北大西洋风暴轴高低空分布及其能量诊断

利用1979~2013年NCEP再分析数据,通过经验正交分解对比了前冬时期北大西洋风暴轴的高低空分布,并用涡动动能(Eddy Kinetic Energy,EKE)方程对风暴轴高低空分布型差异进行了诊断。研究结果表明:上层和下层第一空间分布型差异巨大,对流层下层风暴轴中心偏北,靠近极地,而上层风暴轴中心偏西南,靠近北美沿岸。EKE方程诊断结果表明:正压转换项在高低空符号相反,导致了EKE在上、下层分布出现显著差异,即上层正压转换项为负,在扰动发展中起能量耗散作用,而下层正压转换项为正,且极大值区域对应下层EKE极大值区域,为风暴轴下层向极区域增强的主要原因。而斜压转换和非地转位势通量散度在上层均为正,且远大于下层,为风暴轴上层涡动能量维持的原因,也从涡动能量收支上解释了风暴轴的主体出现在上层。     

东亚冬季气温的年际变化特征及其与海温和海冰异常的关系

通过谐波分析的方法,对东亚31个冬季(1980—2010年)的气温提取年际变化分量(周期小于8a部分)进行EOF分析。结果发现:在年际变化的时间尺度上,东亚冬季气温表现为高纬模态和低纬模态2个主要模态,它们一起可以解释总方差73%的变化。进一步分析表明,在年际变化尺度上,与气温变化的高纬模态相联系的大气环流表现为显著的北极涛动(AO)负位相分布,海平面气压场上西伯利亚高压和阿留申低压北移,对流层中层东亚大槽西移,高层西风急流向西北方向移动;副热带北太平洋和阿拉斯加湾的海表面温度(SST)变化呈偶极子振荡分布,这种准两年的周期振荡对这一模态的出现有一定的预示意义。而与气温变化的低纬模态相联系的大气环流表现为类AO正位相分布,与之相关的西伯利亚高压和阿留申低压南移,对流层中层东亚大槽东移,高层的西风急流则是向东南方向移动;赤道东太平洋的SST异常可能对这一模态的形成有一定的作用,而东亚近海的SST则更多是被动地改变。此外,海冰异常变化与东亚冬季气温变化的联系主要体现在:在前夏和前秋,东西伯利亚海-波弗特海海冰异常减少(增加)对应着随后东亚冬季气温变化的高纬模态(低纬模态),而冬季东亚气温变化的高纬模态(低纬模态)又与后期春季北极东半球的海冰异常增加(减少)具有较好的相关性,此外白令海和鄂霍次克海的海冰异常变化是伴随东亚冬季气温变化产生的。     

2006年春季珠江口海岸带近地面层热通量收支的观测研究

利用中国气象局广州热带海洋气象研究所在珠江口岸边2006年3—5月观测的气象资料,用涡动相关法计算了该区域近地面层的热通量(潜热和感热通量),同时分析了海面净辐射和净热通量的一些特征.经分析发现,热通量在观测期内逐月增大,其在 5月份的增幅比前两个月更加明显.各个不同时段和天气过程的平均值显示,热通量的交换在此季节内以潜热为主.冷锋入侵时带来的干、冷空气活动引起的水汽蒸发、感热巨变的“脉冲”过程对热通量有较大的影响,观测期内冷空气出现的天数占总观测天数的16.5%,而在冷空气活动期间交换的热通量值占总观测期内的25.6%,其中潜热占17.4%.月平均的海面净辐射和净热通量从3月到4月有一个较大的增幅,净辐射从4月到5月也是增加的,增幅较小,但是净热通量的值在5月反而小于4月,只略高于3月,这归因于5月份热通量的交换能力增强,海水释放的热量增多,使得海洋储存起来的净热通量在5月份反而减少,表明春季该海域储存在海洋中的热量在4月份是最多的.在各月或者季节平均的日变化中,各通量在相同时次的量值都逐月增大.潜热在15时左右达到峰值,感热在9时前后达到最大,感热的最小值发生在夜间而非午间,二者均在夜间比较稳定、少变.海面净辐射与净热通量基本同步变化,都呈单峰型.白天,二者均为正值,且净辐射值大于净热通量值;夜间,二者均为负值,净热通量的绝对值大于净辐射的绝对值.在3—4月的日变化中,净辐射与净热通量之间的差值较小,5月份二者的差值增大,虽然净辐射强度在5月接近4月的值,但是感热和潜热在日变化中的相同时次都有较大幅度的增加,使得海洋净支出热量增多.     

南海土台风生成及发展过程海气热通量交换特征

利用1985—2007年西北太平洋热带气旋(TC)资料,定义生成于南海范围内并且发展强度达到热带风暴(TS)等级及以上的热带气旋为南海土台风,统计了南海土台风的季节演变特征,发现南海生成的TC约有68%发展成为土台风,其强度普遍较弱且与TC生成纬度和路径均有关。其频数的季节变化呈双峰结构,5月和7—9月是南海土台风的高发期。结合同期美国伍兹霍尔海洋研究所的1 °×1 °客观分析海气通量(WHOI_ OAFlux)日平均资料,分析了南海土台风生成及发展各阶段的海气热通量分布特征。结果表明:南海土台风形成过程中,海洋向大气释放的热通量逐日递增,台风眼南侧的海洋为台风形成提供主要能量来源,随着台风发展热通量高值区都沿顺时针方向向台风北侧传播,体现了台风外围涡旋罗斯贝波的能量频散特征,土台风形成后,热通量的加强不再明显。在土台风整个形成及发展过程中,净热通量、潜热通量和感热通量三者的变化较为一致,以潜热对净热的贡献为主,最大热量交换位于台风移动方向的南半圆,可能与南海西南季风作用有关。      

1990年代中期南海季风系统年代际转型模态的时空特征

利用1979—2007年的CMAP降水、HadISST的海表面温度数据和NCEP的850 hPa风场数据,应用多变量联合季节经验正交分解(MV-SEOF)方法,研究了南海季风系统的前两个主模态特征,发现一个模态是厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）模态,一个是在1990年代中期的年代际转型模态。区域敏感性试验发现南海季风系统的1990年代中期的年代际转型在去除南海热带区域(105~125 °E,5~25 °N)的范围内是最显著的,年代际转型模态出现在MV-SEOF的第一模态中,且主要体现在“季风年”季节循环顺序的MV-SEOF中;而变换其它纬度和经度以及非“季风年”季节循环顺序时,ENSO模态出现在第一模态中,同时年代际转型信号都会减弱并出现在第二模态中。南海季风系统的年代际转型反映了南海局地季风型海-气耦合系统的特征,其中南海局地海表面温度（SST）的年代际变化表现出对全球变暖的响应特征,而南海局地的海-气耦合作用则起到了“放大器”的作用,使南海中北部SST的年代际信号强化并影响到整个季风系统中。      

内蒙古阿巴嘎旗白音图嘎地区晚石炭世花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb定年及其地质意义

内蒙古白音图嘎地区位于西伯利亚板块东南缘晚古生代陆缘增生带,地处二连—贺根山板块对接带西北侧,该区发育大量晚古生代花岗岩,主要岩石类型为斑状二长花岗岩和碱长花岗岩。本文对该区花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学测试。结果表明:斑状二长花岗岩和碱长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为302.8±1.3Ma(MSWD=1.4)和301.1±0.6 Ma(MSWD=0.84),属于晚石炭世;岩石地球化学数据显示,岩体属钾玄岩系,具有高硅(SiO_2=70.83%~75.01%),富碱(Na_2O+K_2O=11.58%~13.20%),贫钙(CaO=0.50%~1.22%)和镁(MgO=0.11%~0.33%)特征。铝饱和指数A/CNK=0.81~1.01,为准铝—弱过铝质花岗岩。岩体整体富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Ba、Sr以及高场强元素(HFSEs)Nb、Ta、P、Ti;LERR富集,HERR相对亏损,具有明显的负Eu异常(δEu=0.11~0.43)。初始岩浆温度(759.33℃~801.81℃)和岩石地球化学分析表明,白音图嘎花岗岩具有A型花岗岩特征。同时,低的Nb/Ta(7.38~19.50)、Zr/Hf(29.61~35.26)和Sm/Nd(0.22~0.32)比值指示其源岩为壳源。综合研究表明,白音图嘎花岗岩为陆壳变杂砂岩部分熔融的产物,形成于晚石炭世早期西伯利亚板块和华北板块后碰撞作用的板内伸展环境,为兴蒙造山带晚古生代构造岩浆演化及古亚洲洋闭合的时限提供了新的约束和佐证实例。     

热硫化条件下温度对黄铁矿结晶生长的影响

模拟天然黄铁矿形成条件和基本过程,利用真空管式炉实验设备,通过热硫化法在250～410℃反应,实验考察不同温度条件下黄铁矿的结晶生长情况。运用扫描电镜、X射线粉晶衍射分析等手段,对实验产物形貌、物相结构特点等进行测试分析。结果表明：250～410℃时均可形成黄铁矿,但250～280℃时黄铁矿结晶程度较差;310～340℃时,可生长出部分晶面;360℃时黄铁矿生长成较为完好的晶体;380℃时黄铁矿结晶成立方体、八面体等自形晶;410℃时可形成结晶好、成分单一的黄铁矿。     

黄铁矿晶体制备研究

本文介绍了目前黄铁矿晶体和薄膜的主要制备方法、制备条件参数及其产品特点,以及模拟天然黄铁矿生长的实验方法、条件参数和实验结果.指出应加强合成黄铁矿晶体生长理论研究,根据纳米线阵列、纳米晶线黄铁矿的优异物理、机械性能、天然黄铁矿晶须的矿物学特征和晶须材料的优越性能,认为今后黄铁矿晶须的应用有广阔的前景,合成黄铁矿研究工作值得关注.     

山西耿庄金矿隐爆成矿作用的脉动性分析

耿庄金矿位于五台山北麓,隶属于山西省繁峙县伯强乡,是以金为主,伴有银、铅、锌的多金属矿床,探明金金属储量近10 t,是晋东北规模较大,地质特征较明显,具有代表性的金矿床之一。该矿床以重晶石巨晶中产出纳-微米级黄铁矿晶体而引起广泛关注(黄菲等,2009a,b;2011)。     

水热条件下黄铁矿片、板状晶体的微结构

利用透射电子显微镜(TEM)系统观测了黄铁矿片、板状晶体的微结构,发现在水热条件下生成的黄铁矿片、板状晶体具有正方形、矩形等多种形貌。其中,正方形较多,矩形次之,另可见到一些其他不规则形状。黄铁矿片、板状晶生长完好,未见缺陷。经测定多数四边形片状黄铁矿的两组边分别平行(010)和(100),其生长晶面为(001);个别四边形片状黄铁矿的两组边分别平行(010)和(101),其生长晶面为(101),矩形片状黄铁矿长轴生长方向为001。在水热条件下黄铁矿以多形貌出现,黄铁矿的片、板状晶体多数是沿(001)面生长的结果,(001)为黄铁矿片、板状晶体的主要二维生长面,并沿001方向扩展,构成了二维晶体。