青藏高原东侧九龙夏季非降水云的观测特征

青藏高原东侧九龙地区是西南涡多发区,利用该地区新型探测设备开展云探测,有助于增强对西南涡多发区云特征的认识。利用2018—2019年6—8月九龙站地基微波辐射计资料,分析了该地区夏季非降水云的出现率、液态水路径及过冷水路径的观测特征。结果表明:九龙夏季非降水云出现率月均值在67%~82%之间,以低云和中云为主,高云较少;低云出现率表现为白天低、夜间高,而中云和高云则相反;云出现率的垂直分布表现为单峰形态,在约2km高度存在云出现率峰值8.1%;受大气热力层结日变化影响,云出现率的单峰垂直分布呈现日夜差异。另外,九龙夏季非降水云的液态水路径均值为0.433kg·m^(-2),其中低云、中云、高云的液态水路径均值分别为0.665、0.240、0.102kg·m^(-2);低云的液态水路径日变化特征与其出现率相似,而中云和高云的液态水路径日变化特征不明显。此外,九龙夏季非降水云中冷云的过冷水路径均值为0.154kg·m^(-2),其中低云、中云、高云的过冷水路径均值分别为0.065、0.166、0.102kg·m^(-2);总体上过冷水路径在液态水路径中的占比约为34.3%~38.8%,过冷水路径占比随云的高度而增大,这使得中云和高云的过冷水路径日变化与其液态水路径相似。与同纬度华中地区相比,九龙夏季非降水云具有明显不同的特征,这与两地之间的大气水汽特征差异密切相关。

“23.7”华北特大暴雨过程小时强降水时空分布特征

由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用,2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时)华北地区发生极端特大暴雨,造成了重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小时降水资料,分析了此次特大暴雨过程中的小时强降水(Hourly Heavy Rainfall,HHR)时空分布特征,并对不同历时类型强降水事件(Heavy Rainfall Event,HRE)的统计特征进行了对比。结果表明:1)此次特大暴雨HHR强度高、局地性明显,其对总降水量的贡献超过20%,北京西部、河北中部和西南部等太行山东麓为HHR降水量大值区和降水频次活跃区,双台风将水汽源源不断地输送到华北平原,受到太行山等山脉阻挡抬升,利于HHR增幅和持续。2)HHR降水量、降水频次经历6次峰值后减弱,其中第3次峰值时段的HHR降水量最大、降水频次最多、持续时间最长;而在“杜苏芮”残涡螺旋影响、暖式切变线和偏东风影响以及偏南或西南急流影响的3个主要降水阶段中,“杜苏芮”残涡螺旋影响阶段HHR最为活跃,共发生257次HHR,HHR最大降水量达73.5 mm。3)在3种类型HRE中,长历时(>12 h)最多,占比54.5%,短历时(1~6 h)次之,占比32.9%,中历时(7~12 h)最少,占比12.6%;长历时HRE降水量多>180 mm,短历时、中历时HRE的降水量多为[20,60)mm;HRE的最大降水量表现为短历时<中历时<长历时,而最大降水强度表现正相反,3种历时HRE的最大小时降水量多为[20,30)mm。4)不同类型HRE降水量、频次和平均降水强度的空间分布显示,长历时HRE因频次高于短历时和中历时,加之历时长,其降水量也高于后两种类型,北京、河北等地是长历时HRE降水量和频次大值区。

三峡库区蓄水前后夏季小时降水变化特征

利用国家气象信息中心小时降水资料,结合三峡库区地形的多样性,分析了库区蓄水前(1992—2002年)和蓄水后(2003—2021年)夏季(6—8月)小时降水时空变化以及不同类型强降水事件(HRE)变化特征。结果表明:蓄水后小时降水的降水量和频次减少,而强度增加;降水变化存在明显的地理分布规律,降水量、频次、强度在库区中北部增加,且多位于长江以北地区;降水量、频次在库区西南部减少,强度在库区中南部和西北部减弱,且多位于31°N以南。蓄水前后小时降水的日变化峰值时间位相的空间差异程度表现为降水强度>降水量>降水频次;蓄水后降水量、频次、强度呈增加趋势的站点增多,且降水量和强度的日变化峰值时间位相在高海拔山区具有位相前移特征。蓄水前后各等级小时降水的降水概率和降水占比变化不明显,其中降水概率在(0.1,0.5)mm等级最大,≥20 mm等级最小;降水占比在(1,5)mm等级最大,(0.1,0.5)mm等级最小,≥20 mm等级约为15%。蓄水后小时降水的日变化特征更加明显,其中≥20 mm等级的小时降水量和频次的双峰结构更为突出,其他等级的小时降水量和频次的峰值时间范围有扩大趋势,而各等级小时降水强度的次日尺度波动更频繁。蓄水前后HRE均是短历时型最多,长历时型最少,且短历时型HRE多开始于下午,中历时型和长历时型HRE多开始于夜间;蓄水后有利于HRE维持,短历时型HRE在中午和下午开始的概率增加,中历时型和长历时型HRE在清晨开始的概率增加。

三峡地基遥感垂直观测系统温湿廓线的误差分析与订正方法探讨

三峡地基遥感垂直观测系统是中国气象局“补短板工程”的先行试点,用于监测三峡库区大气垂直廓线的精细结构及演变,其中大气温湿廓线通过微波辐射计反演得到,评估大气温湿廓线的反演偏差并提高其精度对发挥好垂直观测系统在三峡库区的精密监测作用具有重要意义。利用2022年11月—2023年6月三峡微波辐射计和同址探空、自动气象站、毫米波测云仪等探测资料,评估了三种天气条件下(晴天、云天、雨天)微波辐射计83个探测高度层温湿度的反演偏差,提出对83个高度层重新分组与探空建立线性回归的微波辐射计温湿度订正方法;评估了订正前后的精度变化并以一次雨雪天气过程的探测结果讨论了订正方法的适用性。结果表明:(1)三种天气条件下微波辐射计和探空温度一致性均较好,多数高度层平均偏差在2℃以内。(2)晴天所有高度层微波辐射计探测湿度均高于探空探测;云天和雨天6 km以上高度层探测湿度均方根误差达30%。(3)高度层重新分组后建立的订正关系能明显提升微波辐射计探测的温湿廓线精度。(4)以一次雨雪天气过程探测为例,订正后的微波辐射计探测的温湿廓线与实况更接近。

地基微波辐射计与GPS无线电探空和GPS/MET的观测对比分析

利用同址GPS无线电探空和GPS气象学(GPS/MET)的观测数据,对微波辐射计反演的气象要素进行了对比分析。与GPS无线电探空结果对比,微波辐射计的温度和水汽密度廓线具有很好的正相关,而微波辐射计相对湿度廓线的正相关系数受到天气的明显影响。微波辐射计和GPS无线电探空的观测结果之间具有系统偏差,该偏差在无降水时较小,而在有降水时较大。这个系统偏差可能与两种探测设备采样方法的差异、微波辐射计反演算法以及降水影响等有关。尤其是降水时,天线罩上形成的液态水将会导致亮温测值的偏高,进而会给反演结果带来较大的系统偏差。降水的影响同样会体现在微波辐射计反演大气整层可降水量上。与GPS无线电探空结果相比,在无降水时,微波辐射计的可降水量偏小,两者的系统偏差在4 mm以内,而在有降水时,微波辐射计的可降水量明显偏大,两者的系统偏差也较大。与GPS/MET的结果相比,微波辐射计的可降水量总体上偏大,在无降水时,微波辐射计的可降水量与GPS/MET的结果具有很好的正相关,两者的系统偏差小于2 mm,而在有降水时,随着雨强的增加,微波辐射计与GPS/MET可降水量之间的相关系数会减小,同时两者的系统偏差会增大。

利用探空资料估算青藏高原及下游地区大气边界层高度

利用三个时段的探空加密试验资料,分别采用气块法和Richardson数法来估算青藏高原及下游地区的对流边界层和稳定边界层的高度特征。结果显示:(1)高原中部对流边界层结构的出现概率高于高原东侧及下游地区,而四川盆地稳定边界层结构的出现概率远高于高原和长江中游。(2)高原中部和东侧的对流边界层高度春季高而夏季低,其中高原中部的对流边界层高度高于高原东侧;四川盆地和长江中游的对流边界层高度冬季低、夏季高,而高原东侧的对流边界层高度的变化趋势则相反;四川盆地的对流边界层高度低于长江中游。(3)高原的稳定边界层高度春季高而夏季低;冬季四川盆地的稳定边界层高度高于高原东侧和长江中游,而夏季长江中游的稳定边界层高度高于高原东侧和四川盆地,冬夏差异导致的稳定边界层高度的变化幅度在长江中游最明显,四川盆地次之,而高原东侧最小。(4)高原东侧及下游地区的平均边界层高度的日变化具有相似的演变特征,平均边界层高度在白天高夜间低,而高原中部的平均边界层高度在日出左右较低,之后随时间逐渐增高,并在晚上达到最大值;高原的平均边界层高度的日变化振幅大于下游地区,且其日变化振幅随站点海拔高度的增加而增大。

黔南中三叠世Anisic期的生物礁复合体

黔中、黔西南的中三叠世是否存在生物礁是一个有争议的问题。本文论证Anisic期簸箕山组是一个典型的生物礁建造。簸箕山组有多种造礁生物,六射珊瑚、环口目苔藓虫以及龙介蠕虫类都是重要的造架生物,此外还有海绵和红藻类。格架洞穴是生物礁的主要结构之一,洞穴中粪粒和生物碎屑充填物的存在是生物礁结构的另一个特点。本文将珊瑚—藻礁划分为6个群落,并对礁周围的生物群落和沉积相作了论述。青岩组显示礁前和前沿礁的特点,而花溪组则为礁后泻湖沉积。它们与簸箕山组共同组成礁复合体。

地基微波辐射计反演的青藏高原东侧甘孜大气温湿廓线分析

微波辐射计能够获取分钟级别的大气温湿廓线,可以弥补气象探空在时间分辨率上的不足。本文利用青藏高原东侧甘孜站2017年8—10月并址观测的微波辐射计和探空资料,对微波辐射计反演大气廓线的精度进行分析,并利用这些廓线探讨甘孜大气热力和云水变化特征。分析结果显示,总体上微波辐射计反演参量与探空观测之间具有高相关系数,微波辐射计反演的温度、相对湿度和水汽密度与探空观测的偏差分别为1.3℃、-2%和0.71g·m^-3,相应的均方差分别为2.9℃、20%和1.08g·m^-3,非强降水对微波辐射计观测质量的影响较小。微波辐射计与探空的温度偏差在多数高度层上小于2℃,能够达到气象业务的偏差要求。非雨天时微波辐射计与探空的相对湿度偏差在多数高度层上约为10%,雨天时相对湿度偏差在3.5km以下小于5%。基于甘孜微波辐射计资料的统计分析发现,甘孜大气具有白天干热、夜间湿冷的日变化特征,云液态水含量白天较小、夜间较大,而且白天低层云发展较弱、云底较高,夜间低层云发展较强、云底较低。云液态水含量在云天和雨天具有相似的垂直结构,云液态水含量随高度增加先快速增大,然后在一定高度内波动变化,之后又快速变小,能够较好地指示入云和出云的特征。此外,云天低层云的云体主要处在0.1-2.5km高度,而雨天低层云的云体分布高度范围更大为0-3.5km高度。这些分析结果表明,微波辐射计反演大气廓线在甘孜具有可用性,能为定量研究云特征提供科学数据。

对流层特大暴雨天气对电离层变化的影响

研究气象活动对电离层变化的影响.利用时序叠加方法,通过对1958-1998年期间发生在武汉的 5次特大暴雨天气事件对武汉上空电离层变化的影响进行分析,发现: (1)特大暴雨能够引起低电离层fbEs 和f0Es参量较明显地减小;(2)特大暴雨对电离层F区寻常波描迹的最低虚高h′F和电离层等效峰高hpF 的参量也有一定影响,且随着雨量的增大这种影响作用也会增加; (3)特大暴雨对电离层其他参量影响甚弱 或没有影响.本文认为,特大暴雨天气事件对电离层的影响主要来自于动力过程,特别是特大暴雨激发的或相 伴的大气重力波、潮汐波和行星波等长周期大尺度过程的作用.

地基GPS反演大气可降水量方法的改进

利用地基GPS反演大气可降水量(PW,precipitable water)的方法中,GPS PW的准确度依赖于天顶静力延迟(ZHD,zenith hydrostatic delay)的计算模型和转换系数П。分析Saastamoinen模型、Hopfield模型、Black模型计算的ZHD误差发现,其计算的ZHD与探空ZHD相比具有模型偏差,这些模型偏差换算成对GPS PW的影响约为4～10 mm。通过回归建模,对Saastamoinen模型、Hopfield模型和Black模型中的系数进行修正后,可明显减小这些模型偏差,且不影响这些模型的精度。转换系数П是大气加权平均温度(Tm,atmospheric weighted mean temperature)的函数,Tm与地面温度(Ts)高度相关,根据这一特性,利用9个探空站数据通过回归建模得到的Tm本地化模型可很好地拟合Tm,其模型均方差为2.8 K,对应的相对误差为1.0%。对地基GPS反演PW的方法进行改进后,求得的GPS PW的系统偏差明显减小,其中,采用改进的Hopfield模型和Tm本地化模型求得的GPS PW,与探空廓线计算的PW相比,其偏差为-1.6 mm,而与微波辐射计廓线计算的PW相比,其偏差为-1.2 mm。

COSMIC掩星资料反演青藏高原大气廓线与探空观测的对比分析

利用青藏高原地区COSMIC掩星资料反演的大气湿廓线Wet Prf数据和8个站点的探空数据,分析了COSMIC反演大气廓线和可降水量与探空观测的偏差,并考查了偏差随高度的变化特征。结果显示:(1)COSMIC反演的温度、压强和水汽压廓线与探空观测具有很好的正相关;与探空观测相比,COSMIC的温度、压强和水汽压的偏差为-0.2℃、1.7 h Pa和0 h Pa,均方差为1.8℃、1.6 h Pa和0.4 h Pa;COSMIC反演大气廓线与探空观测的偏差基本上在大气低层较大,然后随高度增加而减小。(2)COSMIC反演的可降水量与探空观测正相关较好;COSMIC反演的可降水量低于探空观测,两者的偏差为-5.0 mm,均方差为5.7 mm;两者的负偏差在大气低层最明显。(3)探空观测在近地层的不稳定性和COSMIC反演方法中背景模式在青藏高原地区描述大气状态的能力有限,是造成COSMIC反演大气廓线和探空观测的偏差在近地层较大的主要原因;COSMIC观测的折射率偏小导致其反演的可降水量偏低。

地基GPS不同水汽反演方法的误差分析

利用湖北宜昌2007年观测的GPS对流层天顶延迟数据,对采用不同水汽反演方法计算的对流层可降水量PW的正确度和精密度进行对比分析。结果显示:不同天顶干延迟计算模型对GPS PW的精密度影响不大,但对其正确度有明显的影响,与探空PW相比,Hopfield模型计算的GPS PW的平均偏差最小,Saastamoinen模型的平均偏差次之,而Black模型的平均偏差最大;大气加权平均温度对GPS PW的正确度有重要影响,对其进行本地化订正可以明显减小GPS PW与探空PW的偏差,但对GPS PW的精密度影响不大;GPS PW与探空PW的相关性受大气水汽含量的影响,当大气水汽含量较低(PW≤65 mm)时,两者的相关系数可达0.92,两者的平均偏差为3.8 mm,偏差的均方差为6.4 mm,而当大气水汽含量较大时,GPS PW与探空PW的偏差会增大,两者的相关系数会变小,这可能与GPS水汽反演方法有关;GPS PW比探空PW偏小,这可能是由两种探测方法的不同所造成的系统偏差。

协同进化——生物发展的全球观

保护全球的生物多样性是人类社会持续性发展的重要前提。生物界的协同发展是主导，生物间的斗争或竞争是次要的。自然选择的中心是环境变化，生物进化是克服环境的限制，协同地完善抗熵机制。新灾变论排除了“优胜劣汰”的理论，也警告人类必须保持生物多样性。

宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析

利用宜昌2007年12月10—25日的加密观测资料,分析了两次低值系统经过宜昌时大气边界层的温湿风廓线结构及其日变化特征。结果表明:位温廓线具有明显的日变化特征,对流边界层在白天出现和发展,其高度可达600 m,而稳定边界层在夜间出现和发展,其高度可达300 m,降水会抑制对流边界层和稳定边界层的发展;湿度廓线结构及其日变化与对流边界层的发展有关,总体上湿度随高度减小,贴近地面的薄层湿度随高度减小较快,而混合层内湿度随高度变化较小,出现降水时,近地层的湿度有明显增加,大气边界层内湿度随高度快速平稳减小;风速廓线结构比较复杂,总体上风速随高度增大,在大气边界层低层有时会出现一个风速极大值,风速廓线没有明显的日变化特征,大气边界层内风向变化较大,但以偏东风为主。

进化序列系统学——以二叠纪瓦岗珊瑚类为例

进化序列系统学是古生物学中研究物种间和类别间的系统发育关系为目的的学科 ,包括研究物种或类别间的亲缘关系 ,并确定它们形成的先后序列 .表型 -分支系统学是该系统学的基础 .分支系统学的许多重要概念在该系统学中加入了时间的含义 ,例如 ,认为最亲近的姐妹种之间的时间间隔不会超过它们母种的生存期 .姐妹群和性状镶嵌分析是进化序列研究的主要方法 ,而理解性状镶嵌分布是关键 .这些分析可由计算机程序实现 .以二叠纪瓦岗珊瑚类作为研究进化序列系统学的实例 ,该类在特提斯地区广泛分布 .通过对瓦岗珊瑚类的特征分析确定了 17个性状用于研究 ,并且每一性状确定了几个变化状态 .根据最广布的性状状态、化石记录和个体发生等原则分辨出近祖性状状态 ,并根据性状在系统发育中的重要性确定性状分级 .然后 ,确定了姐妹群间的关系和物种间的进化序列 .在姐妹群与进化序列分析相互检验中可发现性状退化、平行演化和多向分支等古生物学重要现象 ,并分辨出物种的异常顺序 .在检验生物地层学首次出现事件讨论中推测了一些化石首次出现的可能层位 .

湘西州小学科学课程教学现状调查研究

自编"小学科学教学现状调查问卷",采用随机抽样的方式,在湘西自治州5个县市的14所小学进行了调查.结果显示,科学专职教师比例偏低,教学方式陈旧;学生学习科学的热情不高,科学意识不强;学校对科学课程的重视程度不够,教学资源匮乏.为此,应加强科学教师培养培训工作,提高科学教师专业化水平;激发学生科学兴趣,提高学生科学素养;改变领导和教师教育观念,改善教学条件,提高科学教学质量.

青藏高原东部及下游关键区大气边界层高度的观测分析

利用2007年12月10—24日在红原、温江和宜昌同步观测的3小时加密探空资料,分析了青藏高原东部及下游关键区大气边界层位温廓线日变化特征,以及对流边界层高度和稳定边界层高度的变化特征。分析结果表明,不同地形位温廓线具有相同的日变化特征,对流边界层在白天出现和发展,而稳定边界层在夜间出现和发展;对流边界层的发展史和发展高度与海拔高度有关,高海拔地区对流边界层的发展史较短但发展高度较高,而低海拔地区对流边界层的发展史较长但发展高度较低;稳定边界层的发展史和发展高度也与海拔高度有关,高海拔地区稳定边界层的发展史较长且发展高度较高,而低海拔地区稳定边界层的发展史较短且发展高度较低;对流边界层的最大发展高度多出现在地方时17时,而稳定边界层的最大发展高度多出现在地方时02时;红原、温江和宜昌的对流边界层高度分别可达4930m、1000m和710m,而其稳定边界层高度分别可达1100m、920m和650m。

贵州关岭扒子场中三叠世绒枝藻植物群的发现

本文系统地描述了采自贵州关岭扒子场中三叠世坡段组、垄头组和竹杆坡组绒枝藻6属7种的特征及其层序。该绒枝藻植物群可分为3个生物带和3个亚带,即(1)Salpingoporellabazichangia生物带:①Teutloporella cf.triasina亚带,②Briarocladella polyporella亚带,③Strongylotubulla rectoid亚带;(2)Brachyteporella yinchacladia生物带;(3)Brachyteporellabrachycladia生物带。

江西玉山晚奥陶世三分贝类一新属——Zhuzhaiia

论文描述的三分贝类化石标本发现于江西省玉山县祝宅和马鞍山地区的三衢山组中。新种Zhuzhaiiatransitensegen .etsp .nov .的特征是贝体大 ,两壳近等大 ,光滑 ;假铰合面大 ;腹内肌痕台悬空 ,无中板 ;背内肌痕台也悬空 ,腕腔中部有内向隆起。文中讨论该种的分类位置 ,根据假铰合面和肌痕台的特征 ,在总体上可以归入三分贝类。但发育了三分贝科没有的一些特征 ,如两壳近等大 ,肌痕台完全悬空 ,有简单的铰齿和铰窝 ,所以作者另立新科Zhuzhaiidaefam .nov .。CostitrimerellaRongetLi,1993属的一些特征 ,如其背壳内肌痕台前部悬空 ,无中板支持 ,似乎显示从三分贝科到新科的过渡性质。而新科在许多特征上也显示了从三分贝类到五房贝类的一些过渡性质。