极地冰基浮标温差能转换技术仿真研究

为了解决北极海域海洋观测与通讯导航节点浮标的供电问题,提出利用北极海域冰面上冷空气与冰下海水之间的温差能转换为电能,为冰基浮标供电。根据北极温差的时空分布特性与冰基浮标的应用场景,提出了一种基于有机朗肯循环的冰基浮标温差能发电系统,并对其进行了建模与仿真分析。根据5 种工质的热力循环性能计算结果,确定R124 工质作为系统的循环工质。仿真结果表明：温差能发电系统在北极冬季两个月的总发电量为745 kWh,相当于3.72 t 能量密度为200 Wh/kg 的锂电池。因此,北极海域温差能转换发电系统能输出相当可观的功率与电能,显著提升冰基浮标的供能水平,提高其观测能力,延长其持续工作时间,减少破冰船对其的维护频率,从而打造冰下观测网络的关键节点,支撑北极冰下移动观测网络的构建。     

中国低纬度地区电离层闪烁效应模式化研究

GPS（Global Positioning System）周跳是一种GPS信号异常现象.研究发现一定仰角以上的GPS周跳与电离层闪烁有关,是强电离层闪烁造成的GPS载波信号短时失锁现象,因此其可作为表征电离层闪烁效应的参量.本文通过分析由中国低纬度地区GPS台站原始观测数据提取的GPS周跳发生率与地方时、季节、太阳活动以及磁活动之间的关系,开展电离层闪烁效应与这几种参量之间关系的模式化研究.研究结果表明：（1）周跳发生率存在着地方时分布,发生时段主要在日落19：00LT后到午夜02：00LT之前,发生次数在22：00LT左右达到极大,然后缓慢减少,这一变化特点可以用自变量为地方时的Chapman函数形式来描述;（2）周跳发生率存在年变化特点,主要发生在年积日45~135天（春分季节）和225~315天（秋分季节）,可以通过高斯函数来描述每个分季闪烁效应的变化特点;（3）可以利用太阳辐射指数F10.7作为描述周跳随太阳活动周变化的参量,根据周跳随太阳活动周的变化特点,我们使用一个以F10.7为自变量的三次函数来描述这种变化;（4）电离层闪烁与磁活动的关系比较复杂,由于大多数情况下表现为磁活动对电离层闪烁的抑制作用,在本研究中使用一个以地磁活动指数Ap为自变量的的平方根函数来拟合这种变化.     

俯冲带变质过程中的含碳流体

俯冲带含碳岩石通过俯冲过程的变质反应生成了含碳水流体、富硅酸盐的超临界流体和含碳熔体。不同类型流体的形成与岩石成分和岩石经历的温压条件相关。岩石中碳酸盐矿物脱碳反应的温压条件取决于岩石起初的流体成分:有水存在时,反应发生在低温条件下。在高压条件下,碳酸盐矿物在水或含盐水流体的溶解是生成含碳流体重要的机制,其导致的碳迁移作用可能超过脱碳变质反应的作用。高温条件下,含碳岩石的部分熔融可以生成含碳的熔体,这在热俯冲环境和俯冲带岩石底辟到上覆地幔的情况下是碳迁移重要载体。富硅酸盐的超临界流体可能是在第二临界端点上形成的超临界流体,目前在超高压岩石中观察到的非花岗质成分的多相固体包裹体被认为是这种流体结晶的产物,然而对其理解尚存在很多问题,需要进一步的实验研究。地表含碳岩石在俯冲带被带到深部,俯冲带地温特征的不同导致了不同类型含碳流体的形成,这些流体运移至上覆地幔引起岩石部分熔融产生含碳的岛弧岩浆,岩浆喷出到地表释放了其中的碳,这构成了俯冲带-岛弧系统的碳循环。     

中国东部（105o E以东）第四纪冰川研究回顾、进展及展望

中国东部（105^o E以东）第四纪冰川及其演化可为中国东部乃至东亚地区古气候环境重建提供基础信息及关键证据,正确认知冰川发育条件及正确运用冰川遗迹判别标准又是重建中国东部第四纪冰川及其演化的关键。中国东部中低山地第四纪期间冰川发育与否,即泛冰川论与有限冰川论的争议由来已久。近年来,山东与周边地区中低山及沿海丘陵带的“第四纪冰川”研究波澜再起。在系统地回顾中国东部第四纪冰川研究历史及新近出现争议的基础上,结合冰川发育条件、山地冰川地貌组合、判别原则与识别依据、中国东部数座中高山地存在无争议且形态清晰的冰川地形及其测年资料以及东亚古气候环境演化记录等得出：中国东部仅有台湾山地、长白山、贺兰山与太白山等数座主峰海拔超过2 500 m的中高山地保存有晚更新世以来的冰川作用地形。其余山地及海拔更低的丘陵带在第四纪期间任何一次冰川作用中均未达到与当时冰期气候相耦合的高度,不存在泛冰川作用。已报道的“冰川遗迹”皆为各种形似地质地貌现象的系统误判,其确切成因及环境意义有待深入探讨。     

石家庄地区大风日数气候变化特征

以1972-2009年石家庄地区17个地面观测站大风资料为依据,运用线性倾向估计、Morlet小波分析、Mann-Kendall突变检验等方法对石家庄地区及5个代表站大风日数时空特征进行分析。结果表明：石家庄地区年平均大风日数空间上呈“几”字形分布;5个代表站大风日数气候特征一致：春天多,秋天少。石家庄市的大风日变化显著,白天出现大风的机率明显高于夜间,尤其是10-16时出现最多,占总次数的45.8%。石家庄地区及5个代表站均表现为20世纪70年代大风日数最多,近38 a来大风日数均呈线性减少趋势;同一年代不同区域的大风日数年代平均值存在明显差异。石家庄地区及5个代表站大风日数的周期性特征显著,各站的长、短周期内均处于大风日偏少期;石家庄地区及5个代表站中有4站的年大风日数发生了突变性减少。     

神威机上集合数值天气预报系统中文件资料的管理

从文件资料的命名、存放与输入输出管理三个方面介绍了在神威集合数值天气预报系统中对大规模文件资料的管理实现。     

大庆长垣姚家组高频层序地层与米兰科维奇旋回对应性

选取典型取心井对大庆长垣姚家组进行高频层序划分,共识别出98个超短期旋回,33个短期旋回,9个中期旋回和3个长期旋回。同时大庆长垣姚家组自然伽马曲线频谱分析结果表明,该地层中很好地保存了米兰科维奇旋回。其中,偏心率短周期引起的沉积旋回厚度为2.679～3.972 m,地轴倾角周期引起的沉积旋回厚度为1.379～2.131 m,岁差周期引起的沉积旋回厚度为0.601～0.901 m。高频层序与米兰科维奇旋回之间存在着较好的一致性,高频层序中期旋回、短期旋回和超短期旋回大致分别与米兰科维奇旋回的偏心率长周期、偏心率短周期以及岁差周期对应。地球轨道变化所引起的湖平面变化是高频层序形成的主控因素。     

江西省盛夏极端高温的气候变化及短期气候预测

利用江西省82个代表站1961-2009年逐日最高温度资料和NECP/NCAR的逐月平均500 hPa高度场资料,分析了江西省极端高温天气的气候变化特征,以及盛夏酷暑年、凉夏年同期及前期环流的差异。结果表明：（1）江西省极端高温天气是与旱季相联系的,极端高温天气主要集中在盛夏（7-8月）,占夏半年的79.7％,以赣北的南部更明显;而4-6月只占10.2％,且4-6月赣北的南部为极端高温天气发生概率的极小值区。（2）20世纪90年代末期至21世纪初,江西省极端高温天气呈增加趋势,并且21世纪以后为极端高温天气偏多期。（3）酷暑年盛夏500 hPa位势高度距平场上,在蒙古、西伯利亚有着广阔的负距平区,蒙古高压减弱,阻塞高压不易形成,冷空气不容易在高纬度地区堆积,同时西太平洋副热带高压异常偏强,阻挡冷空气,使其不能继续南下影响江西省,易造成高温天气。（4）初夏（6月）500 hPa位势高度距平场上,东亚大槽位置上有弱正距平,鄂霍次克海以北的俄罗斯及中高纬大陆地区都为负距平区,阿留申群岛附近为正距平区,对应盛夏期东亚大槽位置上正距平加强,中高纬的负距平中心增强,并北抬至40＆#176;N以北,整个江南地区上空受正距平中心控制,副高加强,易造成江西省盛夏极端高温天气偏多。     

中国近50年降水量变化区划(1961-2010年)

基于中国537个气象站点1961-2010年的年降水量数据,运用滑动概率分布模型、小波分析和Mann-Kendall检验法,结合中国地形特点,从降水量均值的变化、变率的变化、频率分布形式的变化、突变特征以及周期变化5个方面来分析中国降水量的变化特征和区域差异,构建具体的指标体系,对中国降水量变化进行区划。结果表明,中国降水量变化存在明显的区域差异,根据这些差异可以将中国划分为3个变率变化带、10个平均降水量变化区、35个周期变化亚区。      

Big data and the historical sciences: A critique

Social media, government, industry and science use data in the same way, through the pursuit of correlations in large data sets. As this critique shows, however, there is greater dialogue about the potential pitfalls of Big Data and the Big Data Cycle in non-historical science fields, such as medicine and advertising. Pitfalls, such as the Big Data Hubris, the Filter Bubble and correlation superseding causation, are discussed in relation to the historical sciences.