北京地区臭氧垂直分布的演变趋势与特征的研究——卫星SBUV资料与地面遥感对比分析

利用地面遥感O_3垂直分布的逆转方法〈C〉测量出的北京上空O_3剖面资料,对雨云7号卫星的SBUV系统测量的同地区的O_3垂直分布数据进行了订正.对订正后的长达8年(1979—1986年)的完整的SBUV资料进行了较为仔细的分析,得出了这一时期内的O_3垂直分布长期演变呈下降趋势.并在上层O_3含量的季节变化特征和周期振荡等方面,有新的发现,得出一些有意义的结果.     

北京边界层大气污染物的垂直廓线监测与分析

基于扫描差分光学吸收光谱（DOAS）系统,于2007年8月27日~9月4日期间对北京市朝阳区大气污染物SO₂,HCHO,O₃和NO₂的垂直分布进行了连续监测,并对污染物垂直廓线进行了分析,详细探讨了SO₂垂直分布特征以及夜间NO对O₃的滴定作用.结果表明,SO₂浓度通常没有明显垂直分层分布特征,但在清晨风速较低时呈现负梯度变化.研究发现夜间O₃、NO和NO₂之间存在稳态作用,表明城市区域O₃的滴定主要来自于地面NO的直接排放,显示出NO的滴定作用对夜间O₃、NO和NO₂的垂直变化起到重要作用.     

平流层O3、O动力系统的平衡性质及南极平流层O3季节变化规律的研究

本文首次利用常微分方程定性理论对平流层O₃、O动力系统的平衡性质进行了讨论.结果表明,如果在平流层O₃的主要分布高度内,大气扩散作用小于光化学作用,那么平流层的O₃层处于稳定状态;反之,平流层的O₃层将遭到破坏.利用这一机制,我们可以解释南极平流层O₃的季度变化规律和每年9-10月份出现的南极O₃洞.     

关于O3层垂直剖面遥感的逆转曲线的数学拟合模式

逆转遥感是当前获得大气O₃层垂直剖面资料的重要方法之一，而逆转曲线的质量对遥感结果的精度至关重要．本文在最小二乘法的基础上，结合逆转曲线的特征，加以适当处理，建立了逆转曲线的拟合数学模式．其性能良好，对研究O₃层垂直剖面的长期演变趋势具有重要意义．     

探测与2014年新疆于田MS7.3地震相关的大气CO和O3异常变化

基于AQUA AIRS传感器提取了2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震前后CO和O₃数据, 讨论了数据变化与地震活动的关系。 差值法和异常指数法结果表明, 于田地震后CO和O₃在3月份达到最大异常, 且气体柱浓度异常沿NE向发震构造呈线性分布; 不同高度的CO和O₃的VMR值变化与差值法和异常指数法得到的结果相吻合; 地震前后短时间内CO和O₃气体柱浓度出现下降, 且地震当月最低。 初步推断可能是阿尔金断裂尾部在SW向运动过程中使得震区断裂带在弹性挤压状态下出现闭锁, 气体不流通导致; CO和O₃异常更多的可能是由于田地震引起地下气体大量释放, 其次可能是与地下气体逸散在大气圈中发生的一系列化学反应有关。 研究表明, 卫星高光谱遥感数据获得的CO和O₃的地球化学信息与地震有密切联系, 在地震监测及预测领域具有重要的应用价值。     

N2O增加对大气环境影响的模拟及其与甲烷和平流层水汽影响的比较

本文利用美国国家大气环境中心(NCAR)的二维化学、辐射和动力相互作用的模式(SOCRATES),模拟了大气中N₂O增加对O₃和温度的影响,并从化学、辐射和动力过程讨论了影响原因,此外还与大气甲烷和平流层水汽增加对大气环境的影响进行了对比.分析表明:大气中N₂O浓度增加以后,将通过化学过程引起30 km以上O₃损耗,30~40 km损耗较多;30 km以上降温明显,下平流层中低纬度地区以及对流层O₃增加并有微弱升温;30~40 km附近,北半球中高纬地区O₃减少以及降温幅度都大于南半球.对流层升温主要是N₂O和O₃增加所致,而平流层温度变化主要受O₃控制.北半球中高纬地区动力过程对温度变化的反馈较其它地区明显,这种反馈对平流层中高层北半球中高纬地区温度和O₃的变化都有明显影响.大气中甲烷增加引起的O₃损耗在45 km以上,45 km以下O₃增加.平流层水汽增加会引起40 km以上O₃减少,20~40 km大部分地区O₃增加.N₂O增加造成的O₃损耗正好位于臭氧层附近,其排放对未来O₃层恢复至关重要.N₂O增加引起下平流层15~25 km中低纬度地区有弱的升温,这与其它温室气体增加对该地区温度的影响不同,CO₂,CH₄和H₂O等增加后下平流层通常是降温.     

北半球中高纬度对流层顶转换层中O3/H2O 混合关系的结构形态

利用北半球40°N～50°N纬度带上HALOE实验测量的O₃和H₂O廓线资料,根据示踪成分O₃和H₂O空间分布的化学寿命以及输运特征时间常数等性质,在等熵坐标中构建了对流层顶附近及最低平流层300～390 K等熵面间,O₃/H₂O混合关系的结构形态和季节特征.结果表明: (1) 在对流层顶转换层的320～380 K等熵面间O₃混合比廓线的斜率具有空间转折"突变",而H₂O混合比廓线的斜率则出现空间渐变转折.在对流层顶附近O₃和H₂O的源分别是平流层与对流层,使O₃混合比和H₂O混合比在320～380 K等熵面的两侧显现出截然不同的垂直分布梯度.(2) 在对流层顶附近O₃/H₂O达到最小二乘意义上的最佳拟合时,两者参考关系的对流层支与平流层支呈现出非规则"L"结构形态的季节与季节内变化,其中对流层支的斜率为负,而平流层支的斜率可随季节出现正负变化.同时,由"L"形态的转角处可确定随季节变化的化学对流层顶(chemopause)特征.(3) 由O₃/H₂O混合关系反映出对流层不同区域空气携带的物质成分分别与平流层空气混合而形成混合层,而且可使混合层的混合线不恒定.混合层的表现在2003年、2005年1月和2003年4月的混合程度相当,混合的等熵厚度大约是30 K,即在320～350 K等熵面间.2005年11月的混合高度有所增高,进入平流层的H₂O混合比要比2003年和2005年1月的小,混合的等熵厚度大约为30 K,在330～360 K等熵面间.不同季节混合的等熵厚度变化较小,但高度可随季节而变化.O₃/H₂O混合关系的平流层支随季节的变化很明显,1月最低平流层空气脱水是引起平流层支季节变化的重要原因.     

火星O2(a1Δg)气辉高光谱分辨辐射传输特性研究

1.27μm波段的氧分子近红外气辉是火星大气最重要的气辉辐射之一,该气辉高光谱分辨辐射传输模型的建立对于研制火星探测载荷,反演火星大气的风场温度场与臭氧浓度,以及研究火星空间物理,有重要的科学价值与工程意义.在研究火星大气O₂(a¹Δ_g)气辉光化学反应模型的基础上,提出了O₂(a¹Δ_g)气辉体辐射率的计算方法,并建立了火星大气气辉辐射传输理论;通过与用于研究火星大气特征的光谱学探测仪(Spectroscopy Spectrograph for the Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars, SPICAM)的实测数据进行对比,验证了所建立的火星O₂(a¹Δ_g)气辉高光谱分辨辐射传输模型的准确性;针对火星与地球大气的O₂(a¹Δ_g)气辉,在体辐射率、自...     

北半球不同纬度臭氧层系统混沌吸引子的特征研究

将TOMS测量的北半球不同纬度各纬向平均逐日O。总量作为无规序列,利用时滞方法重构序列的相空间吸引子,计算其系统状态演化过程中形成的整体结构特征.结果表明,各纬度O₃层系统吸引子都具有非整数分维结构；此外,在完整的Lpapunov指数谱中,所有指数分量之和均为负值,且最大指数分量总是正值.反映出O₃层系统相空间总体上是收缩的,同时提供了存在奇怪吸引子的证据,表征O₃层系统的演化是一种耗散混饨运动.这对于进一步应用非线性动力系统理论和方法,深入研究O₃层系统的动力学特征具有重要意义.     

河北省沙城地倾斜潮汐波的调和分析

用别尔采夫方法对河北省沙城1972年3月份的地倾斜观测资资进行了调和分析,得出了三个主要半日波M₂、S₂、N₂和两个主要日波K₁、O₁的弹性系数γ和位相差△δ。其中半日波M₂、S₂的结果比较好。M₂、S₂波的弹性系数γ分别为:南北向0.84、0.86;东西向0.81、0.77。即东西向的弹性系数略小于南北向的弹性系数。     

差分GPS方法在城市活断层探测中的应用探讨

使用差分GPS方法, 测量西宁盆地内部各级阶地参数, 对比野外阶地特征, 探讨区域新构造时期活动特征, 以及西宁城市周缘活断层的分布及活动特征。 通过这一区域的实践, 认为DGPS方法能够快速、 精确的获得区域内阶地面的坐标和高程, 是确定弱活动或隐伏断裂的可行方法。 南川河断裂错断T₃、 T₄、 T₅阶地, 断裂的活动时间为T₃阶地形成后, T₂级阶地形成前的0.10 Ma B.P.至0.05 Ma B.P.。 垂直断距15～20 m, 最小垂直活动速率约为0.30 mm/a。     

全球Schwideski海潮模型K1、O1分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮

本文根据计算地倾斜负荷潮的积分Green函数方法,计算了全球Schwiderski海潮模型K₁、O₁分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮,绘制了K₁、O₁分波负荷潮椭圆及其长轴迹线,沿长轴方向分量的等潮时线,长、短半轴等值线诸地倾斜负荷潮参量在中国大陆境内的分布图,给出了它们的空间分布图象,为国内的地倾斜固体潮研究提供了重要的参考资料.     

泉州重力潮汐观测的分析

为了研究海潮与固体潮的相互作用,对近海的泉州台用三台重力仪（二台LaGoste-G型、一台GS型）为期四个半月的观测资料进行了初步分析,探讨了仪器的性能及误差来源。由分析得出: 1.由LaCoste-G型584和589重力仪观测得到的结果是一致的,三台仪器对于主要潮波O₁和M₂波的观测结果也相符较好,其互差不超过8‰。利用Schwiderski图和我国等潮图作海潮改正后的潮汐因子接近理论模型值。但由于泉州为近海台,大的余差可能反映了局部地区海潮的影响。 2.LaCoste-G型重力仪的误差主要来自灵敏度的变化,应在基本台上作定期标定。 3.GS-207重力仪的观测结果受气压的影响较大,特别是K₁和S₂波,经初步分析得出约7微伽/毫巴。     

“霍山窗”地区H2浓度异常与小震活动关系分析

基于2018年12月4日至2020年8月15日“霍山窗”地区全时段的断裂带土壤气H₂的观测资料，根据测量值的分布范围对资料的可靠性进行了评价，对其气象影响因素也做了分析。结合“霍山窗”地区的小震集中活动，分析了断裂带H₂异常与小震活动性的关系。结果表明：土地岭—落儿岭断裂带H₂浓度前兆异常幅度较大，对观测点所在断裂上的地震活动反应灵敏，映震效果较好。研究区变质岩含有丰富的H₂气源，应力积累加速了断裂带内H₂的释放，张性断裂为H₂的运移提供了良好的通道。     

Quantifying the impact of mineralogical heterogeneity on reactive transport modeling of CO2+O2 in-situ leaching of uranium

CO₂+O₂ in-situ leaching(ISL)of sandstonetype uranium ore represents the third generation of solution mining in China.In this study,reactive transport modeling of the interaction between hydrodynamic and geochemical reactions is performed to enable better prediction and regulation of the CO₂+O₂ in-situ leaching process of uranium.Geochemical reactions between mining solutions and rock,and the kinetic uranium dissolution controlled by O₂(aq)and bicarbonate(HCO₃-)are considered in the CO₂+O₂ ISL reactive transport model of a typical sandstone-hosted uranium ore deposit in northern China.The reactive leaching of uranium is most sensitive to the spatial distribution of the mineralogical properties of the uranium deposit.Stochastic geostatistical models are used to represent the uncertainty on the spatial distribution of mineral grades.A Monte Carlo analysis was also performed to simulate the uranium production variability over an entire set of geostatistical realizations.The ISL stochastic simulation performed with the selected geostatistical realizations approximates the uranium production variability well.The simulation results of the ISL reactive transport model show that the extent of the uranium plume is highly dependent on mineralogical heterogeneity.The uncertainty analysis suggests the effect of uranium grade heterogeneity was found to be important to improve the accurate capture of the uncertainty.This study provides guidance for the accurate simulation and dynamic regulation of the CO₂+O₂ leaching process of uranium at the scale of large mining areas.     

新国家标准震级标度与传统震级标度对比研究

使用四川省地震台网2013年4月以来的宽频带数字地震资料,对新国家标准震级标度与传统震级标度中的4类震级进行了对比分析。结果表明:新M_L与传统M_L、M_S（BB）与M_S7之间的差别最小,相关性最高;所有事件的新m_b均大于或等于传统m_b;大部分事件的新M_L大于传统M_L;m_B（BB）大于m_B的事件多于m_B（BB）小于m_B的事件;M_S（BB）小于M_S7的事件数量与M_S（BB）大于M_S7的事件接近;新M_L较传统M_L更符合区域地质实际状况,新m_b较传统m_b更便于测量,M_S（BB）较M_S7、m_B（BB）较m_B更适应当前的宽频带数字地震资料,其测定结果更稳定。新国家标准震级标度充分考虑了我国震级测定的历史连续性,很好地继承和衔接了传统震级标度,在可操作性和资料适用性方面有极大提高。      

京津冀晋地区水位潮汐响应函数动态特征研究

计算了北京、天津、河北和山西地区20口水位井1983~ 2001年水位观测的潮汐响应函数, 给出M₂、O₁、K₁、S₁ 波的潮汐因子及相位滞后等参数。基于M₂ 波潮汐因子及其相对中误差的大小, 分析了M₂ 波月序列潮汐因子的动态特征。给出对各水位井的监测效能进行定量评定的一种物理特征指标。     

固体潮观测资料的平滑处理

国际固体潮中心（I.C.E.T.）设计了一套处理潮汐资料的计算程序。其中有一数据的准备部分,用Lecolazet（以下简称莱氏）提出的组合z_1/2⁵z₆（y₃-（y₀/2））和z_1/2⁵对观测资料进行平滑处理。这种方法简便易算。本文给出的数字滤波器,平滑处理效果比前者更好。     

CO2浓度升高对稻田CH4和N2O排放的影响——Meta分析

CO₂浓度升高对稻田生态系统碳(C)氮(N)循环具有重要作用,阐明CO₂浓度升高对稻田CH₄和N₂O排放的影响是农业生产应对全球气候变化的重要组成部分.文章采用Meta分析的方法,讨论了不同CO₂浓度升高状况和田间管理措施条件下CO₂浓度升高对稻田CH₄和N₂O排放的影响,结果可为未来气候条件下稻田温室气体减排提供参考.结果表明:整体平均而言,CO₂浓度升高显著增加稻田CH₄排放(增幅为23%,P<0.05),同时显著降低稻田N₂O排放(降幅为22%,P<0.05).CO₂浓度升高对稻田CH₄和N₂O排放的影响程度与CO₂熏气年限和CO₂浓度梯度有关.CO₂熏气年限≥10a时,CO₂浓度升高同时显著降低稻田CH₄和N₂O排放,降幅分别为27%和53%(P<0.05);随CO₂浓度梯度上升,CO₂浓度升高对稻田CH₄排放的促进作用呈现先减弱后增强的趋势,而对稻田N₂O排放的影响则由促进作用变为抑制作用.不同N肥施用量、秸秆还田、水分管理和水稻品种等田间管理措施不同程度地影响稻田CH₄和N₂O排放对CO₂浓度升高的响应.无秸秆和半量秸秆还田时,CO₂浓度升高显著促进稻田CH₄排放(增幅分别为27%和49%,P<0.05),而全量秸秆还田时,CO₂浓度升高对稻田CH₄排放无显著影响(P>0.05);随秸秆还田量的增加,CO₂浓度升高对稻田N₂O排放的抑制作用不断增强.对比持续淹水,间歇灌溉条件下CO₂浓度升高减弱了对稻田CH₄排放的促进作用,却增强了对稻田N₂O排放的抑制作用.未来CO₂浓度升高条件下,建议推广全量秸秆还田和间歇灌溉相结合的稻田管理措施,并辅以优化N肥管理和选育"高产低排"水稻品种等方法,达到最优的"增产减排"效果.此外,有必要进行多尺度、多要素和多方法的综合研究,以期有效降低稻田CH₄和N₂O排放对CO₂浓度升高响应的不确定性.     

仪器定向误差对地磁日变化记录 准确度的影响研究

基于红山地磁台磁通门磁力仪GM4-2记录的日变化数据, 提出了一种减小仪器定向误差的方法, 即D要素磁轴零场漂移S₀校正法. 首先基于零场漂移S₀测量原理, 试制测量工具无磁旋转平台, 并对磁力仪GM4-2零场漂移S₀值进行测量, 得出该值约为1024.7 nT; 然后在重新定向时对该数值进行误差校正; 最后将较正后的零场漂移S₀值应用到理论日变化数据和定向后的实际日变化数据中. 结果表明, D要素磁轴零场漂移S₀是产生定向误差的主要因素, 经过零场漂移S₀校正后的日变化数据与理论日变化数据一致, 消除了由定向误差所造成的日变化畸变, 从而能更真实地反映地磁场变化.