北京海坨山区低槽降雪云系演变特征的观测研究

2019年2月14日在北京海坨山地区出现了一次由低槽云系产成的降雪过程。利用飞机、Ka波段云雷达、微波辐射计、降水粒子谱仪、雪晶显微观测仪等协同观测数据集,分析了此次降雪过程的天气形势、中尺度和微观结构的演变特征。协同观测显示:(1)降雪过程由高空低槽和地面倒槽槽前西南暖湿气流与低层东风回流干冷偏东风共同影响形成,西南风厚度和强度与地面降雪量以及降雪粒子数浓度成正相关。(2)降雪云系为冰云,地面降雪形状主要为片状、枝状和柱状单晶体,冰雪晶的凝华-聚并增长是降雪的主要形成机制。(3)大量枝状雪花的攀附现象出现在地形云爬升阶段,即低层东风回流减弱,转由倒槽槽前西南暖湿气流控制。(4)过冷水的出现与地形抬升有关,地形云爬升期间存在人工增雪潜力。

第24届冬奥会海坨山赛区近两年冬季地面风场特征

基于北京市海坨山赛区4个自动气象站2014、2015年冬半年地面风场资料,分析第24届冬奥会海坨山赛区冬季地面风场分布特征。结果表明:(1)各站冬季地面风场具有明显的风向取向以及风速值分布区间特征,其中海拔较高的A1492站风向呈明显的西西南至西北4个方位取向,10.0 m·s^(-1)以上风速的发生频率约为49.1%,月平均风速均>10.0 m·s^(-1);(2)各站月平均风速最大值均出现在1月,A1489、A1490和A1491站风速最小值均出现在11月,A1492站最小值出现在3月;(3)各站日逐小时平均风速呈典型的日变化特征,08:00—16:00风速逐渐增大、16:00—18:00缓慢减小。

海坨山岩体中黑云母的成分特征及其指示意义

海坨山岩体位于北京市延庆区与河北省怀来县的交界处,为一大型复式岩基,前人对于其成因类型及形成环境方面的研究程度较低。黑云母是花岗岩中最为常见的暗色造岩矿物之一,其化学成分对生长环境较为敏感,可提供熔体的物理化学条件等信息,反映岩浆演化和结晶条件,故研究岩体中黑云母的成分特征,对研究其岩浆物质来源,分析其岩浆形成环境,探讨其与成岩作用的关系具有很好的指示意义。本文通过电子探针方法,对海坨山岩体中黑云母的化学成分特征进行了分析和研究,并在此基础上,对该岩体的岩浆物质来源与形成环境条件进行了研究与探讨。研究显示,海坨山岩体中的黑云母,具有富铁、镁,贫硅、铝的特征,钛的含量较高,属于镁质黑云母。其成分特征表明,海坨山岩体属I型花岗岩,其岩浆物质来源于上地幔与下地壳,形成于相对高温高压的较深环境。

京西海坨山岩体的期次划分、成因类型及构造环境

海坨山岩体位于北京市延庆区与河北省怀来县的交界处,为一大型复式深成岩基,前人研究工作程度较低。在1∶5万区域地质调查工作的基础上,对该岩体进行了岩性、岩相及侵入期次划分,并对其成因类型和形成环境进行了研究和探讨。结果表明,海坨山岩体的主要岩性为石英二长岩、二长花岗岩以及花岗岩,分三个期次侵入,总体属钙碱性系列的中—酸性岩,具有K、Rb、Ba及轻稀土元素相对富集,Zr、Yb、Y及重稀土元素相对亏损等特点,其成因类型属幔、壳混源的I型花岗岩,形成环境应为活动性大陆边缘的造山带环境,岩浆活动发生于晚造山期。

北京海坨山典型林分土壤有机碳含量及有机碳密度垂直分布特征

[目的]探讨海坨山不同林分类型下土壤有机碳含量和有机碳密度的垂直分布特征及其与土壤性质相关关系,为华北地区森林土壤碳库准确评价及森林生态服务功能评估提供科学依据。[方法]选择不同5种典型林分(油松林、核桃秋林、蒙古栎林、针阔混交林、山杨林)分别设置3块标准样地,采集0~100 cm不同土层土样,并分析相关土壤理化性质,分析不同土壤理化因子对土壤有机碳含量的影响,研究该林区不同林分土壤碳含量及密度的分配特征。[结果]不同林分类型下土壤各层次有机碳含量为9.35~50.25 g·kg^−1,均值为27.42 g·kg^−1。林分类型对不同土层土壤有机碳含量影响显著(p<0.05),不同林分类型土壤有机碳平均含量由小到大排序:山杨林<针阔混交林<核桃楸林<蒙古栎林<油松林。不同林分类型土壤有机碳含量垂直变化趋势相同:从表层向下逐渐降低,表聚性明显,表层(A+AB)占土壤总有机碳含量约57%。不同林分类型100 cm深度土壤有机碳密度为21.4~76.6 t·hm^−2,均值为45.7 t·hm^−2。各林分间土壤总有机碳密度大小为:山杨林>核桃楸林>针阔混交林>蒙古栎林>油松林。单位cm厚度土壤有机碳密度的垂直变化规律与土壤有机碳含量相同,从表层向下逐渐降低,表层(A+AB)土壤有机碳密度占土壤总有机碳密度的35%~40%。不同林分土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著正相关(r=0.923~0.985),与土壤密度呈极显著负相关(r=−0.971~−0.996)。[结论]林分类型是影响土壤有机碳垂直分配的重要因素之一,且其影响程度随土壤深度的增加而下降;仅山杨林下土壤有机碳含量与土壤黏粒含量呈极显著正相关,其它林分与黏粒含量相关性不显著。

北京海坨山典型林分土壤固氮菌群落特征研究

[目的]探讨北京海坨山不同林分类型下土壤固氮菌多样性和群落结构及其与土壤性质的相关关系,为暖温带森林土壤氮循环及森林植被恢复提供理论依据。[方法]选择4种典型林分类型(油松林(Pinus tabuliformis Carriere)、针阔混交林(Pine-poplar mixed)、蒙古栎林(Quercus mongolica Fisch)、核桃楸林(Juglans mandshurica Maxim))分别设置3块(20 m×20 m)标准样地,采集0~20 cm土层土样,分析相关土壤性质,采用高通量测序分析土壤固氮菌多样性和群落结构特征,并探究不同土壤特性对土壤固氮微生物群落特征的影响。[结果]4种林型下共测定出4门6纲13目16科29属。多样性分析显示,4种林型下土壤固氮菌α多样性存在显著差异,具体表现为油松林>针阔混交林>核桃楸林>蒙古栎林。β多样性分析显示,4种林型土壤固氮菌群落组间差异大于组内差异。在已鉴定的土壤固氮菌中,各林型以变形菌门为主,核心菌属为慢生根瘤菌属、广泛固氮氢自养单胞菌属和斯克尔曼氏菌属。RDA分析显示,土壤特性能解释固氮菌群落变异的65.48%,其中土壤有机质和全氮含量显著影响4种林型下土壤固氮菌群落组成。[结论]北京海坨山地区土壤固氮菌资源丰富,不同林型下土壤特性、固氮菌多样性和群落结构差异明显,其中土壤有机质和全氮含量是显著影响土壤固氮菌群落组成的主要因子。

北京市海坨山冬季不同污染过程下气溶胶化学组分及其潜在来源分析

为了探讨京津冀地区冬季背景大气中气溶胶化学组分特征及其来源分布,使用GRIMM 180、单颗粒黑碳光度计(SP2)和高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-TOF-AMS)观测了海坨山2020年12月28日至2021年2月3日PM和化学组分,结合气象数据和HYSPLIT模式,计算了潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT),分析了不同污染过程下PM和气溶胶化学组分的时间演变特征及其潜在来源.结果表明,海坨山冬季沙尘过程主要影响PM_(10)和PM_(2.5),对PM_(1)的影响较小;而霾污染正好相反,主要影响PM_(1).化学组分在干净天和霾污染中占PM_(1)的比例分别为85.0%和73.4%,而在沙尘天仅占PM_(1)的47.4%.霾污染过程中NO^(-)_(3)的质量浓度最大,占PM_(1)的25.2%;在干净天和沙尘天黑碳(BC)的质量浓度最大,占PM_(1)的24.1%和12.8%.BC气溶胶的中值直径在干净天、沙尘天和霾污染中分别为209.7、207.5和204.7 nm.D_(p)/D_(c)在霾污染中最大,为2.15,分别是沙尘天和干净天的1.38和1.39倍.不同过程下PM和气溶胶化学组分的日变化特征不同.PM_(10)和PM_(2.5)的日变化在干净天和沙尘天为夜间高白天低,在霾污染为单峰型分布,峰值位于14:00.化学组分日变化在干净天为单峰型分布,在沙尘天和霾污染过程为双峰型分布.不同过程下BC的包裹层成分不同.BC的包裹层在干净天主要是NH_(4)NO_(3),在沙尘天主要是(NH_(4))_(2)SO_(4),在霾污染天主要是有机物.不同过程中PM_(1)及其化学组分的潜在来源分布不同.潜在源区高值区在沙尘天主要集中在西南部的北京-保定-石家庄-阳泉一带,在霾污染天主要集中在观测点周边的延庆、怀来和昌平一带.