利用伴随法反演风应力系数

基于无结构网格有限体积法的正模型和伴随数据同化模型,建立了风应力系数反演表达式,将风应力系数的确定变成依赖于区域内观测值的数值迭代过程,实现了风应力系数确定的自动化,并成功进行了概化河口一系列风应力系数反演的伴随同化实验,反演得到的结果精度较高,实验结果表明：1）伴随法反演风应力系数是合理可行的;2）充分的观测数据能够提高反演的精度;3）风速在10 m/s或15 m/s的情况下,对于风应力系数反演的结果影响不大。     

Reconstructed light extinction coefficients using chemical compositions of PM<Subscript>2.5</Subscript> in winter in Urban Guangzhou,China

The objective of this study was to reconstruct light extinction coefficients (b ext ) according to chemical composition components of particulate matter up to 2.5 μm in size (PM 2.5 ). PM 2.5 samples were collected at the monitoring station of the South China of Institute of Environmental Science (SCIES, Guangzhou, China) during January 2010, and the online absorbing and scattering coefficients were obtained using an aethalometer and a nephelometer. The measured values of light absorption coefficient by particle (b ap ) and light scattering coefficient by particle (b sp ) significantly correlated (R 2 > 0.95) with values of b ap and b sp that were reconstructed using the Interagency Monitoring of Protected Visual Environments (IMPROVE) formula when RH was <70%. The measured b ext had a good correlation (R 2 > 0.83) with the calculated b ext under ambient RH conditions. The result of source apportionment of b ext showed that ammonium sulfate [(NH 4 ) 2 SO 4 ] was the largest contributor (35.0%) to b ext , followed by ammonium nitrate (NH 4 NO 3 , 22.9%), organic matter (16.1%), elemental carbon (11.8%), sea salt (4.7%), and nitrogen dioxide (NO 2 , 9.6%). To improve visibility in Guangzhou, the effective control of secondary particles like sulfates, nitrates, and ammonia should be given more attention in urban environmental management.     

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法

为提高频率域有限差分（FD,finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率,基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用,但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式,应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子,各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法,只要给定FD模板形式,可直接构造频散方程,求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点,可扩展优化其他格式.运用此优化方法,计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明,优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度,优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.     

稻虾轮作模式面源污染排放特征及其能值评估

为探明稻虾轮作模式面源污染排放特征并合理评价该模式的环境可持续性,通过对江汉平原稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中总氮(TN)、总磷(TP)、COD和氨氮(NH₃-N)浓度进行监测,对稻虾轮作模式稻田养殖小龙虾的排污系数进行了估算,并采用等标污染负荷法进行了主要污染物解析。运用能值分析方法对稻虾轮作模式进行了包含面源污染的能值评估,对比单季稻模式,对其可持续发展能力进行了定量评价。结果表明：江汉平原稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中TN、TP、COD和NH₃-N的浓度范围分别为0.53～5.36、0.12～0.70、6.60～78.39和0.34～1.75 mg/L,TN、TP和COD平均排放浓度高于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质标准。等标污染负荷法分析结果表明TN的等标负荷比最高,是稻虾轮作模式面源污染控制的关键污染物。稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中TN、TP、COD和NH₃-N的排污系数分别为2.994、0.458、35.132和1.405 kg/t,表明稻虾轮作模式面源污染排放系数较低,对...     

Single-Column Model Intercomparison for a Stably Stratified Atmospheric Boundary Layer

The parameterization of the stably stratified atmospheric boundary layer is a difficult issue, having a significant impact on medium-range weather forecasts and climate integrations. To pursue this further, a moderately stratified Arctic case is simulated by nineteen single-column turbulence schemes. Statistics from a large-eddy simulation intercomparison made for the same case by eleven different models are used as a guiding reference. The single-column parameterizations include research and operational schemes from major forecast and climate research centres. Results from first-order schemes, a large number of turbulence kinetic energy closures, and other models were used. There is a large spread in the results; in general, the operational schemes mix over a deeper layer than the research schemes, and the turbulence kinetic energy and other higher-order closures give results closer to the statistics obtained from the large-eddy simulations. The sensitivities of the schemes to the parameters of their turbulence closures are partially explored.     

中国地区边界层大气气溶胶辐射吸收特性

采用粒子采样法对中国２３个地区边界层气溶胶的吸收系数作了测量,研究了其分布特征。结果表明：中国地区边界层气溶胶的吸收系数在１０＾－６－１０＾－３ｍ＾－１之间,明显呈北高南低的趋势,四川盆地和贵州有一相对较高的中心,吸收系数与粒子含量之间的相关系数为０．７４,吸收系数与粒子含量的分布一致性较好。小颗粒的吸收性能好于大颗粒。     

汶川地震不同场地反应谱平台值统计分析

加速度反应谱平台值表征地震动的强度特性,场地条件是影响反应谱平台值的一个重要因素.本文选取6组同一地区断层距相近而场地条件不同的强震记录,对其标准化的加速度反应谱形状及平台值进行分析;并以汶川地震中173个有详细地勘场地上的强震记录为基础,统计分析了不同场地类别和断层距区间内的加速度反应谱平台值.本文研究结果显示,场地条件对加速度反应谱平台值有较大影响,随着场地变软,加速度反应谱平台值增大.本文定义了场地影响系数,计算并给出了不同地面峰值加速度对应的场地影响系数.     

豫西三门峡地区温塘断裂第四纪活动性研究

温塘断裂位于鄂尔多斯块体东南缘,是三门峡盆地的东边界控制断裂,准确厘定其活动性对于理解区域构造演化和判断三门峡地区地震危险性具有重要意义。运用野外地质地貌调查、联合钻孔剖面探测及光释光定年技术,对三门峡地区温塘断裂的活动性进行分析与研究。结果表明,温塘断裂南段出露地表,线性特征明显,断层最新活动时代为晚更新世;温塘断裂中段为第四纪隐伏断裂,断层活动时代为中更新世;温塘断裂北段断层出露,断层活动时代为中更新世。     

陆面上总体输送系数研究进展

从陆面上总体输送系数的研究历程、计算方法和时空变化特征以及与地面各要素之间的依赖关系等几个方面,对该领域的研究工作进行了回顾和总结。在此基础上,探讨了该领域研究中存在的几点科学问题：①需要解决非均匀下垫面地表参数的计算和观测以及发展适用于非均匀下垫面的相似性理论等难题;②对我国湿润地区地表总体输送系数的研究需要加强;③能否对非均匀复杂下垫面陆气相互作用过程进行全面的认识,地表参数由“点”到“面”的推广是关键也是难题。最后对利用卫星遥感结合地面观测资料估算非均匀下垫面地表特征参数和能量通量的可行方法进行了讨论与展望。     

中国东部主要河流稀土元素地球化学特征

在2007年底至2008年初的枯水期间,系统采集了中国东部流域面积和径流量较大的33条河流沉积物、悬浮颗粒物和水样,采用等离子质谱法、X荧光光谱法等方法测定了14种稀土元素含量以及常量组分和水体pH值等理化指标。研究发现中国河流稀土元素浓度总体高于世界均值,且南方河流沉积物、悬浮物稀土元素含量高于北方河流,南方河流悬浮物态中稀土、重稀土呈现一定程度的相对富集,与我国上地壳稀土丰度和稀土矿产种类的南北分异相吻合。展示了以中国东部泥质岩稀土元素丰度标准化后的稀土配分模式及Ce、Eu异常特征,发现河流沉积物的中、重稀土元素相对富集,悬浮物轻稀土相对富集,溶解相重稀土富集的特征;北方河流溶解相稀土元素浓度明显大于南方河流,且除小清河外,溶解相Eu不同于沉积物与悬浮物而呈强烈的正异常,主要与河水理化性质影响下的稀土分异有关。研究发现小清河等少数河流沉积物中稀土元素为异常高值,经Al标准化处理、计算拟合剩余值后,认为小清河等河流稀土元素已受人为污染的影响。