Analysis of Low-level Temperature Inversions and Their Effects on Aerosols in the Lower Atmosphere

High-quality and continuous radiosonde, aerosol and surface meteorology datasets are used to investigate the statistical characteristics of meteorological parameters and their effects on aerosols. The data were collected at the Atmospheric Radiation Measurement Southern Great Plains climate research facility during 2000–15. The parameters and vertical distribution of temperature inversion layers were found to have strong diurnal and seasonal changes. For surface-based temperature inversion (SBI), the mean frequency and depth of temperature inversion layers were 39.4% and 198 m, respectively. The temperature difference between the top and bottom of SBI was 4.8℃, and so the temperature gradient was 2.4℃ (100 m)^?1. The detailed vertical distributions of temperature inversion had been determined, and only the temperature inversion layers below 1000 m showed diurnal and seasonal variations. Mean surface aerosol number concentrations increased by 43.0%, 21.9% and 49.2% when SBIs were present at 0530, 1730 and 2330 LST, respectively. The effect of SBI on surface aerosol concentration was weakest in summer (18.1%) and strongest in winter (58.4%). During elevated temperature inversion events, there was no noticeable difference in surface aerosol number concentrations. Temperature differences and temperature gradients across SBIs correlated fairly well with aerosol number concentrations, especially for temperature gradients. The vertical distribution of aerosol optical properties with and without temperature inversions was different. Surface aerosol measurements were representative of the air within (below), but not above, SBIs and EIs. These results provide a basis for developing a boundary layer aerosol accumulation model and for improving radiative transfer models in the lower atmosphere.     

断层活动性及其对烃源岩发育的影响——以柴达木地区为例

断层活动性分析对于研究盆地构造演化、古环境等信息具有重要意义.本文提出运用平衡地质剖面恢复断层历史活动性,该方法可考虑地质历史时期的地层差异压实减薄、地层剥蚀厚度缺失等重要信息,同时能够直接以曲线方式测量断层的滑距大小,特别是在识别某一特定地质历史时期断层的活动方向上具有重要应用价值,是传统断层活动性分析法的进一步发展和完善.本文运用平衡剖面技术法分析了柴西地区地质历史时期的断层活动性,识别出两期构造反转,第一期由中生代晚期的挤压环境转换为新生代古近纪的伸展构造环境,第二期为上干柴沟组沉积时期(N1)由伸展构造背景转换为挤压构造背景.下干柴沟组上段沉积时期(E32)的伸展构造背景控制了优质烃源岩的发育,上干柴沟组沉积时期(N1)之后转换为挤压构造背景,控制了柴西现今主要圈闭的形成,捕获晚期形成的烃类.靠近断层的反转构造可形成早期圈闭,具有捕获早期生成的低熟烃类的潜力,是深层油气勘探的潜在领域.     

济源-开封坳陷西南部电性结构研究及地热资源远景区预测

应用大地电磁测深(MT)法对济源-开封坳陷西南部深部地层结构和隐伏断裂进行探测研究,共布设了4条MT剖面,获得了84个测深点。通过对大地电磁测深数据的处理、分析和反演,获得了研究区内6 km以浅的二维地电结构模型。结合以往地震和区域地质资料,地层由上至下依次划分为第四系-新近系、古近系、三叠系、二叠系-石炭系、下古生界-元古界。推断了老鸦陈断裂F1与推断断裂F2的位置、产状,其中F1断裂西侧缺失古近系沉积,二者可能对新生代地层沉积厚度有明显的控制作用。认为研究区内有利热储层位应为新近系馆陶组及断裂交汇处附近的三叠系地层。     

联合反演模型中相对权比的约束反演

为确定联合反演模型中的相对权比,提出根据数据先验信息对相对权比进行一定约束,并将相对权比同其他模型参数一并作为未知参数参与反演的方法。数值实验表明,当先验信息可靠时,运用该方法可以获得较好的结果。     

京津冀地区一次严重霾天气过程及其影响因素分析

利用大气污染监测资料、常规气象观测资料及NCEP再分析资料,对2013年1月9—17日京津冀地区一次严重霾天气过程的特征及其与气象条件的关系进行分析。结果表明：此次霾天气过程京津冀地区6个城市（北京、天津、石家庄、保定、邯郸、唐山）的PM10、SO2和NO2污染物日平均浓度均较高,变化趋势基本相同,其中PM10日平均浓度的变化幅度最大,峰值出现在11—13日之间;石家庄、保定和邯郸市的污染最严重,PM10日平均浓度最大值分别为0.94 mg·m－3、0.95 mg·m－3和0.82 mg·m－3。SO2和NO2日平均浓度的变化幅度较小,但浓度值均较大,基本为0.10 mg·m－3以上。影响此次霾天气过程的大范围环流形势为纬向型,存在较强的逆温层,弱下沉运动使近地层大气处于静稳状态,不利于污染物扩散,而近地面较小的风速和低层相对湿度小于90％为霾的形成提供了有利条件。另外,后向轨迹分析表明,此次污染过程京津冀地区的气团主要来自新疆地区,路径主要是从西北气流转为西南气流,携带南方的湿空气和污染物向京津冀地区输送。     

中国大范围持续性极端低温事件的一类平流层前兆信号

本文利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,研究了中国大范围持续性极端低温事件(EPECE)的平流层前兆信号及其对对流层环流异常的影响。结果表明,在52个EPECE中,有17个EPECE具有一类共同的平流层前兆信号:(1)在EPECE发生前10天左右,在巴伦支海一带的100 hPa位势高度场呈现较强的正距平特征;(2)随后,该正异常环流逐渐向东移动,并在EPECE发生的前5天左右,使贝加尔湖西北侧200 hPa纬向风显著减弱。本文据此提出了关于EPECE平流层前兆信号的两个判别条件,并以这两个判别条件对1949～2009年冬季(11月至次年3月)所有逐日低频场进行了后查和检验。结果表明,上述两个判别条件对EPECE的发生日期具有一定的预测能力。本文进一步通过位涡(PV)反演探讨了平流层前期异常环流如何影响EPECE发生的物理机制。分析表明,巴伦支海附近的平流层中低层PV异常有利于该地区对流层中上层正高度异常的维持,后者强度的25%来源于前者的作用。     

胶东金矿幔源成矿流体深部演化与深部找矿

目前,胶东金矿成矿流体研究主要集中在成矿流体的来源及其成矿过程研究,但是对于其侵位前的物化状态及分异演化研究尚浅。该文提出胶东金矿矿集区幔源成矿流体深部演化的一种形成机制,并认为胶东金矿幔源成矿流体在侵位前发生了富集作用。正是由于幔源成矿流体的富集作用才使得胶东地区形成现在规模、品位的金矿。胶东金矿幔源成矿流体的侵位机制主要受华北东部构造转折体制制约。根据胶东地区金矿幔源成矿流体分异演化特征、构造特征及现有深部探测实例表明：胶东地区在1000m以下极有可能存在另一个大型金矿带。     

被动微波遥感积雪参数反演方法进展

雪深(snow depth,SD)和雪水当量(snow water equivalent,SWE)是气候水文研究中的重要参数,在雪灾监测中尤为重要。首先,简要介绍了被动微波遥感SD和SWE反演算法的物理基础——积雪微波辐射传输模型,分析了不同微波频段、不同特点的积雪微波辐射和散射特性。然后,根据前人的研究从数学角度将反演算法分为线性亮温梯度法和基于先验知识法,总结了2类算法的优势和局限性:线性亮温梯度法相对简单、速度快,一般只适用于特定的研究区;先验知识法需要获取研究区的样本数据,并反复训练才能达到较好的精度,但对样本的独立性及其均值差异显著性的要求较高。最后,重点介绍了我国风云三号微波成像仪(FY-3 MWRI)的全球SD和SWE反演算法和针对中国区域的改进算法,并对未来的研究热点进行了展望。     

动态气溶胶模型的PARASOL多角度偏振卫星气溶胶光学厚度反演算法

在卫星气溶胶反演中,如何确定研究区域的气溶胶模型直接影响目前大多数卫星遥感算法的气溶胶光学厚度反演精度。本文基于气溶胶自动观测网(AERONET)典型类型的动态气溶胶模型,提出了一种基于动态气溶胶模型的气溶胶光学厚度反演算法,并将其运用到PARASOL(Polarization and Anisotropy of Reflectance for Atmospheric Science coupled with Observations from Lidar)卫星的反演中。针对华北地区2012年的PARASOL卫星观测数据,应用动态气溶胶模型反演算法反演气溶胶光学厚度,并与地面观测站点进行对比验证,结果显示通过气溶胶模型选取与反演结果的迭代约束,在865 nm反演的气溶胶光学厚度与地基观测的相关程度(R2)达到0.71,均方根误差(RMSE)为0.15,与PARASOL气溶胶产品相比一定程度提高了反演结果的精度。     

多视线向InSAR形变场约束的改则地震滑动分布反演

利用3种不同视线向LOS(Line Of Sight)的ENVISAT ASAR数据进行干涉处理,提取多视线向(Multi-LOS)的同震形变场;结合同震形变场特征与震源机制解,构建了改则地震双断层破裂模型;利用四叉树采样后的多视线向同震形变场进行约束,通过梯度下降法(Steepest Descent Method,SDM)与Crust2.0地壳分层模型反演了改则地震的同震滑动分布特征。结果表明:反演的形变残差得到有效控制,基本介于0±10 cm之间;主震断层的滑动量主要位于断层面2—16 km深部,最大滑动量可达1.34 m,位于断层面6.4 km深处;余震断层滑动量主要位于断层面2—6 km深部,最大滑动量可达0.90 m,位于断层面3.52 km深处;主震断层与余震断层均以正断为主,但主震断层还具有一定的左旋走滑分量,而余震断层的左旋走滑不明显;当剪切模量μ取3.2×1010Pa时,反演获得的主震与余震地震矩M0分别为6.34×1018N·M与1.20×1018N·M,分别相当于矩震级MW6.47与MW5.98。