高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究

以业务应用为目标,开展高时、空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究。运用北京快速更新多尺度分析和预报系统集成子系统（RMAPS-IN,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Integration）,对雷达四维变分分析系统（VDRAS）30 min临近预报的高时、空分辨率三维风场作为数据源与自动气象站风场观测进行快速融合处理。结果表明,以VDRAS临近预报风场取代数值模式预报场作为融合初猜场后形成的分析结果对于风场有明显的改善:（1）长时间序列客观检验结果表明,地面10 m高风场U/V分量绝对误差分别为0.05和0.06 m/s。实时融合对未来预报的影响随着预报时效的延长,U/V分量的绝对误差不断增大。（2）对于11个强对流个例,地面10 m高风场风速均方根误差降低0.3 m/s,风向均方根误差降低13°;边界层三维风场,风速均方根误差降低0.8 m/s,风向均方根误差降低10°。平原站点融合以后风速、风向预报效果有较大改善,山区站点融合以后改善相对较小。（3）通过对2017年7月20日暴雨和7月7日雷暴大风个例的详细分析,发现融合基于雷达资料四维变分同化获得的高分辨率临近预报风场对各对流系统中的中尺度结构特征给出了更加细致准确的描述。      

WRF中土壤图及参数表的更新对华北夏季预报的影响研究

土壤质地及其物理性质的参数化对陆面过程模拟具有明显的影响。研究了土壤质地和土壤水文参数表的更新对WRF（Weather Research and Forecasting）模拟性能的影响。使用北京师范大学土壤属性数据集和修正后的土壤水文参数表替换WRF默认数据,对2017年6—8月华北地区开展数值模拟试验和评估验证。结果表明,模拟结果对土壤类型数据集和水文参数表的更新较为敏感,对地面要素预报有正效果。WRF默认土壤数据集中,中国东部以粘壤土为主,而在北京师范大学土壤数据集里则以壤土为主;修正后的土壤水文参数在Noah陆面过程中增强了裸土潜热蒸发能力。数值模拟试验表明,土壤输入数据和土壤水文参数的更新能够增强陆面向大气的潜热同时减弱感热输送,致使大气底层温度降低而湿度增大。利用华北区域748个地面气象观测站的2 m温度和2 m湿度对2017年夏季的模拟结果进行验证,结果显示更新试验对地面要素的预报偏差有较好的修正作用,能够将2 m温、湿度的预报技巧分别提高3.4%和2.9%。      

青海德令哈蓄集银铅矿床地质与S-Pb同位素组成及其成矿学意义

蓄集矿床是宗务隆构造带内发现的重要银铅矿床。蓄集银铅矿床赋存于石炭-二叠系宗务隆群果可山组灰岩夹千枚岩地层中,矿体呈脉状、透镜状、似层状,明显受近东西走向的断裂构造控制,矿体围岩蚀变主要为硅化和绢云母化,矿石矿物主要为方铅矿和银黝铜矿,脉石矿物主要为石英,矿石具有斑杂状和网脉状构造。对该矿床开展了S-Pb同位素组成分析。硫同位素分析结果表明矿石中硫化物矿物δ~(34)S值变化于5.0‰～8.4‰之间,显示硫主要为岩浆来源,有少量地层的贡献;铅同位素分析结果表明,矿石~(206)Pb/~(204) Pb=17.896～17.922,~(207)Pb/~(204) Pb=15.589～15.617,~(208) Pb/~(204) Pb=38.072～38.166,与围岩铅同位素组成(~(206) Pb/~(204) Pb=17.94～18.976,~(207)Pb/~(204) Pb=15.600～15.696,~(208) Pb/~(204) Pb=38.106～40.943)较为相似,而与蓄集峡口闪长岩铅同位素组成(~(206) Pb/~(204) Pb=18.144～18.589,~(207)Pb/~(204) Pb=15.623～15.636,~(208)Pb/~(204) Pb=38.790～39.033)相差较大,反映成矿物质主要来自围岩地层宗务隆群果可山组。综合分析认为,蓄集银铅矿床与宗务隆构造带晚二叠世岩浆活动关系密切,应属岩浆热液为主的热液充填-交代成因类型。     

基于FY-4A卫星数据的短时强降水监测预警指标

选取2018—2021年汛期短时强降水天气过程,利用相关性分析、箱线图法和极值统计法,尝试研究FY-4A卫星产品在短时强降水天气过程中的监测预警指标。研究表明：(1)FY-4A卫星多通道数据可以作为短时强降水监测预警的定量化指标予以应用。(2)筛选出相关性较好的13项产品统计出短时强降水的监测预警指标,其中赋值类指标4项,数值判别类指标9项(含辅助指标3项);初步设定13项指标中有9项达标时,短时强降水会发生。(3)在评估基础上完善了指标,监测预警效果有所提高,TS评分提高5.4%,空报率降低2.7%,漏报率降低1.9%。     

基于土地整治的复垦耕地生态质量研究

土地整治是增加耕地面积、推动农业发展的重要措施,是我国生态文明建设的基石。为了解土地整治后耕地土壤的环境生态质量,本研究以上海市某市级土地整治区域为研究对象,通过测定土壤基本理化性质、土壤肥力、土壤酶活性和土壤动物多样性相关指标,对比研究了经土地整治后的两处典型新增耕地(XZ1、XZ2)与质量建设耕地(ZL)土壤的理化指标和生物多样性等生态质量的变化。结果表明：XZ2的土壤有机质含量与阳离子交换量(CEC)显著高于ZL(P<0.05),XZ2地块的土壤全氮含量比ZL高20.21%,新增耕地全钾(TK)含量低于质量建设耕地;XZ2耕地的中性磷酸酶(NP)、蔗糖酶(SC)、脲酶(UE)活性以及土壤动物优势度高于ZL地块。相关性分析表明,蜱螨目动物有利于土壤氮磷矿化和阳离子交换量(CEC)的提高,新增耕地土壤的动物的丰富度较高但多样性较低,客土土源直接影响土地整治后土壤的理化性质和肥力,且根据耕地的利用需求采用不同土源,在达到耕地土壤生态质量提高的前提下保证客土土壤的合理化利用。本研究为后期生态土地整治项目的实施提供理论参考。     

SAR影像与光学影像的高斯伽玛型边缘强度特征匹配法

提出了一种基于影像边缘强度图描述的SAR影像与光学影像匹配方法。首先对影像进行粗纠正,消除影像之间的尺度和旋转变化;其次,改进相位一致性特征检测方法,提取对影像相干斑噪声稳健的特征点;然后基于高斯伽玛型双边窗口比值算子计算影像边缘强度图,在此基础上构造不变特征描述符;最后联合几何约束条件,实现SAR影像与光学影像匹配。试验结果证明,与现有方法相比,本文方法能够大幅提高SAR影像与光学影像匹配结果中的正确匹配特征数量以及影像配准精度。     

雷波县小沟磷矿床风化带特征研究

雷波县小沟磷矿床为一超大型矿床,矿石主要工业类型为混合型矿石,矿石矿物成分较简单。受地表风化影响,矿石往往具"表富深贫"特征。通过各项探矿工程控制,基本查明了风化带矿石矿物及组份特征,探索研究风化带深度及分布范围,综合分析矿区风化带影响因素。     

南海表层沉积硅藻的分布及其与环境因子的关系

通过对取自南海62个站位的表层沉积物样品,进行了硅藻、沉积物粒度分析,查明了研究海区硅藻的种类组成及分布特点,共鉴定到硅藻56属的235个种和变种、变型.种类以热带外洋种为优势,如Azpeitia nodulifer、Roperia tesselata、Azpeitia africanus、Hemidiscus cuneiformis、Nitzschia marine 等,伴有一定量的热带—亚热带近岸种和广布种如Paralia sulcata、Thalassiosira excentrica、Cyclotella stylorum、Thalassionema nitzschioides、Thalassiothrix longissoma等.总体上,南海硅藻丰度变化呈现从陆架向陆坡至海盆递增的趋势.研究海区硅藻种类组成与临近的菲律宾海域相似程度最大,其次是东海、太平洋东北部海域.对影响南海表层沉积硅藻分布的主要因素进行了探讨,南海表层沉积硅藻主要受海底地质地貌、沉积速率、水动力条件和水文气候条件等的影响较大,硅藻的分布往往是这些因素综合作用的结果.     

胶体磷在河口IX随盐度变化的研究

研究了胶体磷在河口海区随盐度变化的趋势,并将其与颗粒态、真溶解态磷随盐度的变化趋势进行对比,分析胶体态磷在河口的行为与颗粒态磷和真溶解态磷二者的异同.探讨磷在颗粒相,胶体相和真溶液相之间的分配及其与悬浮颗粒物浓度的关系,研究胶体磷在河口海区中的迁移转化作用.研究结果表明,胶体相中总磷、有机磷和活性磷浓度由河端向海端降低,表明陆源输入是其主要来源.胶体有机磷占总磷比例随盐度增加而下降,表明有机磷受胶体去除过程的影响较明显,胶体磷在河口海区的浓度变化趋势及胶体中有机磷和活性磷的比例都与真溶解相接近而与颗粒相差别较大.     

春晓气田泥岩垮塌测井数据校正及应用

由于存在部分泥岩井眼垮塌,东海春晓气田测井曲线砂泥岩阻抗部分叠置。针对这一现象,采用未垮塌段泥岩伽马与密度拟合关系校正垮塌段泥岩密度,声波时差经本区伽德那公式拟合后求取。通过泥岩垮塌测井数据校正前后对比、直方交会、岩石物理、正演及反演效果分析,认为校正后的测井数据比较真实地反映垮塌段扩径泥岩地层特征,储层与围岩波阻抗差异明显,为储层反演、砂体空间展布分析提供了有力依据。