1980—2009年我国龙卷事件变化

根据1980—2009年我国龙卷事件的变化特征,初步探讨了20世纪90年代以后龙卷事件显著减少的特征及原因。结果表明,1980—2009年龙卷事件呈现明显减少的趋势,20世纪80年代最多,90年代以后明显减少,尤其是夏季(7—8月),在我国东部地区减少最明显。对龙卷高发时段7—8月06时(UTC)对流有效位能(ECAPE)与深层垂直风切变(S06)以及二者乘积变量(ES)的分析表明:ECAPE和S06是影响龙卷的两个重要因子,ES的高值中心更好地对应于龙卷事件发生的集中区。地面气温的变化会影响ECAPE的变化。1980—2009年,我国华北平原地区7—8月S06明显下降是20世纪80年代以后我国华北地区龙卷事件减少的主要原因。     

微波消解电感耦合等离子发射光谱法测定三水铝土矿中的有效铝、活性铝和活性硅

有效铝、活性硅是判定三水铝土矿质量的重要指标,这两项指标的测定通常采用微波消解电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)。该方法首先测定出消解试液中的铝(即有效铝),再将剩余的残渣酸化溶解,进而测定出硅(即活性硅)。然而,由于消解试液不易澄清和残渣酸溶不完全,往往导致结果的重现性较差。本文对此方法作一改进,将消解的试液酸化加热,以钴为内标,采用ICP-OES同时测定出溶液中的活性铝和活性硅,然后间接计算出溶液中的有效铝。方法精密度(RSD,n=13)小于3%,回收率为97.0%~102.6%,用国际标准物质验证的测定结果与标准值吻合。本方法解决了消解后的溶液不易澄清和剩余残渣酸溶不完全的问题,克服了基体效应和仪器波动对测定结果的影响,能同时测定出活性铝和活性硅,并且提出的活性铝的概念可应用于三水铝土矿的综合评价和氧化铝生产工艺的调整。     

矿物风化对黄土区土壤有效硅含量的控制作用--以陕西省关中-陕北地区为例

利用XRD、粒度分析、土壤风化模拟试验等方法,对黄土区土壤有效硅含量分布、土壤机械组成、粘粒矿物种类及含量分布、土壤溶液pH值和土壤矿物风化过程中硅的析出规律进行研究。从陕北干旱区到关中半湿润区,土壤中蛭石含量从0.18%升高到1.60%;高岭石从0.45%升高到1.84%,相应的土壤有效硅含量从122.62×10-6升高到463.95×10-6。土壤有效硅含量与粘粒矿物总量呈正比,与土壤溶液pH值成反比,这与南方水田水稻土情况完全不同。模拟实验证实土壤中存在的游离硅是硅酸盐矿物异成分溶解的结果。研究区土壤风化作用强度规律性变化是造成区内土壤有效硅含量变化的主要原因。     

扰动位能理论及其应用——扰动位能的概念、表达及其时空结构

针对局地环流能量转换问题,该工作系列讨论扰动位能理论及其应用.此文是第一篇,提出了扰动位能的新概念,将其分解为大气扰动位能(简称扰动位能)和表面扰动位能两个部分,给出了扰动位能各阶矩项的数学表达形式,结合资料指出二阶以上的扰动位能高阶矩项相对于其一阶矩项和二阶矩项来说是小量,可忽略,并指出扰动位能二阶矩项的全球平均恰好等于传统的有效位能,但两者在物理意义上明显不同.结合NCEP/NCAR再分析资料,研究了扰动位能的时空结构以及与大气动能之间的联系.扰动位能一阶矩项在热带地区为正、高纬度地区为负; 二阶矩项在热带和高纬度地区出现极大值,在副热带及中纬度地区出现极小值,即在南北方向上呈现三峰二谷的特征; 在局地上,由于一阶矩项在数值上较二阶矩项绝对占优,因此,扰动位能的分布与其一阶矩项的情形相似.在垂直方向上,扰动位能主要集中在对流层下层,其数值随高度的增加而迅速减少,在50 hPa以上均可以忽略不计.扰动位能有明显的季节变化,其在高纬度地区在冬半球比夏半球大很多; 南、北半球平均的扰动位能一阶矩项季节变化的幅度约是相应二阶矩项的二十倍.随着季节变化扰动位能定常波的槽脊在北半球有显著的东西方向移动,而在南半球则只表现为振幅上的增减.分析表明,从区域或局地尺度上大气动能的季节变化与扰动位能一阶矩项的关系密切,二者呈显著反向变化关系,而与二阶矩项的关系不确定; 但在全球或半球尺度上,大气动能与扰动位能二阶矩项的比率随季节基本保持不变,约是20%.此外,对大气总动能时空结构的分析也得到了与前人不同的新结果.关于利用此文提出的概念和理论对局地环流能量收支的分析、表面扰动位能的作用以及它们在大气环流变化研究中的应用,将在以后的文章中给出.     

黄河上游水源补给区气候变化及对水资源的影响

应用黄河上游重要水源补给区玛曲县气温、降水资料分析得出:气温年际变化呈上升趋势,降水量年际变化呈下降趋势。气候变化导致可能蒸发量增加,可利用水资源量减少。水资源量多项式拟合变化趋势呈2谷1峰波动型,枯水期年际变化的时间尺度成倍延长。     

基于作物缺水指数的土壤含水量估算方法

为研究江苏省徐州市的土壤水分时空分布及动态变化,基于MODIS数据和站点气象数据,利用蒸散发双层模型和考虑土壤水分可供率的改进双层模型分别计算实际蒸散发量,利用Penman-Monteith模型计算区域潜在蒸散发量,计算获得作物缺水指数(crop water stress index,CWSI),并与2010年7月和11月的土壤相对含水量实测数据分别进行回归分析建模,得到了土壤含水量分布图。结果表明:基于蒸散发双层模型的土壤含水量估算结果与实测值的决定系数分别为0.53和0.72,平均相对误差分别为5.89%和9.6%;对双层模型进行改进后,土壤含水量估算结果与实测值的决定系数都为0.84,平均相对误差分别为3.47%和6.03%,利用改进后的双层模型对土壤相对含水量进行估算效果更好。     

用能量分析方法识别冰雹云

用GMS ＴＢＢ遥感资料和湿-比有效能量方法分析了1998年巴盟地区9次降雹过程，认为：（1）云顶温度及其水平梯度是识别冰雹云的重要参量，云顶温度低于-25℃才可能出现有灾冰雹，预报区云顶温度水平梯度大于50℃/50km才可能出现重雹灾；（2）冰雹云生成前低层是高能舌，而中高层低能中心和负能量平流中心位于其北或西北方；（3）有雹无灾冰雹云生成前低层没有高能舌，在降雹区西北方450km以内也没有中高层低能中心。     

敦煌干旱区一次降水过程陆面特征模拟

利用“我国西北干旱区陆—气相互作用观测试验”在敦煌双墩子戈壁站取得的观测资料及最近的一些研究成果,对陆面模式进行了改进,然后对一次典型较大降水过程的陆面特征及近地层的风、温、湿进行了模拟,结果表明：改进的模式能对降水条件下的干旱区陆面特征进行较好的模拟。其中对辐射、地表温度的模拟相当好,能量的模拟总体结果令人满意;另外由于本模式专门考虑了近地层的影响,所以对近地层的风速、温度和湿度的模拟结果相当好。     

不稳定能量参数在一次强对流天气数值模拟中的应用

采用常规观测资料和1°×1°NCEP／NCAP再分析资料,运用MM5V3．7高分辨率中尺度数值模式,对2004年7月12日17时30分前后发生在江苏南通的一次强中尺度对流系统（龙卷）进行模拟分析。结果表明：南通上空处在上干冷、下暖湿的大气不稳定层结中。干冷空气侵入与边界层暖湿气流强烈辐合,大量能量释放造成了本次龙卷的发生。运用数值模拟结果,计算了最佳对流有效位能IBCAPE、对流抑制能量ICIN、归一化对流有效位能INCAPE、能量—螺旋度指数,刚和强对流天气威胁指数／SWEAT等不稳定能量参数。通过分析上述参数的空间分布和在南通上空的时间分布,发现它们对强对流天气的发生有一定反映。     

快速催化极谱法测定土壤中的有效态钼

土壤中的有效态钼是生态地球化学评价的重要内容之一。经典的测定方法是以草酸-草酸铵溶液(Tamm溶液)为浸提剂的催化极谱法,在测定过程中存在铁、锰等离子及草酸盐、有机质的干扰,而消除这些干扰的程序繁琐、耗时较长。本文通过实验初步探讨了干扰机理,认为草酸根和有机质都具有还原性,在浸取过程中铁、锰等多变价的金属离子转变成还原态离子,这几种物质都与测定体系中的氯酸钠发生氧化还原反应,从而影响催化波的灵敏度。本文提出在草酸-草酸铵浸提液中加入固体氢氧化钠沉淀分离铁、锰等杂质,以硝酸-硫酸破坏浸提液中草酸盐及有机质,利用钼-苯羟乙酸-氯酸盐-硫酸体系极谱催化波实现了土壤标准物质中有效态钼的测定。相比于传统消除干扰的方法,本方法所用试剂种类少,操作时间短,有效地减少了分析过程中的误差来源,方法检出限为0.0015μg/g,低于传统方法的检出限(0.0068μg/g),精密度(RSD,n=12)7%,相对误差小于8%,国家标准物质的测定值和标准值更加吻合。经上千件土壤样品的验证,此法适用于pH 3.6~10.5土壤中有效态钼的测定,可测定范围为0.005~2 mg/kg,具有快速简便、测定结果准确和稳定等特点,适合推广应用于大批量土壤有效态钼的快速分析。