2005年3月22日华南飑线的综合分析

2005年3月22日华南地区发生了一次飑线天气过程。利用常规观测、雷达回波、自动气象站资料及NCEP1°×1°的逐6小时资料,从天气形势、雷达回波、物理量场等多角度综合诊断分析了该飑线过程。结果表明:该过程具有低层增温、增湿,中高层降温、低湿的特征。飑线发生在快速东移的高空槽前上干冷、下暖湿的不稳定区域,华南地区700hPa低空急流的爆发及低层急流核向东传输对不稳定能量的突然释放有很大的触发作用。飑线系统在低空增温、增湿与对流层中层干侵入的相互作用下形成,产生大范围的雷雨大风、冰雹等强对流天气。     

冬季北半球风暴轴的多尺度能量变化特征及其可能机制

基于1971—2016年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料及NCPC(美国国家海洋和大气管理局气候预报中心)的海温、大气环流及海洋指数等资料通过多尺度能量分析(MS-EVA)等方法,把冬季北半球风暴轴看做一整体,分析了风暴轴区域多尺度的能量变化特征及其可能机制。主要结论概括如下:(1)多年气候平均状态下,风暴轴的动能来源主要表现为在风暴轴中上游先由低频尺度向天气尺度输送有效位能,随后在风暴轴主体区再由天气尺度有效位能转换为天气尺度动能,其中风暴轴西端可直接由低频尺度向天气尺度输送动能。(2)北半球三大风暴轴联合EOF结果表明:第一模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴与北太平洋风暴轴强度的减弱(增强),同时伴随着北大西洋风暴轴位置北抬(南压);第二模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴强度减弱(增强),同时北太平洋风暴轴位置北抬(南压)中东部强度增强(减弱),而北大西洋风暴轴位置南压(北抬)。(3)回归分析表明:北半球风暴轴异常在不同模态下与低频尺度环流联系密切。低频尺度波动可通过海温及西风急流等异常变化先影响风暴轴区域多尺度间的能量转换,进而影响风暴轴整体的异常变化。     

The effects of yawing motion with different frequencies on the hydrodynamic performance of floating vertical-axis tidal current turbines

Under real sea conditions, the hydrodynamic performance of floating vertical-axis tidal current turbines is affected by waves and currents. The wave circular frequency is a significant factor in determining the frequencies of the wave-induced motion responses of turbines. In this study, the ANSYS-CFX software (manufacturer: ANSYS Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, United States) is used to analyse the hydrodynamic performance of a vertical-axis turbine for different yawing frequencies and to study how the yawing frequencies affect the main hydrodynamic coefficients of the turbine, including the power coefficient, thrust coefficient, lateral force coefficient, and yawing moment coefficient. The time-varying curves obtained from the CFX software are fitted using the least-squares method; the damping and added mass coefficients are then calculated to analyse the influence of different yawing frequencies. The simulation results demonstrate that when analysing non-yawing turbines rotating under constant inflow, the main hydrodynamic coefficient time-varying curves of yawing turbines exhibit an additional fluctuation. Furthermore, the amplitude is positively correlated with the yawing frequency, and the oscillation amplitudes also increase with increasing yawing frequency; however, the average values of the hydrodynamic coefficients (except the power coefficient) are only weakly influenced by yawing motion. The power coefficient under yawing motion is lower than that under non-yawing motion, which means that yawing motion will cause the annual energy production of a turbine to decrease. The fitting results show that the damping term and the added mass term exert effects of the same level on the loads and moments of vertical-axis turbines under yawing motion. The results of this study can facilitate the study of the motion response of floating vertical-axis tidal current turbine systems in waves.     

强对流风暴中同质冻结增温的直接探空观测

通过两个强对流风暴个例,利用探空资料辅以卫星反演方法,揭示了强对流风暴中同质冻结增温这一事实。探空观测到在强风暴中同质冻结潜热释放造成该层内的空气增温达5℃以上,风暴中强上升气流使云滴没有足够的时间长大,云水向雨水转化和云的晶化会被推到更高的高度,在到达同质冻结高度之前,异质核化过程没有太多的时间消耗大量云水,多数云滴被带到同质冻结高度以上时迅速冻结,造成潜热的集中释放,使周围的空气增温。NOAA卫星观测到的云顶的大量由同质冻结形成的小冰粒子以及过顶现象,进一步证实了同质冻结潜热增温。当探空仪靠近风暴、对流层顶又距同质冻结高度层较近时,同质冻结增温作用有可能被探空仪观测到。     

合肥温泉之乡半汤地热成因模式及其外围地热前景探讨

本文在前人勘查与研究的基础上,进一步分析研究半汤地热的热源,地热成因机制及成因模式等,进而提出了“基底隆起（正向构造）聚热型地热成因模式”形成有开发利用价值的半汤外围前景地热资源新学术观点为半汤地热外围前景地热资源勘查与评价提出指导方向靶区。利用新学术观点,试图突破就热找热原则的瓶颈和禁锢,变被动找热为主动找热,扩大地热资源勘查的视野。为加快绿色、环保,可再生的地热能源勘查步伐,开辟新途径。     

太湖水体势能异常及水体层化的特征及其机制

大型浅水湖泊的水体势能异常和层化对水生生态环境演变、局地天气及气候系统有着重要的影响。基于2009年8月11—22日和3月17—28日的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常和表层混合层深度的变化规律及其机制。结果表明:太湖水体势能异常呈现明显的日变化特征,晚间水体势能异常消失,而白天逐步凸现出来;水—气之间的热量交换是影响水体势能异常和水体层化程度的关键性因子;夏季水体势能异常和层化程度远强于春季,其主要原因是夏季风场引起的混合作用比春季弱,而夏季水—气热量交换对水体势能异常的增强作用比春季强;水体势能异常程度与表层混合层深度存在显著的指数关系。     

能源盆地沉积学及其前沿科学问题

赋存油、气、煤和（或）铀能源矿产的沉积盆地,称为能源盆地。沉积作用及建造是影响油气煤铀同盆共存、成藏及分布的重要因素和物质基础。能源等沉积矿产及其形成,是沉积学的重要组成部分。通过讨论能源盆地沉积建造与油气煤铀赋存成藏及分布的内在联系,提出成煤建造在盆地演化和空间分布上,总体处于成油气建造和成铀建造的过渡、衔接部位和承前启后的演化阶段。并探讨了厚煤层的初始成煤物质来源与成因,蚀源区物源对盆地沉积建造、油气储层和铀成矿的重要影响。分析认为当前存在重先进技术观测测试,轻露头区精细剖析的倾向;对后期改造的影响程度和原盆古沉积面貌恢复的水平尚需重视和提高。能源盆地沉积学内涵的自然外延领域广阔,与之相关的前沿科学问题颇多。应将沉积学置于盆地形成演化和改造的时空过程中,兼顾地球环境和生物演变进程,进行整体、动态、综合研究。重点讨论了其中部分相关前沿科学问题,如:沉积盆地动力学、地球环境及生命演变对沉积和成矿作用的影响、有机与无机相互作用对能源矿产形成的影响、事件沉积学及深部作用与成矿作用的关联、能源矿产空间分区性及偏富极形成的沉积学环境、沉积建造和沉积矿产年代学等。     

我国城市居民直接能耗的碳排放类型及影响因素

针对我国287个地级以上城市,在测算了近9年居民直接能耗导致的CO₂排放量的基础上,进行聚类、对比,并分析城市居民直接能耗的碳排放影响因素,得到以下结论:全国分为6类城市居民直接能耗碳排放类型;高碳排放型城市的地均碳排放强度、人均工资碳排放强度及居民直接能耗CO₂排放总量等方面均比低碳排放型城市高,人均地方生产总值碳排放强度低于低碳排放型城市,并多为经济发达城市和资源丰富城市,其碳排放构成上分别以电、交通能耗碳排放和气碳排放为主导,高碳排放型城市居民直接能耗CO₂排放量占全国地级以上城市的86.20%。我国大部分地级城市居民直接能耗的碳排放属于相对低碳排放型,其人均CO₂排放量低于全国平均水平。城市所在地的降温度日数(CDD)、采暖期、采暖强度、人均能源供给量、居民的人均工资、城市人均地方生产总值是影响城市居民直接能耗CO₂排放量的主要因素。     

Design of a hydraulic power take-off system for the wave energy device with an inverse pendulum

This paper describes a dual-stroke acting hydraulic power take-off （PTO） system employed in the wave energy converter （WEC） with an inverse pendulum. The hydraulic PTO converts slow irregular reciprocating wave motions to relatively smooth, fast rotation of an electrical generator. The design of the hydraulic PTO system and its control are critical to maximize the generated power. A time domain simulation study and the laboratory experiment of the full-scale beach test are presented. The results of the simulation and laboratory experiments including their comparison at full-scale are also presented, which have validated the rationality of the design and the reliability of some key components of the prototype of the WEC with an inverse pendulum with the dual-stroke acting hydraulic PTO system.     

含水矿物在真空下的释Ar机制:Ar-Ar热年代学面临的新问题

地质体的实际情况、激光显微探针束研究、XRD和SEM观测以及真空加热下Ar的释放特征都表明体积扩散不是含水矿物在真空加热中释放Ar的唯一机制。在低温下 ,Ar的释放主要受由缺陷引起的短程扩散和体积扩散共同作用的多途径扩散机制制约 ;而在高温下 ,由于含水矿物在真空中不够稳定 ,Ar的释放受到脱羟基、脱氢、氧化反应、分层作用等造成的晶体结构改变的强烈影响。含水矿物在高温下的氧化分解会导致矿物中原始Ar浓度梯度的均一化 ,因而无法得到真实的Ar分布剖面 ,也无法据此计算矿物的封闭温度 ,并进而可能影响到ArAr年龄坪的地质意义。