张廷军教授纪念专刊·编者按

<正>2022年1月，冰冻圈科学领域杰出科学家、国家特聘专家、兰州大学资源环境学院张廷军教授与世长辞。曾与他一起合作、共事的诸多专家学者都为先生的离去而深切悲痛，中国冰冻圈科学界为失去这样一位优秀的科研领军人才而扼腕叹息。张廷军教授曾任兰州大学资源环境学院院长、国务院学位办公室地理学科评议组成员、教育部地理学本科教学委员会秘书长、气候与冰冻圈计划（CliC）科学指导委员会委员、     

2018年一次罕见早春飑线大风过程演变和机理分析

2018年3月4—5日,华南、江南等地发生了一次大范围强对流过程,发生时间早,落区范围广,多地伴有雷暴大风、冰雹、短时强降水等剧烈对流天气,尤其飑线在江西境内造成了严重大风灾害。基于大气环流和雷达回波发展演变特征,将该次过程分为初始、发展和减弱三个阶段：初始阶段西风槽前西南急流造成的低压倒槽为强对流提供大尺度触发条件;发展阶段对流活动位于槽前暖区中,飑线在江西造成极端大风;入夜后,冷锋南下,对流进入减弱阶段。环境场及对流参数诊断表明江西中北部低层高温高湿,中层干冷,温度垂直递减率大,有利于产生雷暴大风。南昌探空长时间序列分析表明温湿要素气候态异常,与历史同期比,低层明显偏暖偏湿,中层偏干,有利于极端对流天气发生。综合多源观测资料和雷达资料分析中小尺度特征,本次江西飑线过程特点及成因包括：（1）受引导气流和前向传播共同作用,飑线移动速度快。（2）自动站分析显示飑锋后雷暴高压强,与锋前暖低压作用造成强密度流,有利于产生大范围直线型大风;（3）通过对比飑线弓状回波南北段回波结构差异表明,飑线后侧中层干后向入流促使降水粒子相变,剧烈降温形成的强下沉运动(下击暴流)是导致极端大风的主要原因,后部层云区下沉气流增强雷暴高压加之动量下传作用对雷暴大风有增幅作用。     

强对流天气监测预报预警技术进展

强对流天气预报业务包括监测、分析、预报、预警和检验等方面。对流初生识别、对流系统强度识别和对流天气类型识别等监测技术取得新进展,综合多源资料的监测技术已应用于中国气象局中央气象台业务。对流系统的触发、发展和维持机制等获得了新认识,我国不同类型强对流天气及其环境条件统计气候特征、分析规范及相应业务产品等为业务预报提供了必要基础和技术支撑。光流法、多尺度追踪技术以及应用模糊逻辑方法的临近预报技术等有明显进展,融合短时预报技术得到广泛应用,对流可分辨高分辨率数值 (集合) 预报及其后处理产品预报试验取得了显著成效,基于数值 (集合) 预报应用模糊逻辑方法的分类强对流天气短期预报技术为业务预报提供了技术支撑。强对流天气综合监测和多尺度自适应临近预报技术、多尺度分析技术以及融合短时预报技术、发展并应用模糊逻辑等方法的、基于高分辨率数值 (集合) 模式的区分不同强度等级和极端性的分类强对流天气精细化 (概率) 预报技术等是未来发展的主要方向。     

长距离曲线顶管技术在电力管道工程中的应用

非开挖技术在市政管道铺设中的应用越来越广泛,从直径50mm通讯光缆-直径3000mm混凝土管道,采用非开挖安装各种管道都变得很普遍。同时,鉴于非开挖技术综合效益优越性、环境友好型施工特点,也逐渐被工程建设方、社会所接受和认可。泥水平衡顶管技术是非开挖最为成熟的技术之一,在城市市政设施建设中也起着举足轻重的作用。采用泥水平衡顶管技术进行城市雨污分流改造已经在国内大量城市取得应用,但是,采用泥水平衡顶管在岩层中铺设直径达2000mm埋深在5m电力管道,在国内为数不多,在福建厦门地区也是尚属首次。通过在工程施工中对设备、施工工艺的摸索和改进,最后采用泥水平衡顶管施工技术成功铺设建设方所要求的电力管道。本工程将为在福建地区采用预管技术铺设大口径长距离、曲线管道提供了指导和借鉴。     

月球光学遥感与制图研究进展

在月球探测活动中,光学成像探测是任务重点,也是信息量最大的数据源。航天技术和传感器技术的发展促进了月球光学遥感的发展,月球科学研究也越来越依赖于高分辨率遥感数据,对月球光学遥感与制图的研究是月球探测的关键问题之一。本文扼要论述了其中的几个方面,包括月球光学遥感数据获取系统、月球遥感立体测绘和制图,以及月球控制网构建等方面的研究进展。     

改进的客观分析诊断图形软件

客观分析诊断图形系统是一款面向气象科研,得到广泛应用的二维气象绘图软件。根据气象科研工作和强对流天气分析研究的新需求,对该软件进行了改进,主要包括增加新数据接口、增加新算法、改进算法、简化操作等。改进的软件增加了静止卫星、新一代天气雷达和二进制格式点加工数据GRIdded Binary 2(GRIB2)等多种数据接口,...     

基于岩石物理相的储层非均质性研究:以昆北油田切１２井区 Ｅ１３ 为例

昆北油田切１２井区 Ｅ１３ 主要是一套近源且位于不整合面上的辫状河三角洲相沉积，岩性主要为含砾砂岩和砂砾岩，由于受沉积环境、成岩作用、构造等因素的影响，岩性复杂、成熟度低、分选差、孔隙结构具有多重性、有效储层与非有效储层混杂、储层非均质性极强，因此，采用了更精细的岩石物理相对储层非均质性进行了研究。以岩性资料、测井资料及其解释成果为基础，选取了反映沉积、成岩、构造作用的自然伽马、自然电位、声波时差、密度和裂缝孔隙度５个参数，运用加权平均法计算了反映岩石物理相的综合评价系数。在此基础上，采用逐点岩石物理相综合评价系数，运用变异系数法对储层非均质性进行了计算，按 照 变 异系数值大小将工区储层非均质性分为３类:第Ⅰ类弱非均质性，变异系数≤０．２；第Ⅱ类中等非均质性，变异系数在０．２～０．４之间；第Ⅲ类强非均质性，变异系数＞０．４。根据这个标准对储层平面非均质性进行了评价。      

白令海大型底栖动物群落结构及其空间分布格局

Due to its unique geological location, the Bering Sea is an ideal place to investigate the water exchange and ecosystem connectivity of the Pacific Ocean–Arctic Ocean and subarctic–Arctic region. Based on a number of summer surveys(July to September, 2010, 2012 and 2014), macrobenthic communities and their spatial-temporal patterns are exhibited for the majority of the Bering Sea(53°59′–64°36′N). The results show that the macrobenthic communities were dominated by northern cold-water species and immigrant eurythermic species, and the communities assumed a dispersed and patchy distribution pattern. Polychaetes(Scoloplos armiger), crustaceans(Ceradocus capensis) and sea urchins(Echinarachnius parma) were the main dominant groups in the shallow shelves; the sea star(Ctenodiscus crispatus) and the brittle star(Ophiura sarsii) were the main dominant groups in the continental slope; whereas small polychaetes(Prionospio malmgreni) dominated the basin area. Sediment type, water depth, and currents were the major factors affecting the structure and spatial distribution of the macrobenthic communities. Compared with other seas, the shallow areas of the Bering Sea showed an extremely high-standing biomass. In particular, the northern shelf area(north of St. Lawrence Islands and west of 170°W),which is primarily controlled by Anadyr Water, is an undersea oasis. In contrast, a deficiency in the downward transport of particulate organic carbon has resulted in a desert-like seabed in the basin area. By comparing our results to previous studies, we found that macrobenthic communities of the Bering Sea have undergone significant structural changes in recent decades, resulting in a decrease in abundance and an increase in biomass.In addition, populations of amphipods and bivalves in the northern shelves have decreased significantly and have been gradually replaced by other species. These changes might be associated with advanced seasonal ice melting,changes in organic carbon input, and global warming, indicating that large-scale ecosystem changes have been occurring in the Bering Sea.     

利用深度学习融合NWP和多源观测数据的闪电落区短时预报方法

强对流短时预报（2—6 h）具有较大难度。一方面,基于观测数据的外推已基本不可用;另一方面,高分辨率数值模式（High-resolution Numerical Weather Prediction,HNWP）的预报性能有待提升。利用深度学习方法,将卫星、雷达、云-地闪电（简称闪电）等观测数据和高分辨率数值模式预测数据进行融合,得到更有效的闪电落区短时预报结果。基于多源观测数据和高分辨率数值天气预报数据的特性,构建了一个双输入单输出的深度学习语义分割模型（LightningNet-NWP）,使用了包括闪电密度、雷达组合反射率拼图、卫星成像仪6个红外通道,以及GRAPES_3km模式预报的雷达组合反射率等共9个预报因子。深度学习模型使用了编码-解码的经典全卷卷积结构,并使用池化索引共享的方式,尽可能保留不同尺度特征图上的细节特征信息;利用三维卷积层提取观测数据时间和空间上的变化特征。结果表明,LightningNet-NWP能够较好地实现0—6 h的闪电落区预报,具备比单纯使用多源观测数据、高分辨率数值模式预报数据更好的预报结果。深度学习能够有效实现多源观测数据和数值天气预报数据的融合,在2—6 h时效预报效果优于单独使用观测数据或数值天气预报数据;预报时效越长,融合的优势体现得越明显。      

胶东金矿区夏甸金矿床矿化分布规律及构造控矿分析

夏甸金矿床是胶西北地区典型的蚀变岩型金矿床,金矿化主要受招平断裂带控制。本文对夏甸金矿床进行了野外地质调查,三维地质建模和构造空间分析,以期从三维空间和勘查数据中厘清矿化分布规律、探明构造控矿作用。研究结果显示,夏甸金矿床矿化主要为蚀变岩型和硫化物脉型,主要受招平断裂带及其次级构造控制,在空间中呈现出不均一分布的特征。夏甸金矿床的矿化侧伏规律,在空间中存在差异性,其中南部为NE侧伏,中段侧伏规律不明显但分支复合特征明显,而北段呈SE侧伏。这种侧伏规律与招平断裂带主裂面在走向方向的转折密切相关。进一步的空间分析显示,夏甸金矿床不同类型的矿体是不同空间范围内构造变形差异的结果。