伊犁河谷汛期一场短时强降水雨滴谱特征分析

利用常规地面、高空资料、新一代天气雷达资料、雨滴谱资料,对2012年8月3日发生在伊犁河谷的一次较大范围暴雨的天气背景、雷达回波特征和降雨微物理特征等进行深入分析。结果表明,200hPa西西伯利亚西风槽、500hPa中亚低涡和地面冷锋是这次强降雨过程的主要影响系统。河谷喇叭口地形对气流的机械挤压、东高西低地形对对流的触发、地形强迫抬升对对流和降水的增强具有重要影响。这场降水过程属于积层混合云降水,其中大面积的层状云中嵌有多个对流云团,这些云团连接在一起就构成了对流性雨带,通过对暴雨雨滴谱演变分析得出,这次暴雨主要降水由对流性云团造成,对流云团微物理结构存在明显的不均匀性,其中存在多个强降水中心,其水平尺度多维持在10km左右,持续时间维持在5分钟到10分钟之内,降水集中且雨滴数浓度较高,一般在1000m-1个以上,雨滴谱宽及分布差异很大,小于1mm粒子数浓度很高,对雨强的贡献占两成以上。     

长江口徐六泾悬浮细颗粒泥沙絮凝体特性

2003年6月14日-22日, 利用现场激光粒度仪LISST-100在不扰动颗粒物的情况下, 于长江口徐六泾定点连续观测了洪季大、小潮表层粘性悬浮细颗粒泥沙絮凝体的实有粒径、体积浓度, 配合OBS-3A现场测量的悬沙浓度计算了现场絮凝体的有效密度和静水沉速.观测结果显示, 徐六泾大、小潮表层絮凝体体积浓度、粒径、有效密度和静水沉速的平均值分别为98.0 μl/L、39.8 μm、1173 kg/m^3、1.14 mm/s和70.8 μl/L、64.4 μm、919 kg/m^3、2.32 mm/s.研究表明： ①长江口徐六泾表层絮凝体体积浓度主要受水流流速影响, 再悬浮现象明显, 体积浓度过程线滞后流速过程线, 落潮期间滞后10-30 min, 涨潮则滞后30-50 min; ②小于一定流速时絮凝体平均粒径随流速增大而增大, 大于一定流速时絮凝体平均粒径则随流速增大而减小, 徐六泾大、小潮表层絮凝体在50 cm/s的垂线平均流速时出现平均粒径与垂线平均流速关系的转折; ③徐六泾大、小潮表层絮凝体平均粒径在体积浓度75 μl/L时出现平均粒径与体积浓度关系的转折, 体积浓度小于75 μl/L时粒径随体积浓度增加而增大, 超过75 μl/L时粒径随体积浓度的增加变化不明显; ④絮凝体有效密度由粒径大小控制, 粒径大, 有效密度小, 反之亦然, 粒径和有效密度共同决定絮凝体静水沉速, 有效密度和沉速与平均粒径之间均存在良好的幂指数关系.     

长江口外缺氧区沉积物中元素分布的氧化还原环境效应

对取自长江口外缺氧区及其邻近海域表层沉积物样品进行了粒度组成和元素(主要包括氧化还原敏感性元素和亲碎屑元素)丰度的分析与测试,对长江口外缺氧区缺氧环境对元素分布的影响进行了探讨,提出了长江口外缺氧区沉积物中氧化还原敏感性元素(Redox sensitive elements,简称RSE)分布的氧化还原环境效应。亲碎屑元素丰度的分布显示出明显的粒控效应,而氧化还原敏感元素的分布受粒度效应的制约很弱,主要受离岸缺氧区还原环境的制约,具有在缺氧区富集的特点。缺氧环境对RSE分布的影响超过了元素的粒控效应,从而使研究区RSE的分布呈现出典型的氧化还原环境效应。     

温度对不同大小墨西哥湾扇贝生长的影响

在8—32℃实验室控温范围内以2℃为梯度,以壳高及体重增长作为观察指标,研究3个规格墨西哥湾扇贝Argopecten irradians concentricus的适宜、较适宜及最适宜生长温度。研究结果表明,小苗(壳高6.2mm,体重48.3mg)、中苗(壳高18.1mm,体重1191.1mg)、大苗(壳高30.7mm,体重5809.9mg)在8—32℃水温下均能生长,但在水温8及32℃,3种规格增长率均较低;适宜生长温度分别为小苗11.2—31.1℃、中苗9.8—31.8℃、大苗9.8—32.4℃;较适宜生长温度分别为小苗18.1—29.4℃、中苗18.5—29.4℃、大苗16.9—30.4℃;3种苗随规格增大,适温范围扩大(p<0.01);最适生长温度3种苗均为24—28.0℃,其范围向高温端漂移;在水温为8℃时,3种苗存活率均达到97.0%以上,水温在32℃时则小苗为47.0%、中苗为67.5%、大苗为76.0%,表现出3种苗对低温有更强的忍耐力,大苗对高温有更强的适应性。     

Development of FBMINC model for particle diffusion in fluids

An accurate particle tracking method using FBMINC （new fractional Brownian motion） is outlined. It generates non-Fickian diffusion rather than Fickian diffusion as traditional particle tracking model does. The FBMINC model is based on fractional Brownian motion （fl3m） which is generalization of regular Brownian motion. The two models of fBms （FBM model and FBMINC model） were explored and the differences of the two models are compared from the three aspects： the standard deviation of each step, the small memory and the effect of the number of particles in the cloud. The results show the FBMINC model is a better model as it produces more accurate statistics. The effect of simple shear dispersion for both Brownian and fBm was investigated. The power law scaling of fBm shear dispersion was correctly identified. In addition, a scaling coettieient was found numerically. The FBMINC model is then used for producing both superdiffusive and subdiffusive particle paths, therefore, the non-Fickian diffusion of soil particle clouds can be modelled. The particle clouds represent soil contaminant are released in an idealised coastal bay and the fBm particle tracking method is used for simulation the particle cloud spreading in the bay. There is a noticeable increase in the spreading rate of the cloud. In addition, owning to the spreading rate of the cloud, a noticeable part of it has escaped the bay area and transported downstream. The variation of the Hurst exponent can lead to an area of the flow being affected by a contaminant cloud which is not picked up by the regular Brownian motion models. The purpose of this paper is to bring soil transport engineers a new angle on soil particle transport research in fluids. Using FBM1NC particle tracking model allows more flexibility in simulation of diffusion in soil contaminant spread in coastal bay or ocean surface.     

地球磁层顶磁场重联的动力学过程

用三维可压缩MHD数值模拟研究了在磁场重联过程中电子压力梯度项的效应研究结果发现在较高等离子体β,较小离子惯性尺度条件下,广义欧姆定理中压力梯度项在重联过程的作用不可忽略.在磁重联过程中,压力梯度项虽然没有明显改变磁场拓扑结构和重联速度,但它使电子和离子速度明显增大.由于在离子惯性尺度下,离子和电子运动解耦,电子是电流的主要载流子,所以场向电流也增大,并导致核心磁场明显增大.考虑到场向电流是磁层电离层耦合的一个重要因素,所以电子压力梯度项的引入加强了行星际磁场南向期间磁层电离层的耦合.电子压力梯度项还在重联区激发了波动,该波动可向重联区外传播.     

青藏高原羌塘南部冰海杂砾岩的成因与物源——以冈玛错地区为例

青藏高原及其邻区石炭纪—二叠纪地层中广泛分布的漂砾层、杂砾岩、含砾板岩等是一套特殊的冰海相沉积岩,称为冰海杂砾岩,前人已对它的成因环境做了初步的研究,但没有获得统一的结论。本次以青藏高原羌塘南部冈玛错地区冰海杂砾岩的砾石为研究对象,观察它们的野外特征和镜下特点,并对与冰海杂砾岩互层产出的石英砂岩做了粒度分析。结果表明,冰海杂砾岩是在冈瓦纳大陆冰川呈消融状的情况下,冰阀搬运沉积的产物。通过碎屑锆石和岩性对比,初步认为冰海杂砾岩的物源为冈瓦纳大陆,并简单论述了冰海杂砾岩各类砾石的可能来源。以上研究成果为探讨冈瓦纳大陆的沉积环境提供了依据。     

暴雨和中尺度气象学问题

目前人们对超级单体云团降水回波结构的认知仍有限。本文采用GPM (Global Precipitation Measurement) 卫星搭载的测雨雷达DPR (Dual-frequency Precipitation Radar)和微波成像仪GMI (GPM Microwave Imager)的探测结果,结合FY-4A静止卫星多通道扫描成像辐射计(AGRI)的热红外10.8 μm通道观测结果、探空站的温湿风观测结果及欧洲天气预报中心再分析数据,利用雷达回波剖面和回波反射率因子概率密度随高度分布的方法,分析了2018年5月重庆地区超级单体云团的降水结构特征。结果表明：该超级单体云团由西北向东南运动的冷空气与暖湿空气交汇而引发;超级单体云团内存在对流降水和层状降水等次尺度系统;强降水区位于云贵高原与四川盆地交界处至盆地的西南部;超级单体暴雨云中冰相粒子多;对流降水的回波顶高度超过12 km,且最大回波强度多数位于地面上空4-5 km;对流降水比层状降水拥有更高的降水粒子浓度,而粒子大小却小于后者;对流降水的粒子尺度随着高度下降而明显增大,反映了其明显碰并增长过程。

     

登州浅滩海域表层沉积物分布特征

依据2010年在登州浅滩海域采集的沉积物样品资料,划分了研究区表层沉积物的分布类型,分析了登州浅滩海域沉积物的分布特征和粒度参数变化规律,在此基础上初步探讨了沉积物分布的影响因素。研究结果表明,登州浅滩海域表层沉积物主要包括砾石、砾砂、粗砂、中粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、黏土质粉砂、粉砂质黏土等11种类型;浅滩沉积物以中粗砂为主,水道东侧以砾砂为主,西侧主要成分为黏土质粉砂;沉积物粒径具有自南向北由细变粗再变细,自东向西由粗变细的趋势;区域表层沉积物的分布格局与水动力环境相适应。