洞庭湖区域雷暴大风分型及预报分析研究

使用S波段双偏振天气雷达资料,对2021年5月15日洞庭湖区一次强对流过程的多单体风暴阶段和飑线阶段分阶段进行了分析,并重点对前阶段的超级单体风暴I2进行了分时段分析,结果表明：(1) I2初始发展时段,水平反射率因子(Z_H)＞55 dBz区域、差分反射率因子(Z_DR)柱(＞2.5 dB)扩展至湿球零度层WBZ高度,对应区域差分相移率(K_DP)较大(＞1.7 °·km^-1)、相关系数CC在0.9~0.99,说明该时段降水相态是以夹杂着大雨滴的水凝物为主。(2) I2冰雹碰并增长时段,Z_H强度和发展高度急速增长,垂直液态水含量VIL出现明显跃增,Z_H强中心(＞60 dBz区域)扩展至-10℃高度以上,对应的Z_DR降至低于0,Z_DR柱(＞2.5 dB)扩展至-10℃高度;CC下降、K_DP出现“空洞”,说明该时段降水以固态粒子为主,且处于增大时段。(3) I2成熟降雹时段,Z_H强中心(＞60 dBz)底部降至WBZ高度以下、CC局部低至0.8、对应区域存在Z_DR负值区、K_DP空洞,说明冰雹下落的拖曳作用削弱上升气流的强度,预示冰雹即将落地。(4)飑线阶段和多单体风暴阶段不同,飑线阶段K_DP值异常偏大、Z_DR大于1。(5)飑线阶段的极端大风发生前,55 dBz强回波、27 m·s^-1速度大值区扩展至1 km以下,强回波区域K_DP明显偏大,与强下沉气流相对应。另外,高空降水粒子在下降过程中融化导致的强降水拖曳作用加剧了极端大风的产生。

     

西安一次短时暴雨的双偏振雷达特征

利用高空、地面气象观测资料和相控阵双偏振天气雷达探测资料,对2022年7月15日夜间发生在西安地区一次短时暴雨天气过程进行分析。结果表明：(1)短波槽东移、中低层切变线和地面辐合线是此次短时暴雨的主要影响系统。(2)强降水回波为快速移动的带状和和片状强回波,均以积状云降水回波为主,50 dBz以上的强回波上升到7 km高度,为大陆型对流降水。速度图上有中尺度辐合区,有利于强降水的加强及维持。(3)强降水期间差分反射率因子(ZDR)值为1.5～2.8 dB,差分传播相移率(KDP)值为1.0～9.0(°)/km,且在强回波前沿KDP集中在2～7(°)/km,说明雨滴直径大且数密度相当大。当KDP维持在2.8(°)/km时,1 min降水量将达到1 mm以上。     

非差模型与双差模型的定位精度比较

为了分析高精度GNSS数据处理中常用的双差模型和非差模型定位性能的差异,选取ITRF核心站组成长度不同但相对位置长期不变的基线,对2013年全年的有效数据分别采用两种模型进行解算,分析两者的相对坐标差异。结果表明:全年数据的非差解与双差解相对坐标的三维偏差序列的标准差达到8.2 mm,非差解与双差解存在定位偏差;非差解的相对坐标全年数据时间序列的平均标准差是(5.6,4.5,5.4) mm,而双差解是(3.4,3.1,4.0) mm,双差模型的解算精度和稳定性整体优于非差模型;随基线的增长,双差模型的差异呈现累积性,而非差模型的差异基本无变化,如42 m超短基线STJ2-STJO非差解和双差解全年数据的标准差分别为(6.2,4.8,5.7) mm和(3.0,2.9,3.0) mm,而487 km长基线HERS-WSRT则是(5.7,4.5,5.4) mm和(4.7,2.8,4.7) mm。     

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR-88D雷达数据对比分析

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR 88D雷达型号不同,并且采用不同的双偏振技术升级方案,实际业务运行中2部雷达存在一定的数据偏差。为了对雷达的探测性能进行定量评估,在共同探测区域遴选2022年7—9月及2023年6月共30个过程3933个时次数据,以稳定性降水与对流性降水分类并按强度分级进行对比,评估了反射率因子ZH,差分反射率ZDR,相关系数CC和差分传播相移ΦDP的水平分布特征及随方位变化趋势,雷达灵敏度随仰角变化趋势以及ZH和ZDR偏差的定量统计。结果表明：2部雷达ZH的观测结果接近,青浦CINRAD/SAD雷达的ZH,CC和ΦDP受地物及避雷针影响较大,随方位变化不稳定,青浦CINRAD/SAD雷达在低层的非气象回波滤除效果较南汇WSR 88D雷达差。2部雷达ZH和ZDR的偏差在ZH大于40 dBz的区域较大,ZH平均偏差为0.9 dB,ZDR为-0.14 dB。本文基于台风、冰雹、短时强降水和梅雨降水数据,定量化评估了上海2部S波段双偏振天气雷达数据之间的差异,为后续算法改进以及数据订正提供参考。     

利用SEM照片获取土的孔隙结构参数

以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.      

雨滴谱数据在S波段双偏振天气雷达数据质量评估中的应用

结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴谱法与传统的微雨滴法均能有效监测由雷达系统误差导致的观测偏差,且评估结果十分接近;不满足微雨条件时,雨滴谱法评估的不同类型降水过程的雷达数据质量与满足微雨条件下的评估结果十分接近,客观证明了系统调整后雷达运行良好、数据质量稳定;不同雨强(R)情况下,雨滴谱法的评估结果具有一致性。10 mm·h^-1≤R<20 mm·h^-1时,雷达观测的数据质量最为稳定。该雨滴谱法适用范围广,可动态评估双偏振雷达偏振参量质量,有助于雷达调整和数据校正。     

莺歌海盆地超压体系的成因及与油气的关系

莺歌海盆地独特的地质进程形成多套泥源层,泥源岩的压实与排液不均衡导致盆地内存在大规模的超压体系,大量的生烃及水热增压使盆地内超压进一步加剧。底辟作用将超压传递至浅层,使超压体系的分布在不同深度和不同构造带中的差异均较大。在中央底辟带,由于泥-流体底辟活动极强,突破的地层多,超压顶面埋深很浅;超压的释放不仅仅是孔隙流体的逸散,更重要的是烃源(主要是泥源层)所生成的油和气作为热流体的一部分,伴随热流体向上突破、运移到浅部分异、逸散和聚集形成气藏。     

福建省南安市废弃矿山土地利用适宜性评价

通过对福建省南安市废弃矿山及周边环境进行野外实地调查,以资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价(简称"双评价")成果为基础,根据矿山开发占地类型对废弃矿山土地进行分类。挖损的土地根据"木桶原理"判别出短板因子并建立评价模型,压占的土地根据周边环境以"宜农则农、宜林则林、宜园则园、宜建则建"的原则再利用,分别评价南安市废弃矿山土地农业发展和城镇建设的适宜方向。评价结果表明:南安市宜作为城镇建设的废弃矿山图斑有513处,可利用土地面积14.95 km2;宜作为农业发展的废弃矿山图斑有451处,可利用土地面积15.17 km2,后期可根据政府规划投入使用。     

湘中地区邵阳凹陷二叠系页岩储集物性特征研究

基于全岩、粘土矿物X射线衍射、低温氮气吸附实验等手段,结合有机地球化学等参数对邵阳凹陷二叠系页岩储层物性特征进行了深入的研究,并探讨了页岩储集物性的控制因素.分析结果表明:1)页岩矿物成分中普遍具较高的脆性矿物含量,这能提高页岩孔隙度,并有利于储层开发过程中的压裂,然而相对低的粘土矿物含量可能会降低页岩储层吸附性;2)页岩孔隙大小以微孔、中孔为主,两者贡献了绝大部分的比表面积、总孔体积,仅存在的少量大孔对于比表面积与总孔体积的影响较小.孔隙形态普遍为具平行板壁的狭缝形,且开放性良好.3)有机碳含量与粘土矿物含量是页岩比表面积、总孔体积的主要控制因素,平均孔径的分布特征与比表面积、总孔体积之间呈现一定反相关性,即越小平均孔径的页岩,能够提供的比表面积与总孔体积越大.热演化程度对于页岩孔隙发育的影响具正反两面性,在相关性分析并没有发现它们之间具明显的规律性.     

双粒子联合冲击破岩仿真研究

单粒子冲击破岩与粒子冲击钻井的真实工况有一定的差异,因此,需要研究多粒子联合冲击破岩的规律。在双粒子联合冲击破岩条件下,利用LS-DYNA的参数化设计语言,采用无量纲化分析方法,选择粒子间距、直径、初速度和入射角度为设计变量,建立了它们与岩石破碎体积和侵入深度之间的关系,并绘制了它们之间的变化关系曲线图。进一步分析这些曲线图的变化规律后发现：间距为0.25个左右的基准直径、粒子直径取0.8~1个基准直径、冲击初速度取每秒32 000~40 000个基准直径、入射角度为0°~40°,粒子冲击破碎岩石效果达到最佳或接近最佳。这些结果可以作为深入研究多粒子联合冲击破岩的参考依据。