模式动力过程与物理过程耦合及其对台风预报的影响研究

中国南海台风模式是基于GRAPES的热带中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,然后计算物理过程,并把各物理量反馈到动力预报场,实现动力过程与物理过程耦合。为了探讨耦合方案对预报精度的影响,在原方案的基础上,设计了新的技术方案,主要包括两项技术改进。其一是考虑温度、水汽的物理反馈对气压场影响,将间接导出的气压反馈值返回动力场;其二是在第一项技术改进的基础上,将物理反馈值作为模式Helmholtz方程的右端项参与隐式求解,物理反馈在动力约束条件下实现与动力过程耦合。针对新方案对台风路径预报的影响开展个例和批量试验研究。个例试验研究表明,新方案明显地提高了台风预报水平,特别是提高了移动速度的预报准确率;2013年批量试验结果分析,如文中给出的台风路径预报、等压要素预报准确率对比分析,说明新技术方案整体提高模式预报精度。     

1∶50000地形数据库更新项目过程质量监督检查

在充分总结分析4年来1∶50000地形数据库更新项目生产、质量管理、过程质量控制等工作实际的情况下,研究对影响成果质量的主要资料、技术、流程等要素进行过程质量控制,及时发现并解决生产中出现的质量问题,采用"预防为主、防检结合"的手段将成果的质量隐患消除在生产环节,确保生产出满足质量管理目标的动态更新成果。     

慧眼-HXMT观测到的黑洞双星系统中的W-K 关系

通过几十年的观测研究, 黑洞X射线双星(X-Ray Binary, XRB)部分特征被揭示. 然而, 吸积盘结构尚不确定. 黑洞XRB功率密度谱的截断频率与准周期振荡(Quasi Periodic Oscillation, QPO)的相关性质(W-K关系)可以限制吸积盘结构. 利用慧眼-HXMT (Hard X-ray Modulation Telescope)观测到的5个黑洞XRB的数据, 对黑洞XRB的W-K关系进行了研究, 结果表明在慧眼-HXMT观测的3个探测器能段中W-K关系成立. 此外在MAXI J1535-571之中存在截断频率和吸积盘内半径的相关关系, 这和截断的吸积盘结构一致. 如果观测到的功率密度谱来自质量吸积率的扰动传播, 可以推测吸积盘内半径接近最内圆形稳定轨道, 此黑洞可能是高自旋系统.     

陆表自然和人文要素相互作用——“全球变化及应对”重点专项研究进展

在国家重点研发计划支持下,项目提出了陆表不均一性检测和订正的新方法,解决了渐变型不均一性检测和订正的难题,构建了中国地表太阳辐射、气温、地温、风速和降水等参数均一化站点和格点数据集,修订了关于中国地表风速变化趋势、增温格局及其形成机制的结论。融合多源数据,构建并验证了千米级、流域级或县域级的电厂、人口、生物质能、取水量、氮排放、二氧化碳排放等影响自然系统的关键人文要素历史和未来预估数据集。构建了未来关键人文要素情景,研制了碳中和目标下甲烷和氧化亚氮排放情景和用于驱动全球模式的未来情景,预估了中国碳中和战略的实施对全球变暖的减缓作用,发现中国碳中和对远期和中期全球变暖的减缓作用显著。给出了中国各省份水体氮排放安全阈值及超越时间,阐明了中国粮食产量与氮施肥的关系,提出了在保障粮食安全的前提下减少水体氮排放的有效途径,指出重构城乡养分循环体系是同时保障粮食安全和恢复水质的必要途径。发现全球饱和水汽压差的年际变化与大气二氧化碳浓度上升速率的年际变化显著相关,阐明了饱和水汽压差变化在调控生态系统生产力中的重要角色以及多因素耦合作用在生态系统生产力变化中的复杂影响。建议更全面细致地评估中国各种碳中...     

我国南方西南和中东部区域两次持续性低温雨雪过程与关键环流系统的关系研究

利用NCEP再分析资料和国家气象信息中心提供的753站逐日气温和降水资料,对比分析了我国南方西南和中东部区域两次持续10 d以上的低温雨雪过程,结果表明:(1)两次过程中欧亚大陆中高纬东亚大槽均加深,但环流形势有差异。西南过程呈现"北高南低"形势,关键脊区在贝加尔湖,而中东部区域过程"北高南低"和"西高东低"形势共存,关键脊区从乌拉尔山延伸至贝加尔湖。两次过程异常的环流与北大西洋向东传播的波列有关。(2)西南过程关键脊区提前过程3 d发展并东移至贝加尔湖,形成稳定形势;而中东部区域过程关键脊区提前过程一周发展,在开始日达最强。两次过程均伴随蒙古高压东移南压使地面降温,500 hPa关键脊区超前蒙古高压2 d变化。西南过程降温主要受到冷平流和绝热冷却影响,而中东部区域过程主要受到冷平流的影响。(3)西南过程水汽来自孟加拉湾,只受南支槽支配。中东部区域过程水汽来自孟加拉湾、南海和西太平洋,由南支槽和西太平副热带高压的共同影响。两次过程水汽正收支主要来自南边界。     

贵州省不同强度区域性凝冻过程环流形势对比分析

利用贵州省84个气象站逐日观测资料以及再分析资料,对4种不同强度区域性凝冻过程进行对比分析。结果表明：500 hPa位势高度场上中高纬度的亚洲东部区域距平场呈现“+-”的分布或有切断低压分布,贝加尔湖至中国华北地区以经向环流为主;850 hPa风场上云南南部以南受偏南风和西南风控制,并且在江南至华南存在西南或西风急流,是4种不同强度凝冻过程中形势场共性特征。500 hPa高度场上中高纬度地区呈两槽一脊或一槽一脊分布;风场上850 hPa东北风回流和700 hPa西南急流形成上暖下冷的形势场,同时850 hPa形成稳定低层切变线;温度场上存在冷-暖-冷的夹心结构,近地面层0 ℃线维持在900 hPa以下,均是较强等级以上的区域性凝冻过程中形势场共性特征。而对于一般性区域性凝冻过程,500 hPa位势高度场上呈多槽脊分布,风场上是否存在东北风回流和低层切变线,温度场上是否存在冷-暖-冷的夹心结构以及近地面层0 ℃线位置等特征均不统一。温度剖面图上,当近地面层0 ℃线位置最低时或出现冷-暖-冷的夹心结构时段与凝冻过程影响范围最广、灾情最重的时间段对应。     

胶州湾女姑山水域夏季赤潮高发期浮游植物群落结构特征

根据 1998年 5～ 8月夏季赤潮高发期间 ,胶州湾女姑山水域浮游植物群落结构的种群组成特征和演替变化对赤潮的发生和种群变动特点进行初步研究。结果表明 ,夏季女姑山水域的浮游植物主要由硅、甲藻组成 ,硅藻在细胞和物种丰度上都占优势。浮游植物优势种在调查期间出现明显的演替现象 ,水温的升高和营养条件的变化是引起物种演替的主要原因。浮游植物细胞丰度在夏季呈明显的增长趋势 ,从 5月份 6.3× 10 5个cell/m3 增至 8月份的 6.7× 10 6个cell/m3 ;其中 ,由于赤潮的爆发 ,细胞丰度的最高峰出现在 7月份 ,为 1.5× 10 7个 /m3 。在赤潮爆发期间 ,赤潮原因种高齿状藻和中肋骨条藻发生了明显的演替现象 ,不同细胞大小的优势种和营养条件的变化是发生物种演替的主要原因。叶绿素a的浓度和细胞丰度的变化共同反映了赤潮发生的全部过程。     

21世纪的海洋矿产资源

本文简述了在对地球过程的认识和联合国《海洋法》框架发展前提下的海洋非燃料矿产。在板块构造理论出现以前，洋盆被看成是被动的容体，接纳陆地风化物质形成重金属、宝石砂矿和一些化学沉淀矿床(磷矿)。板块构造认识到大洋板块边界是块状硫化物的物质来源，与陆缘物质一起形成锰结核、富钴铁锰结壳及相应的化能合成生态系统。就海洋矿产总体而言，海水淡化产生的淡水是最重要的资源，因为它是生命必须的物质，在陆地其消耗超过了补充。     

用1Hz GPS观测数据推导中强震震源过程的能力:2008年日本岩手—宫城内陆地震例子

通过反演研究2008年日本岩手—宫城内陆地震（M～6.9）,说明了用1Hz全球定位系统（GPS）观测数据推导中强震（M6级）震源过程的能力。比较了此次地震采样率为1Hz的GPS观测波形,发现与强震仪记录波形有很好的一致性。由于震源区及其周围有足够多的GPS台站很好地记录到了地面运动,因而使我们仅仅采用1Hz的GPS观测数据就可进行波形反演。反演的结果与大地测量和强震仪数据联合反演的结果相当一致,如地震矩（Mw～6.9）、累积滑动量分布和破裂传播等。这种一致性证明,采样率为1Hz的GPS观测数据不仅能用来推导M6级中强震破裂过程的动态特征,而且能用来推导其持久（或静态）的滑动。     

亚洲规模最大污泥处理工程提前完成

亚洲规模最大的白龙港污泥处理工程提前15天完成八座蛋形消化池中的最后一座主体结构混凝土浇筑。这一环境“巨无霸”工程明年年底正式投运后,不仅能使城市污水处理过程中产生的污泥自身能量物尽其用,还能实现“变废为宝”,将为上海的节能减排立下汗马功劳。