Simulation of the Microphysical Processes and Effect of Latent Heat on a Heavy Rainfall Event in Beijing

An extraordinary rainstorm that occurred in Beijing on 21 July 2012 was simulated using the Weather Research and Forecasting model. The results showed that：（1） The two precipitation phases were based on a combination of cold cloud processes and warm cloud processes. The accumulated conversion amount and conversion rate of microphysical processes in the warm-area phase were all much larger than those in the cold front phase.（2） 72.6% of rainwater was from the warm-area phase. Rainwater mainly came from the melting of graupel and the melting of snow, while the accretion of cloud water by rain ranked second.（3） The net heating rate with height appeared as an overall warming with two strong heating centers in the lower and middle layers of the troposphere and a minimum heating center around the melting layer. The net heating effect in the warm-area phase was stronger than that in the cold front phase.（4） Warm cloud processes contributed most to latent heat release, and the thermal effect of cold cloud processes on the storm in the cold front phase was enhanced compared to that in the warm-area phase.（5） The melting of graupel and snow contributed most to latent heat absorption, and the effect of the evaporation of rainwater was significantly reduced in the cold front phase.     

伴生氟资源急需新矿种“户口”

正氟资源是重要的化工原料、非金属矿产。在我国已发现的172种矿产中,与氟有关的矿种只有萤石一种。伴生氟在目前的矿产资源管理制度中还没有"户口"。而磷矿中伴生氟是最具利用价值的氟资源之一,目前伴生氟资源已经在贵州等地得到开发利用。开发利用伴生氟资源既具有重要的资源意义,又具有重要的经济意义和环境意义。把伴生氟资源作为一种新的矿种进行管理,有利于促进氟资源的开发利用与产业发展,对推动磷化工清洁生产和高端     

2003年3月北大西洋上两个爆发性气旋的“吞并”过程及发展机制分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的0.125(°)×0.125(°)的ERA-Interim再分析资料、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提供的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)可见光云图、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的GOES-EAST红外卫星云图等资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)数值模式的模拟结果,对2003年3月北大西洋上一个爆发性气旋B“吞并”另一个气旋A后快速发展机制进行了分析。气旋A和B均生成于美国东部,气旋A于2003年3月5日06 UTC生成,气旋B于6日00 UTC生成,且比气旋A向东北方向移动得更快,7日18 UTC达到最大加深率3.27 hPa·h^-1。在北大西洋中部地区,从8日00 UTC开始,气旋B吞并气旋A后形成气旋C,8日12 UTC气旋C中心气压达到最低值938.3 hPa。高空急流、低空水汽输送和潜热释放为气旋A和气旋B的快速发展提供了有利的环流背景场。气旋B吞并气旋A的过程经历三个阶段:前期阶段、吞并阶段、完成阶段。利用WRF模式模拟结果的分析表明,气旋A和B之间建立水汽输运通道,水汽从气旋A向气旋B输送。气旋B吞并气旋A后形成气旋C快速发展的主要原因是暖平流的作用。     

米氏凯伦藻胞内多聚磷酸盐对环境磷变化的响应研究

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)赤潮常发生在磷限制海域,且能长时间维持,可能具有独特的胞内磷储库利用能力和机制,但相关认识很少.因此,论文通过研究不同磷浓度对米氏凯伦藻的生长和生理特征的影响,重点分析了胞内多聚磷酸盐(polyP)对环境不同磷含量的响应变化,初步阐明胞内磷储库对米氏凯伦藻生长和维持的作用...     

长周期潮汐与全球地震能量释放

采用1850-2012年期间USGS全球M≥5.0地震目录资料,构成全球地震能量-时间序列,进行小波变换和准周期分析. 结果表明,全球地震能量释放的时间序列存在9年、19年和45年的3个准周期,其中,45年准周期最为突出. 结合起潮力周期的物理背景,对长周期潮汐起潮力与地震能量释放准周期的关系进行了探讨,没有发现全球地震活动的能量释放与潮汐短周期相关的准周期.     

新的地震断层模型显示“稳定”断层可能是大规模地震的关键诱因

2013年1月9日,Nature发表有关地震发生机理及断层行为的文章,文章认为:引发大规模地震最关键的因素在于"稳定"断层,而非活动断层。这一观点颠覆了"活动断层是导致地震发生的直接原因"的传统观点。在地震发生时,地面运动是断层两盘相对快速移动或滑动释放能量的结果,其相对运动的平均速度约为每秒3英尺(约0.91m)。并非所有的断层移动都如此之快,有些断层运动表现为缓慢滑移即蠕变,通常被认为是稳定的。一般认为,断层的这种蠕变是持续的,并且不利于产生快速滑动而引发地震。但新的断层运动模拟显示上述常识可能并不正确。     

微生物对杜塘水库沉积物氮元素释放的影响

本研究以杜塘水库大坝断面沉积物为对象,通过对上覆水-沉积物界面的好氧／厌氧连续培养模拟试验,比较灭菌与非灭菌条件下,上覆水中氨氮和硝酸盐氮的浓度变化以及沉积物中氨氮和总氮质量分数的变化,并分析培养前后沉积物中与氮循环相关微生物的变化,研究微生物对氮释放的影响．结果表明,灭菌组沉积物氨氮和硝酸盐主要通过上覆水-沉积物浓度梯度作用力进行扩散释放,较快达到平衡;而未灭菌组氨氮和硝酸盐的释放受溶解氧浓度影响,缺氧环境在微生物的作用下会促进反硝化作用以及氨氮的释放,沉积物中含有10^4CFU／g的氨化细菌和反硝化细菌,暗示着沉积物中微生物作用下的氨化作用和反硝化作用较为激烈．     

主编手记

我国古代,常会在秋天兴兵起武,既不违农时,亦不伤民力,因此留下"多事之秋"这样一词。时至今日,这个词仍释放着它的"魔力",秋天一到,总是一边收获,一边解决积攒了大半年的各种棘手事务。     

开挖模拟在数值流形方法中的实现

针对数值流形方法特有的覆盖剖分方式,提出了一种模拟岩土工程中开挖过程的算法。该算法采取某种措施,在覆盖剖分过程中将开挖面视为特殊的不连续面,这种不连续面将其所在的数学网格剖分成不同的流形单元,但却不对所在的数学覆盖作剖分。这样,开挖面两侧虽分属不同的流形单元,但开挖面两侧同一数学网格内的流形单元却具有相同的物理覆盖。采用该算法,无需对开挖面处的单元进行特殊处理,可在整个分析域采用统一的网格形式;同时,打破了原有数值流形方法的限制,将开挖面的位置完全当作连续介质来处理,避免了因将其视为不连续面而产生的误差。验证了算法的可靠性后,将其应用于某假想隧道的开挖模拟,计算结果表明该算法具有一定的应用前景。     

地下咸水储能回灌含水层胶体释放动力学与渗透性变异

为了揭示天津滨海地区咸水储能回灌过程中含水层渗透性变化的机制,采用室内土柱试验的方法研究不同温度下咸水储能回灌过程中含水层胶体的释放量、释放速率以及胶体释放对含水层渗透性的影响,同时探讨了胶体释放过程中Ca2+的变化特征。研究结果表明,咸水储能回灌过程中含水层胶体释放是脉冲式的,表现为突然增加,然后缓慢降低,大约20个孔隙体积为一个周期;胶体累积释放量随着孔隙体积数的增加而增加;胶体释放量与孔隙体积数为分段函数,不同阶段胶体累积释放量增长幅度和释放速率发生变化。胶体释放过程中含水层的渗透系数随着孔隙体积数的增加呈“S”型曲线;0℃、10℃和20℃情况下咸水含水层渗透系数分别增加了4.02倍、12.21倍和6.63倍;不同温度下虽然含水层渗透系数开始有差异,但60个孔隙体积数后渗透系数均接近15 cm/d左右。胶体释放过程中也存在着Ca2+-K+、Na+ 阳离子交换作用,不同的温度下这种交换作用动态特征不同。