在一个理想热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的大涡模拟试验基础上，利用全息希尔伯特谱分析方法计算了热带气旋边界层(TC Boundary Layer,TCBL)中眼墙(内核区)和外核区不同高度的切向和径向风速、垂直上升运动以及假相当位温的能谱，讨论了TCBL中湍流、小尺度涡旋与热带气旋较大尺度过程之间可能存在的调制关系.结果表明，热带气旋强度变化、涡旋罗斯贝波和涡丝化等较大尺度过程是调制TCBL中小尺度扰动的重要因子.此外，在TC不同位置和不同高度的切向风速能谱都具有较强的一致性，涡旋罗斯贝波的传播对径向风速的影响要大于对切向风速的影响.对于垂直上升运动的能谱，TC强度变化的调制信号相对贡献减小，而低频调制波的作用更加明显.假相当位温能谱存在周期大约为10 h的调制波和周期约为1~4 h的载波信号，这表示涡旋罗斯贝波的径向能量外传可能是导致TC边界层恢复的原因之一.
在台风的发生、发展过程中，水平湍流混合是重要的物理过程，该过程的参数化方案对台风个例的数值模拟结果有很大影响.研究通过调整WRF(Weather Research and Forecasting Model) 模式水平湍流参数化方案中的Smagorinsky系数Cs（Smagorinsky Coefficient）控制水平湍流混合的强弱，对比分析了水平湍流混合强度在台风莫拉克（2009）数值模拟中对台风强度和结构的影响.结果表明：水平湍流混合对莫拉克台风路径的模拟没有显著影响，但对台风的最大强度有显著影响，随着Cs增大台风强度减弱，热力场分析表明过大的水平混合不利于台风暖心的维持.从轴对称风场特征来看，Cs变化的影响并非集中在边界层中，台风中上层的风场均发生了改变，但边界层中变化更大，随着Cs增大最大风速半径外扩.从雨带和对流的发展特征来看，Cs越小越有利于模拟出单点发展的对流胞，但这些对流胞不易组合发展为有组织的对流带，而Cs过大时，对流胞出现涡丝化发展形态而发展为平滑的长雨带，减弱了雨带内的对流强度但使对流区的分布更趋于对称化，且过大的水平交换作用不利于雨带精细结构的模拟.
研究了2005-2011年西北太平洋六对双台风个例，根据其路径特征将其分为三类：双台风同时转向；双台风一前一后移动；东台风转向、西台风原地打转或停滞不前等异常路径.利用WRF （Weather Research and Forecasting Model，V3.5.1）模式及其伴随模式分别计算了各个台风的基于伴随模式的引导气流敏感性（Adjoint?Derived Sensitivity Steering Vector，ADSSV），在此基础上分析了不同移动类型的双台风之间的相互影响和环境场对其影响的差异.研究结果表明：ADSSV在垂直方向上主要分布在850 hPa和500 hPa之间，不同台风引导气流敏感性极值的高度具有较明显的差异；不同双台风ADSSV的水平分布特征也有显著不同，有的双台风之间的相互影响非常明显，有的双台风则属于单向影响型，还有的双台风虽然满足双台风的定义，但它们相互之间并没有明显的相互作用.
基于一次成功的数值模拟和相关的敏感性试验，对超强台风鲇鱼形成过程中的水汽演变以及海气非线性反馈机制?WISHE (wind?induced surface heat exchange instability)机制的作用进行了探讨.在“鲇鱼”台风形成过程中，对流活动具有显著的日变化特征.与之相对应，台风前期扰动中的总水汽含量呈现出振荡式增长的特征.在浅对流活跃阶段，台风胚胎中的总水汽含量逐渐增加，而在深对流爆发和随后的层云阶段，总水汽含量迅速减小.在浅对流活跃阶段，台风前期扰动中总水汽含量的增加是大气中水汽通量辐合和海洋蒸发的结果，其中，前者的贡献远大于后者.在深对流阶段，由于水汽通量辐合以及海洋蒸发所贡献的水汽之和略小于深对流引发的强降水引起的水汽消耗，因此，台风前期扰动中的总水汽含量下降，但这一减少量小于浅对流阶段总水汽含量的增量，正是通过几次这样的周期性变化，台风前期扰动中的总水汽含量呈振荡式增加，最终支持了临近台风形成时刻深对流的爆发，导致了“鲇鱼”台风的生成.上述结果表明浅对流活动对于台风前期扰动的增湿和深对流活动以及台风形成具有重要贡献.数值敏感性试验表明，尽管海洋蒸发贡献的水汽远小于大气中水汽辐合贡献的水汽，但来自海洋的水汽对“鲇鱼”的形成仍然是必不可少的.不仅如此，WISHE机制对于“鲇鱼”的形成也是必要的.在敏感性试验中，WISHE机制被抑制后，“鲇鱼”台风前期扰动发展缓慢，涡度柱一直局限于500 hPa以下，没有形成一个典型的热带低压.
柿竹园是南岭成矿带中著名的钨锡钼铋多金属矿床.对柿竹园矿床主成矿期云英岩脉中的黑钨矿、白钨矿、石英和晚期萤石开展了流体包裹体研究.包裹体显微测温研究表明，黑钨矿和白钨矿中只识别出富液相H2O?NaCl型包裹体，均一温度分别集中于350~400 ℃和250~300 ℃.与白钨矿相比，黑钨矿中包裹体均一温度较高，推测黑钨矿的形成可能早于白钨矿，与前人观察到白钨矿交代早期黑钨矿的结果一致.黑钨矿共生石英中发育不混溶流体包裹体组合，且均一温度较低，主要集中在300~350 ℃，表明石英与共生黑钨矿经历不同的流体演化过程和形成条件.白钨矿共生石英中发育与白钨矿中相似的包裹体，也为富液相H2O?NaCl型包裹体，均一温度集中在250~300 ℃，盐度主要为6 wt.%~8 wt.% NaCl equiv.晚期萤石中为富液相H2O?NaCl型包裹体，均一温度集中于250~300 ℃，盐度2.6 wt.%~9.2 wt.% NaCl equiv，记录了成矿后期的流体活动.激光拉曼探针分析表明石英中的包裹体中气相仅含有少量CO2和CH4，在柿竹园矿床的形成过程中，CO2对钨迁移和沉淀的作用可能极其有限.
北淮阳成矿带东段早白垩世晓天火山盆地产出戴家河金矿、东溪金矿、隆兴金矿等一系列浅成低温热液型金矿床.主要针对晓天火山盆地中规模最大的东溪金矿开展详细的围岩蚀变观察、X射线衍射矿物鉴定、流体包裹体显微测温、激光拉曼探针和氢氧同位素分析.X射线衍射矿物鉴定证实东溪金矿发育有低硫型浅成低温热液型金矿中特征性蚀变矿物?冰长石的存在，结合普遍发育的硅化?碳酸盐化，推断东溪金矿形成于偏碱性的环境.流体包裹体岩相学研究表明，东溪金矿主要发育富液相的气液两相水溶液包裹体，成矿期流体的均一温度范围为216~254 ℃，盐度为0.2 wt.%~1.7 wt.% NaCl eq.，属中低温度、低盐度的流体.成矿后期流体的均一温度明显降低，其盐度也略有降低，显示了更广泛的大气降水的参与.氢氧同位素数据显示，东溪金矿的成矿流体远离岩浆水的范围，而靠近大气降水演化线.氢氧同位素数据，结合中低温度、低盐度的流体特征，表明循环的大气降水广泛参与了成矿作用.对蚀变矿物、流体包裹体和氢氧同位素分析结果表明，东溪金矿是典型的低硫型浅成低温热液金矿床.
目前，矿物和微生物的相互作用已得到广泛研究，而光照在微生物浸出过程中的作用还不太清楚.嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）是一种常见的Fe?S细菌，对闪锌矿的氧化有显著促进作用.而闪锌矿作为自然界常见的锌矿矿物，其晶格中常发生铁取代锌的现象，影响其禁带宽度，进而可以对可见光产生响应.通过有光和无光条件下闪锌矿的化学氧化和微生物氧化过程来探究光对微生物氧化闪锌矿过程的影响.结果表明：细菌可明显促进闪锌矿的浸出，Fe2+的氧化主要发生在细菌表面，而Zn2+被动释放到溶液中.光照能够促进微生物的生长繁殖，并在一定程度上减缓闪锌矿的生物溶蚀.闪锌矿表面的光电子能谱（X?ray photoelectron spectroscopy,XPS）结果显示了闪锌矿氧化过程中，硫的转化途径为：S2-/S22-→Sn2-/S0→SO32-→SO42-.在化学浸出过程中，光照条件下闪锌矿表面的S2-/S22-含量明显低于黑暗条件.但是，在闪锌矿微生物浸出中，光照的作用正好相反，它抑制了硫的氧化.在闪锌矿的氧化过程中，单质硫是次生矿物的中间相，黄钾铁矾为末相.本研究可以丰富对闪锌矿生物氧化机理的认识，并在硫化矿的湿法冶金工艺和矿山环境污染治理方面有所应用.
黏土矿物是最常见的地表矿物，其水化和吸附行为有着重要的地质工程和环境工程应用意义.为了研究不同金属阳离子溶液在不同温度下对高岭石水化能力的影响，利用微量热仪测定不同温度条件下高岭石与水、不同盐溶液作用产生的反应热.结果表明：离子浓度越高，吸附量越大，高岭石与溶液混合产生的释热量越高；碱金属阳离子与高岭石的作用强度与离子半径有关，具有Cs+>K+>Na+强度顺序.温度对高岭石?碱金属离子相互作用强度有着重要影响.相对高温条件下的释热量明显升高，可能与高岭石羟基面反应性增强、碱金属离子与羟基氢的交换反应加强有关.由此可知，黏土矿物?流体相互作用与温度、离子半径和离子浓度呈正相关关系.
通过对中印度洋海盆GC18孔沉积物元素地球化学特征和微体化石组合进行分析，恢复了该区域碳酸盐补偿深度(Carbonate Compensation Depth,CCD)的演变及环境演化历史.结果表明，GC18孔从上到下可分为五段.第Ⅰ段(0~30 cm)CaO含量和总无机碳(Total Inorganic Carbon,TIC)从表层向下呈显著下降趋势，SiO2呈显著上升趋势，微体化石主要是有孔虫碎屑，还含有少量钙质超微化石Calcidiscus leptoporus (弱脐钙盘藻)和Ceratolithus cristatus (具冠毛角石藻)，沉积时代为第四纪.第Ⅲ段(150~280 cm) CaO和TIC含量少于第Ⅰ段，两者从上到下经历了上升?稳定?下降的过程，SiO2变化趋势相反，含钙质超微化石，主要为Discoaster deflandrei(德佛兰盘星石藻)，沉积时代为中中新世晚期或更早.第Ⅴ段(300~415 cm)沉积物组分波动相对较大，CaO和TIC平均含量达到最高，SiO2含量较低，钙质超微化石非常丰富，以Umbilicosphaera Jafari (贾法脐球藻),Umbilicosphaera rotula (轮形脐球藻)和Discoaster deflandrei为主，沉积时代为中中新世?早中新世.第Ⅱ段(30~150 cm)和第Ⅳ段(280~300 cm)相似，均呈现低CaO和高SiO2特征且相对稳定，TIC含量很低，未发现微体化石，主要是深海黏土.第Ⅰ,Ⅲ和Ⅴ段CaO含量较高，钙质超微化石均有保存，反映当时沉积均处于CCD以上.第Ⅱ,Ⅳ段CaO含量低，SiO2含量高，钙质超微化石没有保存，反映当时沉积处于CCD以下.从第Ⅴ段到第Ⅱ段(中中新世?晚中新世)，CCD整体逐渐变浅，这与全球CCD在此期间的变化特征一致.中印度洋海盆CCD自中新世以来经历了深?浅?深?浅?深的变化历史.
采用有机玻璃柱模拟可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB），制备球状吸附材料作为PRB填充材料，模拟地下水环境连续进水，探究对高浓度全氟辛酸的去除效果.结果表明：由活性炭、生物炭、沸石和零价铁等制备的复合材料对高浓度全氟辛酸去除效果较好，其中活性炭∶凹凸棒土∶零价铁粉为2∶4∶0.4的材料和其他配比的材料相比，吸附效果更好，比表面积测试结果显示其具有更大的比表面积.当全氟辛酸浓度为50 mg·L-1时，其去除效果达到95%以上；运行75 d后进水全氟辛酸浓度增加至100 mg·L-1，连续运行至190 d，去除率为83.4%~96.6%；且pH越低，材料吸附效果越好；吸附4 h左右可达到吸附平衡.该复合材料的试验效果表明该技术可应用于处理高浓度全氟辛酸污染的地下水，实现地下水污染的原位修复.
饮用水中污染物间的联合毒性效应对评估饮用水健康风险具有重要意义.选择饮用水中备受关注的砷（arsenic，As）和消毒副产物二氯乙酰胺（dichloroacetamide，DCAcAm）为研究对象，分析人肝癌细胞HepG2暴露于As（0.375和0.75 mg·L-1）和DCAcAm（0.1，1和10 mg·L-1）24 h后的联合毒性效应.结果表明，DCAcAm单独暴露未降低HepG2细胞活力，但与As联合暴露时可增加As的细胞毒性.从化学检测和生物分子调控通路水平分析了联合毒性机制：DCAcAm提高了HepG2细胞对As的富集水平，并通过提高S?腺苷甲硫氨酸（S?adenosine methionine,SAM）含量增加As的甲基化水平；DCAcAm还增强了As对氧化应激和DNA损伤等相关基因表达和代谢物水平的影响.上述研究结果表明，在进行饮用水中As毒性效应评估及其风险评价时，DCAcAm等消毒副产物的影响值得关注.
随着全球塑料制品使用量的增多，近年来微塑料污染问题愈加严重，由此带来的对人体健康的潜在危害和影响也受到了人们的广泛关注.微塑料在人类生活环境中无处不在，在水、大气和土壤环境中均有分布.由于塑料的难降解性，这些环境中的微塑料会长期存在，可能通过摄食和呼吸等途径进入人体内.并且，微塑料的比表面积大，容易吸附金属和有机物等有毒污染物，并携带进入人体.进入生物体内的微塑料和其携带的有毒污染物会对生物体造成毒性，引起氧化应激反应和炎症等，还会导致能量平衡和新陈代谢的紊乱，并产生基因毒性.然而，目前微塑料对于人体的暴露水平和毒性机制尚不明确，如何准确检测和定量生物体内的微塑料以及结合多种技术手段研究其毒性机制和对人体的潜在危害均是未来亟待解决的问题.
硅基微腔结构在许多光学与光电子器件领域都有重要的应用.针对微腔结构在热光伏系统中的可能应用，结合理论与实验进行了研究.通过利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了非晶氮化硅与氮氧化硅薄膜，获得相应的光学常数，然后利用软件模拟研究不同结构的微腔的光学特性，进而制备一维光子微腔结构，在中心波长为1.1
通过蛋白质的序列、结构等信息构建完整的蛋白质宇宙是生物信息学中的重要课题，相关研究对蛋白质结构预测、蛋白质进化路径分析以及蛋白质结构设计等方面的研究都有重要的意义.从蛋白质结构的一种简化表示——蛋白质接触图出发，通过训练卷积神经网络进行特征提取，筛选出可识别结构域折叠类型的最小特征向量，构建蛋白质折叠类型空间，并使用谱聚类等方法对不同蛋白质折叠类型的高维分布情况进行分析.得到的最小特征向量兼顾了信息的完整性与冗余度，可以很好地表示全部七种常见蛋白质类的空间关联.该研究结果填补了之前蛋白质宇宙研究中对不常见类的空间位置和相互关系描述的空白，加深了对于蛋白质结构相似性的理解.
以锂电池二阶RC等效电路模型为研究对象，将电池模型RC参数的辨识问题归结为非线性最优化问题，建立非线性最小二乘优化模型，采用Levenberg?Marquard（LM）算法对其进行求解.该优化问题不仅是非线性的，而且非凸，因此需要对优化算法中的初始值进行选取，同时放电电流大小的变化也会影响参数求解结果的稳健性.为解决这两个问题，首次提出一种简单有效的RC参数初始值的选取方法和调整最优化模型中的目标函数的方法，保证该算法在不同放电电流情况下均能得到正确的解.仿真结果表明：在选定合适的初始值的情况下，该算法能够快速准确求解模型中的RC参数值.
