2017年6月一次华南沿海强降水的对流性特征及热动力机制研究

在华南北部或长江流域有锋面雨带活动时,华南沿海常常会出现对流性强降水,突发性很强,给预报造成很大的困惑。文章采用多种观测资料、ERA-Interim 0.125°×0.125°逐6 h再分析资料,对2017年6月15～16日华南北部的锋面雨带及沿海强降雨过程开展分析,对比了二者降水特征与环境条件,重点探讨了该次过程华南沿海强降雨的对流触发与维持,揭示了一种由边界层风切变强迫造成涡度持续发展的动力效应。结果表明:（1）锋面雨带与华南沿海强降雨在降水特征上有显著差异,并各有特点。锋面雨带以大尺度层状云降水和弱对流性降水为主,降水强度东段弱西段强。沿海强降雨以对流性降水为主,局地性强、落区集中、强降雨持续时间长、夜发性明显。（2）水汽方程诊断发现沿海强降雨在边界层水平水汽平流项、垂直水汽输送项比锋面雨带东段具有更大量级,大气层结反映出更深厚的暖层、湿层与对流不稳定,是二者降水强度及性质差异的主要原因。（3）莲花山、峨眉嶂造成气流侧向摩擦与正面阻挡促使漯河河谷内垂直涡度发展,暖湿空气堆积上升并达到自由对流高度,触发了华南沿海最初的降水。夜间建立的西南风急流使边界层垂直风速切变增强,水平涡度倾斜部分转化为垂直涡度发展,与风速水平切变造成的垂直涡度叠加,是强降雨持续时间长的动力机制。海陆边界摩擦差异造成水平、垂直两个方向的风切变增强,共同强迫垂直涡度发展是此次强降雨过程对流维持的动力效应。（4）方程诊断表明华南沿海强降雨由对流潜热释放造成的垂直上升速度占总垂直上升速度的39%～75%,持续、稳定的对流潜热释放是强降雨持续时间长的热力驱动因素。     

青藏高原西部一次高原涡生成的数值模拟研究

使用ERA5、ERA-Interim和FNL 3种常用再分析/分析资料驱动WRF模式对2006年8月14日青藏高原西部的一次高原涡活动进行数值模拟,在评估不同再分析资料驱动WRF模式对高原涡的模拟能力基础上,利用涡度收支、视热源和视水汽汇方程,诊断分析高原涡生成过程中的热力和动力结构特征.结果表明,使用ERA5和ERA...     

塔克拉玛干沙漠石油公路沿线风沙活动的气候环境

塔克拉玛干沙漠石油公路沿线风沙活动是由塔木盆地内热能释放与冷空气入侵相互作用的结果。冷期,盆地内冷高压逆温作用较强,地面热能不足,使得风力和风沙活动强度弱;暖期,盆地内热源剧增,每当热能源饱和遇到冷空气入侵诱导,导致了强风及强风沙活动天气。可见,区内风沙活动及风成景观的塑造过程,主要是在暖干期进行的。     

四川石棉草科穹状岩浆核杂岩构造特征

位于扬子陆块西缘的石棉草科穹状变形变质体,据近年来的研究表明,该穹隆体经历了三次变形变质时期：早期为收缩滑脱变形的区域动力变质、中期热隆伸展动热变质和后期岩浆热接触变质。对主期变质划分出黑云母带、石榴石带、红柱石－十字石带和矽线石带,确定为低压相系,利用变质反应、矿物地质温压计及相关的同位素年龄资料,建立了草科穹状变形变质体演化的ｐ－Ｔ－ｔ－Ｄ轨迹。轨迹图呈顺时针形式,具碰撞造山带环境的特点,变形变质过程受变质体前缘西油房韧性剪切带逆冲－推覆作用和后缘碰撞晚期岩浆大规模上侵的双重制约,为深源岩浆热动力变质成因,属穹状岩浆核杂岩构造。     

热动力条件对白云凹陷深水区珠海组砂岩成岩演化过程的影响

珠江口盆地白云凹陷位于中国南海北部,是目前我国深水油气勘探研究的重要区域.盆地现今大地热流值为24.2～121.0mW/m^2,单井现今地温梯度(Gra)最高可达6.64℃/100m,具"热盆"属性.白云凹陷裂后沉降阶段,特别是白云运动(23.8Ma)发生之后,盆地由断裂控盆转变为断裂、热作用共同控盆,热作用及热动力条件成为控制研究区储层成岩演化过程的重要因素,珠海组地层的镜质体反射率值、砂岩中次生流体包裹体均一温度、热液成因自生矿物等热流背景及岩石学记录为这一观点提供了有力证据.通过铸体薄片显微镜下观察与定量统计、电镜扫描观察、X-射线衍射分析等,发现白云凹陷北部中-低地温梯度(LGR,Gra≤4.5℃/100m)和南部高地温梯度(HGR,Gra>4.5℃/100m)两个地区珠海组砂岩的成岩作用特征、成岩演化过程存在以下差异:(1)中-低地温梯度地区珠海组砂岩的压实作用主要是静岩压实作用;高地温梯度地区珠海组砂岩的原生孔隙受静岩压实作用和热压实作用的共同控制,压实减孔速率高,等孔隙度埋深显著变浅;(2)地层升温速率的增大加快了储层中粘土矿物转化的速率,高地温梯度地区高岭石消失的埋深界限较中-低地温梯度地区浅,I/S(伊利石/蒙皂石混层)有序化进程较中-低地温梯度地区有所加快;(3)中-低地温梯度地区珠海组砂岩成岩演化过程属正常有序演变,高地温梯度地区受构造热事件的影响明显,深部流体参与了高地温梯度地区珠海组砂岩的成岩演化过程,地层孔隙水物质交换过程复杂,成岩演化进程加快,改变了碳酸盐矿物溶解-沉淀热平衡状态,各成岩作用过程活跃并出现一些典型的热液成因自生矿物组合.     

侵入接触构造的地质力学研究

本文介绍了作者运用地质力学方法、原理并借鉴国际研究动态,涉足侵入接触构造研究获取的部分成果。基本要点包括:(1)侵入接触构造自成系统;(2)可分3种基本型式;(3)是岩体侵位动力和区域构造应力双重作用的结果;(4)控矿构造的多期活动与水压破裂相关;(5)一般所谓外接触带构造,实质为热动力变质构造.      

青藏高原未来气候变化的热动力成因分析

利用第五次国际耦合模式比较计划(the Fifth Phase of Coupled Model Inter-comparison Project,CM IP5)的8个模式在高浓度排放路径RCP8. 5下的输出资料对青藏高原(下称高原) 21世纪未来气候变化进行预测,基于水汽收支方程对高原局地地表水通量P-E(降水-蒸发)变化进行热动力过程分解,求取平均环流(动力因子Mean Circulation Dynamic,MCD)、水汽辐合项(热动力因子,Thermal Dynamic,TH)等对P-E通量变化的相对贡献率,建立大尺度环流变化和高原局地气候变化的定量关系,探讨高原未来气候变化的热动力成因。研究结果表明:(1)高原未来整体变暖湿,与历史参考时期1986-2005年相比,21世纪末P-E通量增加17. 9%,增湿梯度呈西北-东南向分布,以高原东南部林木分布区增加最显著;(2)在高原湿季(5-9月,也即高原植被生长季)内,因平均环流变化导致的水汽输送变化是高原未来变湿的主要原因,贡献了约53%的P-E通量增加,这与气候变暖后Hadley环流下沉支和中高纬西风环流的极向扩展有关;热动力因子贡献了12%P-E通量的增加,对高原未来的整体变湿贡献相对较小,但在三江源区热动力贡献较大,这与该区未来植被覆盖增加,植被对气候变化的正反馈加强有关。值得注意的是,受CMIP5多模式分辨率粗糙、模拟性能在高原地区差异较大等的影响,分析结果存在一定不确定性,结论比较初步,未来使用分辨率更高、物理过程更完善的模式,结合统计方法提高预测精度可进一步改善研究结果。     

基于BJ-RUCv2.0预报系统对大雾形成和发展关键条件的数值分析

为了弄清北京地区持续性雾-霾天气过程的演变规律、揭示大雾形成和发展的关键条件,利用常规气象观测资料、高速路自动气象站观测资料和大气成分观测资料分析了2013年1月26~31日雾-霾天气过程的演变特征和有利于大雾形成和发展的天气形势。在此基础上,采用先进的北京快速循环同化中尺度数值预报系统（BJ-RUC v2.0）开展数值模拟,分析大雾形成的水汽、动力和热力条件,得出:模式对1月30日夜间至31日前半夜的雾区模拟较好,但对28日夜间至29日白天（大雾天气伴严重大气污染）雾区的模拟偏差较大。发现近地层的持续性东南风使950 hPa以下湿度增大是大雾形成的关键条件。上层（975~800 hPa）的明显暖平流导致逆温层的加强和维持,使大气层结稳定度增强,是大雾天气发展和维持的重要条件。另外,近地层950 hPa以下为风场辐合、其上层为风场辐散的结构有利于雾的进一步发展。     

湿斜压大气中暴雨中尺度系统发展的一种可能机制

根据暴雨中尺度系统发生时的大气运动特征,在绝热、无摩擦条件下,从湿斜压原始方程出发,考虑大气运动的涡度及散度演化不仅受动力场的制约,而且还受到热力场的约束,采用不同于传统研究涡度及散度方程的分析方法,导出了新形式的涡度及散度方程。在此基础上,分析了湿斜压大气中对流层中低层气流旋转与辐合持续增长的动力特征,初步揭示了湿斜压大气中暴雨中尺度系统发展的动力机制。