南极东部高原夏季大气垂直结构分析

利用中国第28次南极内陆考察队在东南极冰盖最高点Dome A获取的2012年1月南极夏季20次珍贵的GPS探空资料,对该地区的大气垂直结构和边界层特征进行了研究。结果表明:南极高原对流层中部平均垂直温度递减率为5.2℃·km-1,低于全球平均对流层中部的递减率(6.5℃·km-1),递减率(LRT)对流层顶平均高度和平均温度分别为4.6 km和-51.3℃。水汽主要集中在距地2 km以下的对流层中。边界层中存在多层逆温结构,强逆温层出现在500 m以下高度,边界层平均高度为890 m,并具有早晩低、午间高的日变化特征。     

中国华东高海拔地区春夏季臭氧质量浓度变化特征及来源分析

利用统计方法和数值模拟对2008年4月18日-7月28日和2009年5月19日-8月20日在黄山光明顶的两次外场观测中臭氧（O3）数据进行了分析,讨论了中国华东高海拔地区O3的质量浓度特征和来源。结果表明,5、6和7月的月平均质量浓度分别为107．73、101．93和68．02μg·m^-1,其中5月和6月的月平均质量浓度相对于国内其他本底站（除上甸子外）以及南极地区高出25～60Iμg·m^-1,7月与其他地区质量浓度相差较少。该地区的0,质量浓度相对于其他地区整体上维持在一个较高的水平,但高质量浓度超标事件发生的次数很少,只占总观测时间的3．9％。质量浓度EI最大值多出现在夜间21时一次日06时（北京时间,下同）,呈多峰分布,并且变化幅度很小,在15—20μg·m^-1,通过利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式模拟当地上空对流层顶高度和晴空湍流等要素的变化发现,O3质量浓度和对流层顶折叠现象有关。不同天气条件下,其质量浓度在晴天最高,雨天最低,雾天和阴天在二者之间。臭氧质量浓度与温度、相对湿度和其他污染气体（CO、N0和NO3）浓度之间有很强的负相关,而与风速相关性相对较弱;5月北面来风占主导,各风向所对应的O3质量浓度分布较均匀,而6月和7月西南风占主导,北面来向的风对应的质量浓度要高于南面来向。在利用KZ过滤器将O3原始数据分解成不同组份后,发现当地O3质量浓度整体上受低频组份（CBL组份）的控制,其余各高频组份（CSY、CDU和CID组份）只是会使其质量浓度在基准线附近波动。随后对发生在2009年5月28—31日和6月12—15日期间的两次0,质量浓度超标事件中CSY、CDU和CID对基线的贡献做了定量分析。     

极地系统变化及其影响与适应新认识

地球北极和南极部分地区正在经历着以变暖和冰冻圈退缩为主要特征的显著变化,不仅深刻影响着当地生态环境和社会经济,而且具有半球乃至全球效应。IPCC在2019年9月发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）第三章对极地系统变化及其影响与适应做了系统评估,主要呈现了IPCC第五次评估报告（AR5）之后极地冰冻圈、海洋、生态和社会系统相互作用的最新科学认知,探讨了降低脆弱性和风险、增强适应性和恢复力的路径。文中对SROCC第三章进行扼要解读,主要内容包括：(1)极地海洋、海冰、积雪/冻土/淡水冰、冰盖与冰川等极地系统要素过去和未来变化及其影响以及极地与中低纬度天气气候之间的关联;(2)人类响应极地系统变化的策略和不足以及应对未来变化的不确定性;(3)当前加强极地恢复力建设的主要行动及其实施进展。     

中国积雪气候调节服务价值评估

文中通过长时间中国雪深序列数据集、ERA-5的反照率数据,以及CESM-CAM5的辐射数据,分析了1988—2016年中国积雪的辐射强迫,并通过DICE/RICE模型计算其大气碳当量,进而对中国年均积雪气候调节服务价值进行了核算,同时分析其时空变化,由此得到功能分区。结果表明,中国积雪对于全球的辐射强迫贡献等价于-0.22 (±0.01) W/m²,相当于减少大气碳当量17 (±1) Gt C带来的降温效应,从能源转变的替代成本角度出发,其气候调节服务价值可达到3.9 (±2.1)万亿元。同时发现,由于积雪减少趋势引起的中国积雪气候调节服务衰减,相当于碳当量以0.67亿t/a的速率减少,这相当于每年气候调节服务衰减造成的替代成本达到150 (±12)亿元,在29年间累积损失可达4100 (±328)亿元。最后基于评估结果对中国积雪气候调节服务功能进行了分区讨论。     

北极气候与环境变化对第三产业影响的研究进展及展望北大核心CSCD

北极日益加剧的气候与环境变化对当地社会经济造成了系列影响。从第三产业视角认识北极变化的影响,能为北极/全球的可持续发展和域外国家参与北极事务提供参考。论文通过文献综述,系统梳理了北极变化对第三产业典型行业的影响途径与效果。结果发现,以气温升高、降水增加、冰层消融、冻土退化为代表的各北极变化均以多种途径广泛影响着第三产业,并对大部分行业要素产生了利害并存的影响。这些影响为相关研究和中国提供了多项启示。未来研究需要：(1)填补影响途径的认知冷点,综合北极变化的致利与致害效应;(2)探究北极变化的间接和级联影响;(3)融合多源数据。中国可以通过提高对北极规则制定的参与度,改善“冰上丝绸之路”的运输设施和运输保障,丰富北极旅游产品并创造贸易增长条件,进而把握北极第三产业变化的机遇。     

内蒙古兴和县曹四夭超大型斑岩钼矿床流体包裹体和氢-氧同位素研究

曹四夭钼矿床位于内蒙古兴和县,是近年来在华北克拉通北缘发现的一个超大型斑岩钼矿床。矿体主要赋存于中生代花岗斑岩与中太古界集宁群变质岩接触带靠近变质岩一侧,成矿与晚侏罗世正长花岗斑岩密切相关。该矿床的成矿过程可以划分为3个阶段:石英-辉钼矿阶段、石英-辉钼矿-黄铁矿阶段、石英-方解石-黄铁矿阶段。流体包裹体研究表明,曹四夭钼矿床主要发育富液包裹体(WL型)、富气包裹体(WG型)、H2O-CO2包裹体(C型)和含子矿物包裹体(S型)。正长花岗斑岩的石英斑晶内发育WL型、WG型、C型和S型包裹体,其均一温度介于385~550℃,w(Na Cleq)介于8.0%~65.0%,属H2O-Na Cl-CO2-CH4体系;石英-辉钼矿阶段的石英内亦发育WL型、WG型、C型和S型包裹体,其均一温度介于243~401℃,w(Na Cleq)介于6.0%~40.7%,属H2O-Na Cl-CO2±CH4体系;石英-辉钼矿-黄铁矿阶段的石英内主要发育WL型和S型包裹体,亦有少量WG型和C型包裹体,其均一温度介于208~336℃,w(Na Cleq)介于1.2%~34.1%,属H2O-Na Cl±CO2体系;石英-方解石-黄铁矿阶段的石英内仅发育WL型包裹体,其均一温度为124~196℃,w(Na Cleq)介于3.9%~13.2%,属H2O-Na Cl体系。曹四夭钼矿床石英-辉钼矿阶段和石英-辉钼矿-黄铁矿阶段成矿热液的δ18O水值介于4.1‰~7.5‰,δDV-SMOW值为-96.0‰~-76.9‰;石英-方解石-黄铁矿阶段成矿热液的δ18O水值介于-2.9‰~-0.5‰,δDV-SMOW值介于-112.2‰~-77.7‰。表明钼成矿阶段的流体主要来自岩浆水,而石英-方解石-黄铁矿阶段有明显的大气降水注入。石英-辉钼矿阶段和石英-辉钼矿-黄铁矿阶段的流体均为不混溶流体,流体的多次沸腾和氧逸度的降低是矿质沉淀的2种主要机制。     

贵州遵义锰矿国家整装勘查区地质找矿主要进展及潜力预测

贵州遵义锰矿国家整装勘查区位位于扬子地块东南缘的武陵山成矿带中段。著名的二叠纪茅口晚期遵义锰矿,形成于华南地块裂解背景下的水城—遵义台沟中。近年来,项目团队在该区通过长期的产学研协同攻关,找到了遵义锰矿底板"白泥塘层"硅质岩的热水成因证据,详细梳理了锰矿成矿的构造古地理背景,发现了遵义锰矿的矿床类型——海底喷流沉积型锰矿床。通过该整装勘查区的实践检验,先后新发现大型锰矿床2个(深溪锰矿、永安锰矿),中型锰矿床2个(小金沟锰矿、转龙庙锰矿),新发现的锰矿资源量,超过了以往保有资源量的两倍,实现了遵义锰矿找矿的重大突破。根据成矿预测,遵义锰矿找矿潜力依然巨大。     

北极巴罗地区海冰消融初期表面特征及光谱反射率观测研究

北极海冰消融初期,上覆积雪急剧消融,融池开始形成,海冰表面物理特征异常复杂。由于观测资料缺乏,对这一时期海冰变化的研究仍存在较大不确定性。利用2015年5月份在巴罗Elson Lagoon海域观测的海冰表面物理特征和光谱反射率数据,分析了巴罗地区海冰消融初期表面积雪、裸冰和融池反射率特性及其影响因素。结果表明：消融初期,海冰表面异质性强,积雪、裸冰和融池相间分布。在积雪覆盖的区域,积雪对海冰光谱反射率起决定性作用,观测到不同雪深（3~23 cm）的反射率变化在0.53~0.85之间,平均反射率为0.76且反射率与雪深呈正相关。在表面积雪厚度相同的情况下,积雪底层含水量越大,表层反射率越小。观测还显示,在融池形成的区域,海冰的反射率急剧降低,融池初形成时反射率为0.206,略低于裸冰（0.216）。随着融池的发展,当其深度达到10 cm时,反射率仅为0.04,与开阔海域海水接近。     

内蒙古维拉斯托铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因研究

维拉斯托铅锌矿床发育在大兴安岭南段西坡成矿带内。矿区出露的岩浆岩主要为石英闪长岩、花岗闪长岩以及碱性花岗岩等;矿体严格受断裂构造控制,属典型的热液脉型矿床。矿床的热液期可划分为3个阶段:Ⅰ石英-毒砂-黄铁矿阶段、Ⅱ多金属硫化物-石英阶段和Ⅲ石英-碳酸盐阶段。流体包裹体研究表明,维拉斯托矿床矿石主要发育气液两相、富CH_4以及含CH_4-CO_2的包裹体。Ⅰ阶段3种类型包裹体均发育,Ⅱ阶段以气液两相和含CH_4-CO_2的包裹体为主,Ⅲ阶段仅发育气液两相包裹体。Ⅰ阶段包裹体均一温度范围为243.1℃~398.5℃,盐度为4.8%~12%NaCleqv;Ⅱ阶段均一温度为190.0℃~331.1℃,盐度为3.5%~9.1%NaCleqv;Ⅲ阶段均一温度范围为180.0℃~240.0℃,盐度范围为3.7%~6.7%NaCleqv,显示成矿流体具有中温、低盐度和低密度的特点;激光拉曼光谱分析包裹体气相成分主要为CO_2、CH_4和H_2O。氢、氧同位素分析结果表明成矿流体具有岩浆水和大气降水的混合特征;硫同位素结果显示成矿物质具有深源的特点。综合分析认为,矿床的形成与燕山期中酸性岩浆活动密切相关,深部岩浆在上升过程中与下渗的大气降水发生混合,导致矿物质在近东西向的"S"型压扭性断裂中沉淀并富集成矿。     

岩石三轴拉伸试验装置研制及其应用

为准确地测量岩石试样在不同围压作用下的拉伸强度与变形特性,对用于岩石三轴压缩试验的MTS815材料试验机为主体设备进行了一系列技术改造,一方面设计加工了一套试验机活塞与三轴室的随动连锁装置,使原本只能提供压缩载荷的MTS815试验机也能精确提供轴向拉伸荷载;另一方面设计开发一种多自由度岩石试样三轴拉伸夹具,解决岩石等脆性材料在拉伸过程中难以始终保持对中的技术难题。提出一套完整的测试技术方法,能实现0～140 MPa围压范围内各种岩石试件的复杂三轴直接拉伸测试研究,利用研发的配套装置与测试方法对页岩试样进行了三轴拉伸试验。结果表明,试验装置和试验方法完全能够进行不同围压条件下的岩石三轴拉伸试验,得到相应的三轴拉伸试验曲线;页岩在低围压和高围压下呈现不同的破坏特征和破坏形式,低围压下依然呈现脆性特征,高围压下则是由脆性向塑性转换。