在经济有效的采样努力量下提高调查估计量的精度。对于估计单鱼种资源量指数和物种多样性指数为主的多目标渔业资源调查设计,本研究应用模拟方法评价和优化了分层随机采样设计的分层方案。在不同月份,对于不同调查目标,分别比较了不同分层方案设计的表现。对于大多数指标,与简单随机采样设计相比,分层方案设计可以提高调查估计量的精度。目前采用的具有5层的分层随机采样设计表现最好。通过分层方案设计可以补偿由于采样努力量降低造成的估计量精度的下降,采样努力量的减少有助于降低调查成本、减轻调查拖网对于种群数量较低鱼种的不利影响。本研究表明对于不同的调查目标,最优化的分层方案设计不同。调查后分析有助于改善渔业资源调查的分层方案设计。     

江苏地区两次强飑线天气过程的特征分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料、自动气象站加密观测及多普勒雷达资料,对2006年4月28日和2009年6月14日发生在江苏及周边地区的两次典型飑线过程进行了对比分析.结果表明,两次过程发生前期,对流层低层伴有明显的暖平流,中高层出现冷平流,促进了该地区大气层结不稳定的形成和发展;在飑线移动发展过程中,地面风场中对应一条清晰的辐合线,对飑线的触发和维持起着重要的作用.两次过程中环境场的热动力结构存在明显差异:就热力条件而言,前者发生在春季,冷空气势力依然较强,对流层低层的暖平流是大气层结不稳定发展的主要原因之一,后者发生在暖湿气流相对活跃的夏季,中高层冷空气的侵袭更值得关注;动力条件分析表明,前者低层辐合抬升条件明显好于后者,而后者的热力条件占优势,一旦对流启动,更容易发展.     

大气层结和海气交换作用影响的海面风剖面研究

风速剖面是各类工程结构抗风设计的关键参数。为了准确估算近海各类工程建筑结构承受的风荷载作用,通过在对数风剖面中引入大气稳定度函数和拖曳系数来刻画大气层结和海气交换作用对近海风速剖面的影响并建立相应的模型,最后利用强台风“黑格比”(0814号)的实测数据对模型进行了验证。研究结果表明:大气层结和海气交换作用对台风“黑格比”风速剖面有一定的影响,考虑大气层结和海气交换作用的风速剖面较对数剖面更能准确描述台风过程的风速剖面特征。