过去2000年亚澳夏季风降水百年际变化特征及成因的模拟研究

利用地球系统模式(CESM)开展过去2000年气候模拟试验,在利用观测资料、再分析资料对模拟资料进行检验的基础上,探讨百年时间尺度上亚澳夏季风降水的时、空变化特征及其成因,对于认识百年尺度气候变化规律、定量区分自然因子和人类活动对亚澳夏季风的影响具有重要意义。结果表明:过去2000年亚澳夏季风降水和温度的波动较为一致,暖期降水多,冷期降水少。两者相关系数为0.83,达到99%置信度。此外,亚澳夏季风降水存在105、130、180 a的百年尺度周期。亚澳夏季风降水经验正交函数分解第一模态在印度洋北部呈南北反向的分布型态,在东亚地区呈负、正、负的分布型态;第二模态在印度洋北部呈正、负、正的分布型态,在东亚地区呈全区一致型的分布型态。经验正交函数分解第一特征向量和第二特征向量的正、负值中心大多出现在印度洋北部地区,南北呈不对称分布。亚澳夏季风降水的105 a周期主要受火山活动和土地利用/覆盖的影响,130 a周期主要受太阳辐射、气候系统内部变率的影响,180 a周期主要受火山活动的影响。从经验正交函数分解第一特征向量来看,整个亚澳夏季风降水主要受土地利用/覆盖、太阳辐射的影响;第二特征向量表...     

一次积-层混合云系垂直结构和降水机制的飞机观测资料分析与数值模拟

积-层混合云是影响北京地区的重要降水云系,运用飞机探测资料结合中尺度数值模式WRF,对2014年9月23日发生在北京地区的一次积-层混合云系的垂直结构和降水机制进行了探测资料分析和数值模拟研究。通过分析云系的雷达回波演变,发现云中的对流泡没有出现爆发式增长,回波在垂直方向上增长不明显,此次过程属于积-层水平混合型云系降水。飞机探测资料分析显示,上、下午探测云系的液态水含量都不高(最大低于1 g/m³);在云系不同高度,飞机探测到的冰晶形状主要有板状、针柱状、辐枝状和不规则状,由于云中过冷水含量相对较低,聚合冰晶的数量明显多于凇附冰晶,冰晶的聚合是云中粒子增长的主要过程。对模拟云系垂直微物理结构和降水粒子的源、汇项分析得到:高层,由凝华产生的冰晶和雪晶在过冷水含量较低的环境中不断聚并、长大并下落,云系中霰的含量很低,增大的冰晶和雪晶下落至0℃层附近融化是产生地面降水的主要机制。此外,融化层附近,雨滴捕获云滴不断长大并下降至地面也是地面降水的另一个重要来源。     

Homogenization of the Daily Land Surface Temperature over the Mainland of China from 1960 through 2017

Land surface temperature(LST) is one of the most important factors in the land-atmosphere interaction process. Raw measured LSTs may contain biases due to instrument replacement, changes in recording procedures, and other non-climatic factors. This study attempts to reduce the above biases in raw daily measurements and achieves a homogenized daily LST dataset over China using 2360 stations from 1960 through 2017. The high-quality land surface air temperature(LSAT)dataset is used to correct the LST warming biases especially evident during cold months in regions north of 40°N due to the replacement of observation instruments around 2004. Subsequently, the Multiple Analysis of Series for Homogenization(MASH) method is adopted to detect and then adjust the daily observed LST records. In total, 3.68 × 103 effective breakpoints in 1.65 × 106 monthly records(about 20%) are detected. A large number of these effective breakpoints are located over large parts of the Sichuan Basin and southern China. After the MASH procedure, LSTs at more than 80% of the breakpoints are adjusted within +/– 0.5°C, and of the remaining breakpoints, only 10% are adjusted over 1.5°C.Compared to the raw LST dataset over the whole domain, the homogenization significantly reduces the mean LST magnitude and its interannual variability as well as its linear trend at most stations. Finally, we perform preliminary analysis upon the homogenized LST and find that the annual mean LST averaged across China shows a significant warming trend [0.22°C(10 yr)–1]. The homogenized LST dataset can be further adapted for a variety of applications(e.g.,model evaluation and extreme event characterization).     

江宁台多孔垂向地电阻率观测试验

为了提高地电阻率观测抑制地铁干扰的能力,江宁台新建了多孔垂向地电阻率观测。在观测中探讨完善了装置系数计算方法,解决了缺数问题,并通过比较同测区井下和垂向地电阻率观测数据,得出如下结论:(1)垂向观测由于布极方式较为特殊,其年变化幅度大于井下地电阻率观测同等极距;(2)与井下地电阻率观测相比,垂向地电阻率观测信噪比更高,具备更好的抗地铁干扰能力,以期为地电观测抗干扰的方法和技术应用提供基础;(3)垂向地电阻率观测建设中,可能需要重视电极的位置固定。     

一种用于海洋综合观测浮标的多种通信方式集成系统

为了优化海洋综合观测浮标的通信系统,设计了一种通信方式集成系统,将多种通信模块进行集成管理,并在每个数据发送周期进行通信信号检测,经过比较选择最优的通信方式进行数据传输。该系统具有采集数据完整、数据冗余小、运行功耗低等优点,有效增强了浮标的通信能力,完善了原有通信系统的功能,并且后期还具备较强的可扩展性功能,如浮标舱内环境监测和独立定位等,进一步增强浮标的安全性。该系统已经完成12个月的海上试运行,系统运行稳定,功能达到预期,可满足海洋综合观测浮标对多种通信方式进行优化管理的需求。     

吉林省龙岗火山群南龙湾第四纪火山碎屑颗粒特征研究

爆炸性火山喷发形成的碎屑颗粒的粒度、分选性、表面结构和内部结构等特征与火山喷发的机制、岩浆与水作用的程度、搬运过程等有着重要的联系。本文以此为线索,研究了龙岗火山群南龙湾火山的一个剖面,以探讨其喷发类型和特征。在该剖面上采集了不同层位火山碎屑颗粒样品,然后进行显微形貌观测、粒度分析和扫描电镜形貌观测。显微镜下观测表明,射汽爆发、射汽岩浆爆发和岩浆爆发的碎屑颗粒具有不同的成分和形貌特征。粒度分析结果显示,粒度与喷发类型之间存在很好的对应关系,不同的爆发类型具有不同的分维值D范围。SEM分析可以提供有关火山喷发特征对火山碎屑颗粒的影响。本文的研究结果表明,南龙湾火山喷发为爆炸式喷发,包括早期的射汽岩浆爆发,到岩浆爆发至晚期以射汽爆发为主的射汽岩浆爆发的不同阶段,该区火山喷发的不同时期,水参与喷发的程度不同。     

三维地震勘探在陇东黄土塬区应用实例

陇东地区黄土层厚且疏松、冲沟发育、地形起伏剧烈,具有复杂的表、浅层地震地质条件。不仅如此,作为主要勘查对象的煤层埋深大都上千米。针对这些地震勘探工作中的不利因素,依据试验结果,确定了多井组合大药量激发、多个检波器组合检波、多道接收的激发与接收参数。同时,设计的10线25炮观测系统具有高叠加次数、宽方位角接收、炮检距较大等优,点,观测系统各项参数均能够满足三维地震勘探野外数据采集要求。实践证明,这种方法是行之有效的,取得了较好的地震、地质效果,为矿井建设和生产提供了可靠地质依据。     

Spatial and temporal pattern of precipitation and drought in Gansu Province, Northwest China

Drought is one of the most harmful natural hazards in Gansu Province in Northwest China. The changes of precipitation affect the severity of drought. In order to recognize the trend of precipitation and understand the effect of rainfall change on water resources management and drought severity, Mann–Kendall test was used. Standardized Precipitation Index (SPI) was calculated to reconstruct the drought at different time scales and analyze the frequency of drought occurrence in the recent 50 years. The results show that the SPI is applicable in Gansu Province. The number of severe droughts differs among regions: it is more obvious as a 3-month drought in the Yellow River Basin and the Yangtze River Basin than in the Inland River Basin, and other droughts at 6-, 9-, and 12-month time scales have the same effect in the three regions. Mann–Kendall test results show that there is an upward trend in the summer periods and a downward trend in the autumn-winter-spring intervals ranging from 10.5 mm/10 years to −37.4 mm/10 years, which affect the local water resources management, droughts mitigation, and agriculture decision making. This situation poses challenges for future study.     

汶川8.0级地震前BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到的地形变异常现象

地倾斜连续观测是地壳形变观测研究中重要内容。汶川8.0级地震前,布设在四川德阳金河测点的新型BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到了明显的地形变异常现象。分析其观测结果可知,汶川8.0级地震前约半月时间内德阳金河测点的地倾斜运动速度较过去的平均运动水平提高了数十倍,且震前地表快速倾斜的方向在N25°W左右。除此之外,德阳金河BSQ型数字垂直摆倾斜仪测点还观测到较为完整的,对应于可以反映地表应力集中、释放过程的震前地表破裂过程。上述现象为今后研究强震孕育机理提供了重要的信息。介绍与分析了布设在龙门山断裂带附近的其它类型地倾斜仪在震前的观测结果。事实证明,BSQ型数字垂直摆倾斜仪在强震前的浅表过程监测中具有重要意义,值得在今后的地震前兆台网工作中进行推广。     

应用Kriging方法研究格尔木河流域地下水位动态观测网的优化配置

地下水动态是水文地质研究的一个重要方面，如何获满足一定精度要求全面而合理的地下水位动态资料具有现实经济效益。本文研究格尔木河流域地下水位动态测网，通过选取理想的变差函，运有Ｋｒｉｇｉｎｇ方法进行地下水位的线性无偏最优估计和计算估计误差的标准差，结合给定的允许误差限评判地下水位动态观测网的配置是否合适，并提出调整现有观测网的方案