Recent Progress in Dual-Polarization Radar Research and Applications in China

Dual-polarization(dual-pol)radar can measure additional parameters that provide more microphysical information of precipitation systems than those provided by conventional Doppler radar.The dual-pol parameters have been successfully utilized to investigate precipitation microphysics and improve radar quantitative precipitation estimation(QPE).The recent progress in dual-pol radar research and applications in China is summarized in four aspects.Firstly,the characteristics of several representative dual-pol radars are reviewed.Various approaches have been developed for radar data quality control,including calibration,attenuation correction,calculation of specific differential phase shift,and identification and removal of non-meteorological echoes.Using dual-pol radar measurements,the microphysical characteristics derived from raindrop size distribution retrieval,hydrometeor classification,and QPE is better understood in China.The limited number of studies in China that have sought to use dual-pol radar data to validate the microphysical parameterization and initialization of numerical models and assimilate dual-pol data into numerical models are summarized.The challenges of applying dual-pol data in numerical models and emerging technologies that may make significant impacts on the field of radar meteorology are discussed.     

燕山山地伊逊河下游河流阶地沉积物特征及古环境意义

河流沉积物蕴藏着其形成之时水动力条件及古气候变化等重要信息,因此研究河流相沉积物不仅可指示其沉积之时的水动力条件,还可对其反演的古气候进行一定的探索。伊逊河地处燕山东段,开展其下游河流相沉积物粒度、磁化率及形成年代的探讨,可为燕山山地河流相沉积物蕴藏的古环境意义研究提供参考。笔者等通过野外实地调查、光释光测年、粒度分析及磁化率实验对伊逊河下游三级阶地（T3）前缘剖面展开研究,初步确立了伊逊河下游T3的形成时间,大致为晚更新世晚期至全新世早期（13.14±0.76 ka BP至9.55±0.58 ka BP）,结合野外实测及实验数据分析发现此剖面可划分为11层,探讨了伊逊河在晚更新世晚期至全新世早期水动力条件的变化,厘定了伊逊河下游9次较为明显的水文事件,并提出新仙女木事件始末及全新世初期此剖面沉积物记录与多种气候变化指标和区域气候变化有较高的一致性,揭示了伊逊河下游河流阶地沉积物对气候变化的响应较为明显,研究结果为该地区古环境研究提供了基础地质依据。     

基于紧密堆积理论的低密度固井水泥浆设计

合理的颗粒级配是提高固井水泥环内部密实度、早期力学强度和界面胶结能力的关键。基于此,本文从几种典型的连续颗粒级配的紧密堆积理论中优选出DFE进行固井水泥浆体系设计,并通过大量实验首次确定了适宜G级油井水泥基深水固井水泥浆体系设计的n值最优范围：0.33~0.40。结合激光粒度分析仪实测结果,在粒径≤3.38 μm、3.38~70.70 μm、≥70.70 μm三个范围内依次采用纳米CaCO₃（nano CaCO₃,以下简称“NC”）、G级油井水泥和漂珠,并按DFE（n=0.33~0.40）体积分布曲线进行混配。在此基础上,提出一种密度为1.50 g/cm³的低成本低温早强三元固相级配水泥浆体系,并与漂珠二元固相水泥浆体系和NC二元固相水泥浆体系的性能进行对比。研究结果表明：该三元体系水泥石的抗压强度、抗折强度和二界面胶结强度相比于漂珠二元体系和NC二元体系分别提高了7%~21.1%、13.4%~51.9%和41.4%~122.2%。三元体系的固井水泥石在垂向上的最大密度差为0.022 g/cm³。基于DFE设计的三元体系具有良好的流变性、稳定性和力学性能。DFE对于多元固井水泥浆体系的设计和应用具有一定的指导意义,在保证低密度的前提下能够有效地提高固井水泥石的早期强度和综合性能。     

2013年夏秋季黄、渤海悬浮颗粒物及粒径分布特征研究

悬浮颗粒物及粒径是水质重要参数,其分布特征研究有助于加深对海洋生态环境的了解。利用2013年6月和2013年11月LISST-100观测数据,研究了黄、渤海区域悬浮物粒径和浓度的分布情况,浓度分布整体上呈现近岸高远岸低的状况,粒径分布呈现近岸细远岸粗的特征,季节分布特征明显;通过典型断面分析,悬浮物粒径和浓度随着水深变化明显,连续站数据分析结果表明大风对底层颗粒物的再悬浮作用显著,潮流对悬浮物的时空分布有着重要影响;水体衰减系数随着体积浓度变化明显;此外,还研究了悬浮颗粒物粒径Junge分布在黄、渤海区域的适用性。     

渤海湾西部表层沉积物粒度及黏土矿物特征分析

对渤海湾西部海域和西岸入海河流中76个表层沉积物样品进行粒度及黏土矿物分析,研究表明该区有3种沉积物类型,黏土质粉砂分布于整个研究区,约占表层样的90%,是研究区最主要的沉积物类型;研究区黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物组合为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石;渤海湾西部表层沉积物主要来源于海河等渤海湾西岸入海河流中的陆源碎屑物,滦河对研究区基本没有影响,黄河对研究区的影响变得比较小。对于研究渤海湾西岸的沉积特征及沉积物物源、了解陆地河流对于研究区海洋沉积环境的影响有着一定的科学意义。     

水动力对越南巴达棱湾表层沉积物和岸滩的影响

基于越南巴达棱湾2007年4月采集的42个表层沉积物样品及实测水文资料,分析越南巴达棱湾表层沉积物特征,并结合GSTA模型分析表层沉积物的运移趋势。结果表明:越南巴达棱湾表层沉积物以粗颗粒为主,在潮流和波浪的作用下呈中西部粗、东部细的分布特征;其西侧表层沉积物沿岸线自西南向湾内运移,中西近岸区沉积物垂直于岸线做离岸输移,在湾的东侧存在自东北向西南的运移趋势,并与从湾西运移过来的底沙相遇,形成运移辐聚区,并在余流的作用下,向西运移;"波浪掀沙,潮流输沙"是该地区表层沉积物输运的主要作用机制;在波浪的作用下,研究海域的海岸线处于侵蚀状态,有后退的趋势。     

深海采矿锰结核泵的试验研究

锰结核泵是深海采矿扬矿系统中的关键设备,为了研究泵结核矿浆工作性能,在实验室构建了一套高30 m、内径204 mm,可提供最大管网阻力2.5 MPa的泵矿浆性能试验系统,采用不同模拟结核粒径进行了泵矿浆工作特性试验。试验结果表明,锰结核泵基本上达到了预期设计指标,分析了模拟结核粒径d≤50 mm矿浆回流试验泵流道堵塞的原因,初步讨论了锰结核泵的环形格栅通道和泵流道问题,可作为我国中试多级锰结核泵的设计依据。     

Calibration of particle detectors for secondary cosmic rays using gamma-ray beams from thunderclouds

After observation of hundreds of Thunderstorm Ground Enhancements (TGEs) we measure energy spectra of particles originated in clouds and directed towards Earth. We use these “beams” for calibration of cosmic ray detectors located beneath the clouds at an altitude of 3200 m at Mount Aragats in Armenia. The calibrations of particle detectors with fluxes of TGE gamma rays are in good agreement with simulation results and allow estimation of the energy thresholds and efficiencies of numerous particle detectors used for studying galactic and solar cosmic rays.     

松嫩平原含水层沉积物特征及其对砷赋存态分布的影响

松嫩平原西部地区为中国砷中毒区域,含水层沉积物特征及砷赋存态对地下水砷迁移、转化的影响并不清楚。在对研究区高砷区与低砷区钻孔沉积物进行取样的基础上,运用激光粒度分析、Tessier五步提取法和Keon分步提取法分别确定了不同深度沉积物的粒度分布和不同赋存态砷含量,系统研究了沉积物的水力传导系数、不同赋存态砷的分布及其与高砷地下水形成的关系。结果表明:沉积物5种赋存态砷(包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁/锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态)中,铁/锰氧化物吸附态砷含量最高,并且砷含量与铁、锰含量呈明显正相关性;高砷区钻孔沉积物铁/锰氧化物吸附态砷质量分数为(1.18~6.11)×10-6,低砷区为(0.67~2.60)×10-6;高砷区钻孔沉积物以粉砂、黏土为主,水力传导系数介于0.004~0.027m·d-1,低砷区钻孔沉积物以细砂、中砂为主,水力传导系数介于0.005~0.2m·d-1;沉积物中粉砂或黏土含量越多,则沉积物颗粒越小,其水力传导系数越低,各赋存态砷含量越高,因此,高砷区低水力传导系数有利于还原环境的形成。通过地下水的循环,高砷含水层沉积物的淋滤作用和铁/锰氧化物的还原性溶解形成了研究区高砷地下水。     

Magnetic characteristics of surface sediments of Liaodong Bay,China

Analysis of magnetic properties of marine surface sediments has been gradually proved to be one of the effective means for researching the source of marine sediments. In this paper, samples from 39 sit...