2017年盛夏湖南持续性暴雨过程的水汽输送和收支特征分析

基于混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式(版本4)(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model, HYSPLIT4),利用降水观测数据、ERA5和NCEP GDAS (National Centers for Environmental Prediction, Global Data Assimilation System)再分析数据,分析2014年7月13—16日铜仁持续性暴雨过程的水汽输送、收支和各水汽源地的定量贡献。结果表明：(1)东伸的南亚高压和高低空急流的耦合作用增强了低层辐合、高层辐散的动力机制,利于水汽在目标区域辐合上升、凝结,形成降水。(2)500 hPa稳定控制贵州南部以南地区的副热带高压、短波槽和低纬印度半岛的热带气旋协同作用,建立明显的水汽输送通道,使海上的水汽源源不断地输送到暴雨区。(3)后向追踪120 h发现,暴雨区空气块主要来自阿拉伯海、孟加拉湾和南海,所处高度较低;少量空气块来自铜仁以北至欧亚大陆、大西洋,所处高度较高。(4)影响铜仁暴雨的水汽源地为铜仁以南-南海及附近岛屿和海域、印度半岛东部-孟加拉湾、阿拉伯海-印度半岛西部,水汽贡献率分别为48.29%、32.17%和10.47%,铜仁以北至欧亚大陆、大西洋的贡献率为9.07%。(5)850 hPa和700 hPa为主要的水汽输送层,为暴雨区贡献了近3/4的水汽,其余1/4水汽由500 hPa输送。

     

基于分布式水文模型的小流域山洪预报方法与应用

以2016—2017年清江流域2次大径流事件和3次小径流事件为研究对象,首先,分析了CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源融合降水产品(CMPAS)、中国全球大气再分析产品(CRA)和雨量站降雨资料(Gauge)3种产品的降水时空分布特征;然后,基于径流事件实况与不同降水产品的特点,设计了两种径流模拟试验方案,对3种产品的降水数据输入WRF-Hydro模式的径流模拟结果进行分析。最后,结合降水时空分布差异,探讨3种降水产品在径流模拟中的应用效果。结果表明: (1)5次径流事件中,3种降水产品探测的降雨中心、雨带位置和走向大致相同,流域内面雨量随时间变化趋势较为一致。(2)两种试验方案下,3种降水产品均能模拟出各次径流事件。对大径流事件,CMPAS的模拟效果最优,相关系数均在0.76以上、纳什效率系数均在0.63以上;对小径流事件,Gauge的模拟效果最优,相关系数均在0.75以上,纳什效率系数均在0.48以上;CRA无论对大、小径流事件,其模拟效果相对都较差,但参数经重新率定后,其模拟效果明显改善。(3)3种降水产品经重新率定参数后(方案2),其在峰现、涨水、退水各时段的径流模拟效果改善不同。对小径流事件,相对涨水和退水时段,各产品在峰现时段的模拟效果改善较为明显,而对大径流事件,3种降水产品在各时段的模拟效果均无明显改善。

     

2022年汛期四川多模式降水预报检验

采用站点观测和EC、EC订正场（ECR）、CMA_3KM、SWC_3KM模式12~36 h降水预报资料,基于TS评分、SAL检验等指标,对2022年汛期四川多模式降水预报效果进行检验和对比分析。结果表明：（1）SWC_3KM有雨日数预报最接近实况分布,EC模式雨日空报最多且在川西高原和攀西地区尤为显著,EC模式大雨日数预报优于其余模式。（2）BS评分显示EC模式大量级降水预报偏干,其余模式均以湿偏差为主。TS评分暴雨量级各月均以ECR预报最优。（3）个例评分对比,ECR预报效果最稳定,过程最高TS评分次数最多,SWC模式次数最少。（4）ECR个例预报降水强度及雨带位置、走向与实况最接近,EC模式预报偏弱。SWC_3KM模式强降水雨带位置预报在盆地西北部和凉山州北部参考性较高。CMA_3KM和SWC_3KM模式预报大量级降水在高海拔地区存在较大范围空报。     

台风激发的第二类地脉动特征及激发模式分析

0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风“森拉克”和“黑格比”激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式：（1）近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;（2）台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现：第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响.

     

晴天及阴天条件下WRF模式中几种边界层参数化方案的对比分析研究

利用WRF模式中5种常用边界层参数化方案（ACM2、YSU、BouLac、MYJ和MYNN2.5）及美国能源部大气辐射观测试验（ARM）寿县综合观测数据（2008年8-12月）,对比分析了晴天及阴天条件下,不同参数化方案对典型农田下垫面气象要素及边界层结构的模拟效果,结果表明：（1）模式对于云层状况的模拟,非局地方案ACM2和YSU方案优于局地方案.（2）对于近地层气象要素,晴天和阴天条件下均是ACM2方案对于2 m温度和比湿的模拟效果最好,MYJ方案对于风向风速的模拟效果最好.（3）对于位温及比湿垂直廓线的模拟,晴天和阴天条件下均是非局地方案（ACM2和YSU）对白天的模拟效果优于局地方案;ACM2方案对夜间弱稳定层结和逆湿结构的模拟最优;（4）对于风速垂直廓线的模拟,白天不稳定条件下,晴天条件MYJ方案最优,阴天MYNN2.5方案的模拟效果最好;夜间弱稳定条件下,晴天条件ACM2方案与观测值之间的偏差最小,阴天YSU方案模拟效果最好;（5）总体而言,在对典型农田下垫面进行模拟时,晴天和阴天条件下均是ACM2方案更具优势.

     

辽河坳陷兴隆台油田成藏特征与成藏模式

利用地球化学、地质资料对辽河坳陷兴隆台地区的成藏特征进行了系统研究,认为研究区具有多油源供烃、多类型输导、多期次充注的特点。油源对比研究表明,油气主要来源于清水洼陷,其次为陈家洼陷,其中清水洼陷沙三段为主要烃源岩。含氮化合物指示油气沿着断层、砂体、不整合面等多种输导体,从生烃洼陷向构造高部位进行运移。流体包裹体与烃源岩生烃史显示研究区发生了多期成藏,主要成藏期为东营末期。综上,建立了以下3种成藏模式:潜山油气藏的"单源供烃、断层-不整合输导、早期成藏模式",沙三段油气藏的"自生自储、断层-浊积砂输导、早期成藏模式"和浅层沙二段、沙一段、东营组油气藏的"多源供烃、断层-砂体输导、晚期成藏模式"。     

近海含煤岩系层序地层学研究现状

20世纪80年代末期兴起的层序地层学,为人们理解聚煤作用提供了新的思路。通过对国内外近海含煤岩系层序地层学研究成果的分析,认识到：海侵过程成煤、幕式聚煤作用、事件成煤作用、海相层滞后时段聚煤等观点的提出,大大促进了含煤岩系研究的发展;含煤岩系层序地层学聚焦于基准面与泥炭堆积关系的研究,煤岩学、煤化学方法与层序地层学的结合使这种关系更加清晰化;地层接触关系、煤层特征、煤岩特征和煤化特征是判断煤层作为成因层序地层边界的重要依据;含煤岩系层序地层学由聚焦于层序格架中煤层位置的研究,逐步转变为关注于煤层中高频基准面旋回的研究和可容纳空间与煤层、煤岩关系的研究。今后的研究要逐渐拓展到内陆湖盆,应建立不同构造背景下的内陆湖盆成煤模式或理论。     

广清高速公路改扩建工程岩溶塌陷主要影响因素分析

岩溶塌陷对工程建设的影响不容小视。为了研究广清高速公路改扩建工程中影响岩溶塌陷的两个主要因素冲击荷载作用和地下水下降对塌陷的影响程度,在资料收集和现场调研的基础上,统计工程区12处岩溶塌陷的基本情况,总结塌陷特征并分析影响塌陷的主要因素,建立与实际覆盖层结构相符的塌陷地质模型-砂土+粉质黏土+灰岩地质模型。根据极限平衡理论,分别在冲击荷载和水位下降两种力学作用下对塌陷地质模型进行稳定性计算。通过计算得出,最大冲击荷载的作用在一定程度上会影响覆盖层的稳定性,但不是导致地面塌陷的主要因素,而地下水位下降对工程区岩溶塌陷起到了决定性的作用。通过进一步分析水位下降对塌陷的影响程度,确定水位降幅4m为警戒值, 6m为危险值,为保证施工的安全性提供一定的理论依据。     

油气运聚影响下三维地震精细解译的砂岩型铀矿控矿因素分析——以松辽盆地大庆长垣南端铀矿为例

松辽盆地大庆长垣隆起区砂岩型铀矿资源丰富,但成矿条件复杂。以大庆长垣南端四方台组砂岩型铀矿为研究对象,基于三维地震精细解译成果,对长垣隆起区铀矿的分布特征、富集主控因素及成矿模式开展研究。结果表明：①三维地震资料是刻画断层与砂体分布的有效手段;②砂岩型铀矿主要富集在四方台组一段的河道砂体中,与沟通深部油气储层的输导断层邻近;③河道砂体、油气输导断层及油气圈闭是控制砂岩型铀矿富集的3个主要因素;④长垣隆起区的砂岩型铀矿是含铀地下水与油气运聚协调配合局部富集的结果,建立了输导断层与油气圈闭联合控矿模式。研究成果为含油气盆地砂岩型铀矿勘探提供了新的思路。     

一维热扩散湖模式在太湖的应用研究

太湖微气候条件及局地热环境的研究对于太湖周边城市地区可持续发展以及大气宏观调控具有重要意义。为了更准确模拟太湖湖-气交换,将CLM4-LISSS浅水湖泊陆面过程参数化方案耦合进入WRF中的Noah陆面过程模型。采用太湖湖上平台及岸边陆上测站观测的数据,评估了CLM4-LISSS浅水湖泊过程方案对太湖区域近地层气象条件的模拟性能。并基于耦合模型模拟研究了太湖对周边城市区域热环境的影响。结果表明,CLM4-LISSS湖泊陆面过程方案模拟的湖表面温度能反映真实温度的变化趋势。两种陆面过程方案在2 m气温的模拟值也存在一定的差异。CLM4-LISSS与Noah方案计算所得湖上2 m气温的模拟值与观测值的平均均方根误差分别为1.77和2.22℃,平均相关系数分别为0.88和0.84;模拟10 m风速的平均均方根误差分别为1.93和2.78 m/s,平均相关系数为0.72和0.68。太湖对周边城市热环境存在明显的影响。8月太湖对周边地区15时（北京时）近地层平均降温0.5-0.7℃,影响范围达60 km。06时太湖导致周边近地层平均升温达0.7-1℃,影响范围达50 km。湖风带来的冷空气抑制了城市热岛的垂直运动,在高温天气下使得苏州、无锡和常州城市地区昼间边界层下降高度可达300、400和100 m。无锡地区边界层内气温最高降幅可达0.5-0.7℃。通过选取无锡地区2015年8月28日高温小风天气作为背景条件,分析该地区湖风对城市热岛环流的影响机制。结果表明湖风能够破坏无锡地区的热岛环流结构,改变近地面热量和水汽的分布,抑制城市热岛的垂直发展,并影响至整个无锡地区。局地热力环流的变化对于局地气候以及污染物质的输送与扩散有可能产生重要影响,准确的湖泊陆面过程参数化方案对于天气预报、空气污染模拟,以及气候模拟研究等均具有重要意义。