利用零相位Kaiser窗滤波器改善MEX多普勒数据定轨精度

精密轨道确定在深空探测中至关重要,而定轨数据中的白噪声会影响定轨性能。基于零相位分析,比较了FRR（forward-filter reverse-filter reverse-output）、RRF（reverse-filter reverse-filter forward-output）和Matlab中的filtfilt这3种滤波器的优劣,设计了一种零相位Kaiser窗低通滤波器。利用火星快车号（Mars Express,MEX）的仿真数据和实测数据验证了零相位Kaiser窗低通滤波器的性能,结果发现滤除白噪声后MEX数据的定轨精度有了显著改善。双程测速数据残差均方根（root mean square,RMS）减小为原来的1/3左右,达到了0.031 mm/s;轨道位置和速度与欧空局（European Space Agency,ESA）精密轨道的差异明显变小。该滤波算法作为定轨前的数据预处理可以提高定轨精度,从而为中国火星探测器的轨道数据处理提供一定的参考。     

辽宁翁泉沟含铀铁硼矿床成矿时代：晶质铀矿微区原位测定

正辽东地区也是我国重要的热液型铀矿床产出地之一,翁泉沟铁—硼—铀矿床就是一个综合利用的综合开发利用的超大型含铀铁硼矿床,作为一个铁—硼—铀综合利用的矿床,前人对于其硼矿化的研究已经相对成熟(冯本智等,1985,1998;刘敬党,2007),对于硼成矿而言,原始含硼岩系沉积于2.2 Ga左右并在1924±2.5 Ma发生变质改造(Hu Guyue et al., 2015),但作为一个铀矿床,     

漠河盆地西部二十二站组碎屑锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其物源意义

大兴安岭北部漠河盆地内广泛发育二十二站组,其形成时代及物质来源一直以来备受争议.本文在野外地质调查及岩相学的基础上,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb法测年,并结合岩石地球化学等方法,探讨了二十二站组形成时代、物源区大地构造环境及沉积物来源.测年结果显示132个测点年龄主要分布在4个群落,分别为508.3～492.3 Ma;486.9～435.5 Ma;278.3～254.2 Ma;209.5～178.1 Ma.本次获得二十二站组最小碎屑锆石年龄为178.1 Ma,并结合漠河盆地东西部碎屑锆石的年龄,综合认为二十二站组形成时代应为中晚侏罗世.地球化学分析结果显示,二十二站组砂岩的稀土元素与活动大陆边缘的稀土元素曲线吻合较好,且相对亏损高场强元素(Nb和Ta)和大离子亲石元素(Ba和Sr),相对富集高场强元素(La、Th、Zr、Hf),地球化学特征与活动大陆边缘相似.综合古流向、源区母岩分析、碎屑锆石测年分析、微量元素特征等诸多因素,本次研究认为本区二十二站组砂岩的母岩主要来源于盆地南缘广泛分布的前中生代沉积-变质基底(兴华渡口岩群、佳疙瘩组、额尔古纳河组等)及各期中酸性火成岩.     

东川播卡Au矿的成矿时代及成矿背景:来自硫化物Re⁃Os同位素和炭质板岩微量元素证据

播卡金矿床位于扬子西缘“康滇地轴”中南段,其与东川因民-汤丹地区元古代“东川式”铜矿成矿作用具有显著差别而备受人们关注.该矿床富矿围岩为东川群黑色碳酸盐岩-碎屑岩地层,Au产出于石英-白云石硫化物脉中,具有明显辉绿岩岩浆萃取型Au矿蚀变特征,有别于韧性剪切带型Au矿.选取新山-马家沟矿段含金黄铁矿和围岩炭质板岩分别进行Re-Os同位素和微量元素研究.结果显示,黄铁矿Re-Os等时线年龄为779±14 Ma（MSWD=11.1）,说明播卡金矿床成矿时代为新元古代.黄铁矿的Os初始比值为3.03±0.42,说明播卡金矿床金属成矿物质主要来源于地壳（围岩地层）而非辉绿岩岩浆,黄铁矿和炭质板岩微量中Au（平均为402.5.00×10-9和44.98×10-9）和Cu（平均为1 733.00×10-6和46.07×10-6）的含量远远大于克拉克值（约4×10-9和60×10-6）,进一步证实成矿物质来源于围岩地层炭质板岩本身.东川播卡金矿成岩时代与该区新元古代岩浆岩相关的热液改造事件基本一致,表明成矿背景为该区新元古代岩浆/热液改造的成矿响应,该时期岩浆岩与富矿围岩热接触,同时萃取围岩地层中沉积预富聚的有利成矿元素,在良好的成矿空间内富集形成东川播卡金矿床.      

一次极端寒潮天气过程等熵位涡分析

利用2016年1月1日至31日的FNL资料,对一次极端寒潮天气过程进行了等熵位涡分析。结果表明:高位涡主体由极涡分裂而来,前面低位涡区的阻挡与后侧低位涡大气的北上加强了位涡的经向交换,高位涡空气不断由极地向南输送,使得高位涡主体不断加强维持。高位涡在由北向南移动的同时,也由对流层顶向下输送。此次寒潮过程主要有3股冷空气由上而下发展,位置均在高空急流轴的北侧,最南端的一股下沉气流最旺盛,这是其与高空急流相互作用的结果。强盛的冷空气下沉使得寒潮影响范围触及我国华南地区。随着高位涡的向南向下传输,一方面引起对流层中高层低涡系统迅速发展,当它移到中国东部地区时,东亚大槽迅速加深,使槽后强冷空气迅速向南爆发;另一方面,在高位涡输送的过程中,其后侧有强烈的下沉运动,使得地面冷高压快速发展,导致强寒潮天气的爆发。     

不同定义的湿位涡分析及在台风中的诊断

本文对不同定义的湿位涡做了理论分析,并利用1522号台风“彩虹”的数值模拟结果对各种湿位涡进行了诊断。主要结论有:经典湿位涡、广义湿位涡和改进湿位涡的差异主要是由不同定义的位温造成的,相当位温、广义位温和修改位温的构成均是在位温基础上添加一显含水汽的附加量;经典湿位涡、广义湿位涡和改进湿位涡的构成均能分为干、湿分量两部分,其干分量表达式相同,都与Ertel干位涡的定义一样,水物质相变潜热的影响隐含在位温中;不同定义湿位涡的本质差异表现在不同的湿分量上,湿分量的表达式中显含了水物质的作用。对台风的诊断分析发现,改进湿位涡分布与Ertel干位涡非常相似,呈现中空分布的位涡塔结构,大值区对应眼墙内侧,改进湿位涡湿分量与经典湿位涡的湿分量分布相似,只是湿分量的绝对值更小,这反映了改进湿位涡既能保持干位涡的分布特征,其分布和演变可反映台风的结构和演变,又能合理地体现水汽分布的影响,所以在台风诊断中有更广泛的应用前景。经典湿位涡在低层表现为负值,这与水汽梯度的分布关系很大,但与垂直速度、潜热加热大值区等都没有很好的匹配关系,用其分析台风结构和演变具有一定局限性;广义湿位涡其形式较复杂,仅在近饱和区域才能发挥其诊断优势。     

高低频系统相互作用对Rossby波破碎过程的影响

利用美国国家环境预报中心和能源部（NCEP/DOE）的逐日再分析资料（NCEP-DOE AMIP-Ⅱ）,对2010年12月20日发生在北太平洋一次典型的反气旋式波破碎（AWB）事件进行研究,分析了波破碎过程中等熵位涡场的演变特征,揭示了波破碎过程中高频扰动以及低频信号的逐日演变特征,并对2010年冬季350 K等熵面上逐日高频位涡（PV）扰动和低频变化做经验正交函数（EOF）分析,得到了其主要模态,并从等熵位涡方程出发研究了波破碎过程中位涡高、低频变化的原因。研究表明,波破碎过程中高频低PV空气从北太平洋西部日本附近沿东北方向向对流层上层侵入,而来自阿拉斯加湾附近的高频高PV空气向对流层下层侵入。高频位涡场EOF分解得到的前两个模态共同描述了北太平洋中纬度地区自西向东移动的天气尺度波列;低频位涡场EOF分解的第一模态在北太平洋呈弧形波列结构。天气尺度波在传播过程中受到低频场的平流作用逐渐偏离其传播主要模态的位置,并发生破碎,同时高频流场对高频位涡的平流可以产生低频变化,使得低频变化的空间形态向其冬季主要模态转变。     

闽中南罕见冬季锋前暴雨个例特征分析

利用福建省逐小时加密自动站资料、风廓线、S波段双偏振雷达与雨滴谱等新型探测资料以及NCEP逐6 h的1°×1°大气再分析资料,分析了2017年2月21—22日福建中南部一次预报失败的冬季暴雨过程。结果表明:(1)此次暴雨过程类似于锋前暖区暴雨,自2000年以来仅此一例,十分罕见,是在低空急流偏强并长时间维持的背景下产生的,并未受到南支槽和冷空气的影响。(2)闽中大到暴雨带和闽南暴雨区的对流系统相互独立,有多个对流系统影响闽中地区,仅两个对流系统影响闽南地区。降水有较明显对流特征,属暖云弱对流降水,容易导致预报员对雨强估计不足。(3)此次冬季暴雨过程的水汽主要来自南海地区,低层水汽条件与汛期暴雨相当,但整层水汽条件较汛期略差;低空急流对暖湿气流的输送使暴雨区趋于不稳定,但对流不稳定度较汛期弱。(4)高空辐散低层辐合的配置为冬季暴雨带来了有利的动力抬升条件,但暴雨区涡旋性不强,无明显正涡度柱。其中,闽中大到暴雨主要与条件性对称不稳定有关,是在湿斜压作用下倾斜上升运动中产生,而闽南暴雨区既存在对流不稳定,也存在条件性对称不稳定。