地磁扰动的时空变化规律和产生原因：统计和模拟研究

地磁感应电流（Geomagnetically Induced Currents,GICs）是发生在地球表面的一种空间天气现象,对石油管道、电缆等长距离地面基础设施会产生不利影响.研究GICs的产生原因及其与太阳风驱动条件的关系对于预报灾害性空间天气具有重要意义.由于GICs的产生与地磁场扰动紧密相关,本文利用北半球100多个地磁台站的长期监测数据,统计分析了地磁扰动及其时间变化率（磁扰率）与各种太阳风参数/地磁指数之间的相关性,并以2013年3月17日的磁暴事件为例,采用全球空间天气模型框架（space weather modeling framework,SWMF）模拟了磁暴期间地磁场扰动在北半球的分布以及日地空间中各电流体系对地磁扰动的作用.研究结果表明：（1）中低纬度的地磁扰动北向分量B_x与表征环电流强度的SYM-H指数呈现较高的正相关性（相关系数CC=0.75）,高于它与亚暴AE指数以及其他太阳风参数的相关性,说明磁暴期间环电流是导致中低纬度北向磁场减弱的主因,而在平静期间东向的磁层顶电流是中低纬度北向磁场增强的原因;（2）地磁扰动率与太阳风动压、行星际磁场IMF B_z、亚暴AE指数或者磁暴SYM-H指数均没有强相关性;（3）高纬地区的磁扰率通常大于低纬地区,而较强的磁扰率倾向于出现在中等磁暴或者中等-强亚暴期间的中高纬地区;（4）SWMF模型能较好地反演地磁平静时的北向地磁扰动和磁暴时的东向地磁扰动;（5）磁暴期间,磁层电流对中低纬度北向地磁扰动的贡献最大,而电离层霍尔电流对高纬地区的北向地磁扰动有着很强的支配地位;另外,高纬地区的东向地磁扰动主要由霍尔电流控制,而中低纬地区则受制于场向电流.

     

内蒙古中西部春季沙尘暴年代际振荡及环流特征分析

利用内蒙古中西部50个气象观测站1961—2000年春季沙尘暴日数资料,国家气候中心提供的北半球月平均500 hPa高度场网格尺度为10°(经度)×5°(纬度)的网格点资料、北半球500 hPa月平均环流特征量资料、东亚季风资料分析研究冬春季中高纬度大气环流的年代际尺度的演变特征及其对内蒙古中西部沙尘暴的影响,进一步揭示内蒙古中西部春季沙尘暴年代际变化的原因。结果表明：青藏高原位势高度、贝加尔湖地区位势高度、乌拉尔山地区位势高度、东亚冬季风、亚州经向环流、印缅槽、西太平洋副热带高压强度都对内蒙古中西部春季沙尘暴年代际振荡产生不同的影响。为内蒙古中西部春季沙尘暴的短期气候预测提供年代际尺度上的基本环流背景。     

Dust provenance and its role as a potential fertilizing agent for the Okavango Delta,Botswana

Dust plays a globally important role in supplying biologically essential elements to landscapes underlain by nutrient-poor substrates. Here we show that dust may play a significant role in sustaining productivity in the vast wetlands of the Okavango Delta in southern Africa, one of the world's richest biodiversity hotspots. Dust accumulates preferentially on tree-covered islands in the seasonal swamps of the Delta, creating pockets of fine-grained, nutrient-rich material within the semi-arid landscape of the Kalahari Desert. Strontium and neodymium isotopes reveal that this dust likely originates predominantly from the Makgadikgadi salt pans, located 300 km away, and contributes 10–80% of the fine-grained material present in Okavango island soils. Surface material sourced from the Makgadikgadi Pans contains relatively high amounts of bioavailable phosphorus and iron, potentially influencing Okavango Delta biological productivity. We propose that long-term ecosystem productivity and nutrient availability in the Okavango may be strongly mediated by regional dust inputs. Understanding the influence of dust deposition on nutrient loads and biogeochemical cycling is thus critical for predicting the response of the Okavango Delta to future changes in climate. We suggest that dust inputs may play a significant role in the supply of nutrients to other large, global wetland systems located in dryland environments. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd     

基于多种神经网络的风暴潮增水预测方法的比较分析

简要介绍了利用BP神经网络、小波神经网络、递归神经网络进行风暴潮增水值预测的原理。选取广东省珠江口以南的阳江站2017年风暴潮增水数据进行测试。结果表明,三种神经网络方法针对阳江地区风暴潮增水的预测均具有可靠性和实用性。以当前增水值为输入量的单因子模型更能反映真实风暴潮增水趋势,而从增水极值预测的准确性来看,以台风风力、气压、风向等相关参数为输入量的多因子模型优于单因子模型。BP神经网络更适用于多因子长时间预测,小波神经网络在单因子短时间预测上准确性更高,递归神经网络预测值与实测值相关性更强。在工程运用中,需根据地域时空特点、数据资料的丰富度与预测值评估指标选择合适的方法。     

“纳沙”台风引起北部湾沿岸风暴射流及其机制

基于FVCOM模式建立一个三维数值模型,对2011年“纳沙”台风登陆北部湾前后水位与流场变化进行了分析,并探究了风暴射流的生成机制。结果表明,广西近岸风暴射流的产生是对台风到来造成的水位起伏变化的一种正压响应;台风进入到北部湾期间,造成北部湾近岸水位先降低后升高,所导致的水位梯度差产生了驱动力,促使海水向西运动增强,从而导致在广西近海风暴射流的产生;台风登陆期间琼州海峡西向流流量增大到0.4 Sv以上,最大可达0.7 Sv;台风进入到北部湾后,促使琼州海峡西向流更多进入到北部湾,造成湾内正位涡输入增大,产生了气旋式环流来维持位涡平衡,同时气旋式环流也有利于向西运动的风暴射流增强;流经广西沿岸的风暴射流引起向西的水体输运可达0.2 Sv,对北部湾内营养盐以及污染物运移将产生重要影响。     

青岛灵山岛下白垩统湖泊风暴沉积与风暴作用

灵山岛背来石剖面发育了非常典型的湖泊风暴岩和风暴作用。非常典型的丘、洼状构造发育在火山岩底部的砂页岩中。丘状构造呈典型的丘状,规模不一,小者高数厘米,宽数十厘米;大者高2. 4m,宽12. 48m;具有典型的二元结构：底部为灰色或浅灰色的砂砾岩或砂岩;顶部为深灰色 黑色泥岩、页岩或薄层砂岩互层。砂砾岩分选磨圆均很差,砾石主要为片麻岩,直径多在数毫米到3~4cm,呈悬浮式胶结。砾岩底部为凹凸不平的侵蚀面,砾岩向丘状构造两翼变薄甚至尖灭,与下部侵蚀面呈典型的角度交切。丘状构造的上部的细粒层有四个要素：①上凸形态;②丘状交错层理;③下细上粗的二元结构;④底部具侵蚀面。洼状构造也具有典型的洼状,规模也不一,小者高数厘米,宽十余厘米;大者高2. 4m,宽18. 70m,具有下细上粗的（反)二元结构,但底部多为深灰 灰黑色、甚至黑色的泥岩、页岩或夹薄层砂岩,上部多为砂岩、砂砾岩或砾岩。完整的洼状构造也有四个要素：①下凹形态;②或有洼状交错层理;③下细上粗的（反)二元结构;④底部具侵蚀面。丘状构造与洼状构造在空间上相邻共生,但不是同时形成的,一个连续的完整序列是丘状构造形成在先,洼状构造形成在后,其间由一个粒度较细的薄层分隔开（风暴最高水位时的“静”水沉积)。基于实验和丘洼构造参数计算了风暴浪的相关参数。     

磁暴事件简报智能化产品设计

磁暴事件影响日地空间环境,例如：通讯系统、电力系统、输油管道、空间飞行器等均会受到严重影响。磁暴观测是地磁台站的常规业务工作,结合地震行业发展规划,考虑其他行业对磁暴数据指数的需求,基于Datist数据专家程序设计磁暴事件智能化系统,可在磁暴发生后快速、及时、准确地推送详细指数,根据不同用户需求,以专业磁暴简报产品报告形式进行输出,为用户开展事件分析和深入研究提供基础数据。     

一种计算沉积速率的新方法--宇宙尘埃特征元素法

地球每时每刻都在接受宇宙尘埃的沉降,且其年沉降量相对稳定,加之宇宙尘埃中的Ir、Co等特征元素的平均含量较恒定,因此沉积物中宇宙尘埃特征元素Ir、Co的丰度值能够体现出沉积物的沉积速率。当沉积速率较慢时,沉积物中宇宙尘埃特征元素的丰度值较大,反之,则较小。本文在前人工作的基础上,对利用宇宙尘埃特征元素计算沉积速率的方法和原理进行了探讨,并运用该方法对山东临朐N/E界线地层的沉积速率进行了实例研究。与传统方法相比,依据宇宙尘埃特征元素在地层中的分布特征计算沉积速率具有更好的实用性和准确性。     

中国海陆过渡带——岸海洋环境特征与变化研究

海岸海洋是陆地与海洋过渡的地带,位居亚洲与太平洋之交的中国海岸类型丰富,河海交互作用与人类活动影响使海岸海洋环境与作用过程独具特色.河流的贯通作用,使得全球变化与人类活动对河流流域的作用,亦在海岸海洋地区表现出来,并对海洋环境形成显著的影响.历史与现实实例表明,在海岸海洋的开发利用中需重视研究海陆交互过渡带环境特征,尽...     

山西省暴雨气候特征分析

根据山西省109个气象台站1959年至1990年以来的暴雨资料，运用气候统计分析方法，分析了山西省各地暴雨发生的类型，强度，持续时间，时空分布等方面的气候特征。