沈阳地区MODIS与MERSI气溶胶产品对比研究

在中国东北地区,卫星气溶胶产品尚缺乏有效的验证机制,相关应用存在较大不确定性。利用2009–2011年中国地区太阳分光光度计观测网(CSHNET)沈阳站地基观测资料,借助后向轨迹模式分析了该地区气溶胶来源和季节变化特征,并同步对比了FY-3A/MERSI和Terra/MODIS气溶胶产品精度的季节差异及误差来源。结果表明:沈阳站气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数季节变化明显,气溶胶受远程输送和区域排放的共同影响,人为源和自然源丰富。不同粒径粒子对气溶胶光学厚度的贡献因季节而异,导致卫星反演算法中气溶胶模型选择误差较大,影响了卫星反演精度。观测期间MODIS与MERSI气溶胶产品与地基观测数据的总匹配率分别为68%和83%。当气溶胶光学厚度较低时(AOD0.35),MODIS产品出现低估,MERSI出现高估,与实测值的相对误差分别为–46%—54%、7%—135%;当气溶胶光学厚度较高时(0.35—0.75),MODIS和MERSI均出现不同程度的低估,两者与实测值的相对误差分别为–34%—54%、–21%—75%;当气溶胶光学厚度大于0.75时,低估尤为严重,与实测值的相对误差可达–34%—100%、–9%—58%。能与地基观测匹配的MODIS和MERSI有效样本数春、秋季较高(春季分别为69%、80%,秋季分别为73%、70%),夏季次之(69%、73%),冬季最少(2%、49%);MODIS与地基观测的相关性总体优于MERSI;但在冬季,MODIS与MERSI产品均不具备代表性。MODIS与MERSI气溶胶产品落入误差线的比例均为春季最高(22%、25%),秋季次之(19%、16%),夏季最小(6%、5%)。MERSI对粗模态气溶胶(α≤0.5)反演效果优于MODIS,而MODIS对混合模态气溶胶(0.5≤α1.5)反演效果优于MERSI。MERSI与MODIS气溶胶产品在春、秋季可比性较好,夏季可比性较差,总体来说,春、秋季MERSI比MODIS低估更为严重。从气溶胶产品在辽宁省的区域分布来看,FY-3A/MERSI比Terra/MODIS覆盖范围略广,各季节FY-3A/MERSI与Terra/MODIS的总体空间分布特征基本一致,但对于某些地区,两者数值上依然存在较大偏差。     

NaCl胁迫下钙对沙拐枣(Calligonum arborescens)株高及光合特性的影响

研究了在NaCl胁迫下添加钙盐对沙拐枣(Calligonum arborescens)株高、净光合速率、PSII光化学效率、叶绿素含量等的影响,探讨了外源钙盐对植物在NaCl胁迫下的缓解作用。结果表明:随着NaCl浓度的升高,在未添加钙盐的情况下,植株的株高、净光合速率、Fv/Fm、叶绿素含量均呈下降趋势;8g·L-1 NaCl浓度时,添加CaCl2后植株的净光合速率、Fv/Fm、叶绿素含量均高于同浓度Ca(NO3)2的处理,而16g·L-1 NaCl浓度时,Ca(NO3)2对NaCl胁迫的缓解作用好于CaCl2;当钙浓度为5mM时CaCl2对应的植株高度高于Ca(NO3)2,当钙浓度为10、15、20mM时Ca(NO3)2对株高的作用好。相对于生理指标而言,沙拐枣形态指标对NaCl胁迫不敏感;钙对NaCl胁迫的缓解作用与NaCl浓度有关,即存在一个最佳的钠/钙比值,高过或低于这个比值,钙盐的缓解作用就会下降;CaCl2和Ca(NO3)2对NaCl胁迫缓解作用取决于NaCl的浓度,当植物处于中等程度NaCl胁迫时,CaCl2对生理胁迫的缓解作用比Ca(NO3)2好,若植物所受NaCl胁迫程度比较严重,则Ca(NO3)2的缓解作用好。     

基于改进SWAT模型的灌溉-施肥-耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响

不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题. 研究通过修改土壤水平衡、溶质平衡、地下水平衡和作物生长等模块对SWAT 2012原始版本进行改进,并采用改进的SWAT模型构建了乌梁素海流域分布式水文模型,利用实测径流、硝态氮与总磷排放量、地下水埋深以及作物产量校正和验证模型. 基于现状情景,以玉米、葵花和小麦3种主要作物为研究对象,设置了削减灌水量、施肥量及调整耕作方式3种农田管理情景. 基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果,计算分析各管理情景下的硝态氮与总磷负荷及对各作物产量的影响. 结果表明,改进SWAT模型具有良好的模拟效果. 不同作物削减5%夏灌水量增产最多达8.41%~10.32%,削减10%秋浇水量均明显减少硝态氮和总磷负荷. 不同作物营养物负荷均随着氮磷施肥削减比例的增大呈现逐渐降低的趋势,但下降曲线逐渐趋于平缓; 各作物产量随氮磷施肥削减比例的增加呈先增加后减少的趋势,其中玉米、小麦氮磷施肥削减比例达20%时产量开始下降,葵花氮磷施肥削减比例达25%时产量开始下降. 不同作物营养物负荷与小麦产量均随耕作方式混合深度与混合效率参数的增大逐渐减小,而玉米和葵花产量则随耕作参数增大逐渐增加. 综合分析,削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合玉米产量增幅最大达36.5%;削减10%秋浇水量+削减25%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合葵花硝态氮负荷降幅最大达42.1%;削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+免耕组合小麦产量增幅最大达29.1%;而削减5%秋浇水量+削减20%氮磷施肥比例+常规春耕组合小麦硝态氮负荷减少最大达27.2%,总磷负荷减少最大达18.5%. 本研究可为降低流域内面源污染、提高作物产量及减少乌梁素海营养物入湖负荷农业管理措施的实施提供理论依据.     

胶东大柳行金矿田庵口金矿床成矿流体与成矿物质来源

庵口金矿床是位于大柳行金矿田东北部的石英脉型中型金矿床,矿体呈脉状产于郭家岭岩体内部的北东东向断裂带内。目前,对该矿床的研究相对较少,为探讨其成矿流体性质与成矿物质来源,文章通过井下观察、岩相学、流体包裹体测温、激光拉曼分析和同位素测试,将该矿床热液成矿期划分为黄铁矿石英阶段(Ⅰ)、石英黄铁矿阶段(Ⅱ)、多金属硫化物阶段(Ⅲ)和碳酸盐阶段(Ⅳ)。流体包裹体研究表明,成矿流体含富液相和富气相包裹体,包裹体气相成分以CO₂为主,少量N₂、CH₄,总体为中低温、低盐度CO₂-H₂O-NaCl体系,成矿早期(Ⅰ阶段)和主成矿期(Ⅱ、Ⅲ阶段)温度变化不大,盐度呈降低趋势,流体演化过程中发生了流体不混溶(沸腾)。H-O同位素测试表明,成矿流体可能主要来源于郭家岭岩体出溶的岩浆水;S、Sr-Nd-Pb同位素示踪显示,成矿物质可能主要来源于重熔活化的下地壳(前寒武纪变质基底),并在向上运移过程中混入了上地壳物质。     

胶东地区招贤深部金矿床金和载金矿物化学成分及其地质意义

胶东地区-1000 m以下深部找矿的重大突破,使得探明储量已达5000多t,成为探讨深部金的赋存状态及成矿作用的天然实验室。招贤金矿为焦家成矿带近年深部找矿重大突破之一,矿体主要产于-1260 m以深的晚侏罗世二长花岗岩中,受控于焦家断裂。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿和银金矿等,脉石矿物包括石英、绢云母、方解石、钾长石等。围岩蚀变以钾长石化、硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化为主。金矿物以自然金和银金矿为主,呈裂隙金或包体金分布于黄铁矿中,少数不可见金呈晶隙金分布于黄铁矿等矿物中。其中,黄铁矿w(S)=52.227%～54.915%、w(Fe)=44.749%～47.134%,原子个数比S/Fe=1.99～2.11,化学式FeS_1.99～FeS_2.11;黄铜矿w(S)=34.282%～35.140%、w(Fe)=29.263%～30.268%,w(Cu)=33.130%～34.114%,化学式Cu_0.96FeS_2.01～Cu_1.01FeS_2.10,平均化学式为C...     

川西阿坝州壤古温泉成因机制研究：来自水文地球化学和地球物理勘探的证据

地热资源是一种清洁低碳、储量丰富、安全优质的可再生能源,大力开发利用地热资源,对落实“碳达峰、碳中和”战略目标具有重要意义。壤古温泉位于青藏高原东南缘川西阿坝州壤塘县,为松潘-甘孜褶皱带地热资源空白区钻获的优质地热资源,井口水温39.5℃,自流流量1 500 m³/d,属富含偏硅酸、偏硼酸、锶的氟、锂优质热矿水,具有极高的医疗价值。文章以壤古温泉为研究对象,通过水文地球化学、地球物理特征研究,探讨了地热形成机制。结果表明：壤古温泉pH值6.7～7.1,溶解性总固体2 050～2 760 mg/L,水化学类型为HCO₃-Na型,水岩作用强烈。其氢氧同位素分布于全球大气降水方程线附近,说明热水主要为大气降水补给。Na-K-Mg平衡图表现为未成熟水,表明热水受裂隙潜水或地表冷水强烈混合作用。基于传统地热温标、硅焓混合模型、Cl^-校正估算热储温度为138～183.3℃,冷水混合比例为77.9～84.3%。综合地球物理勘探、钻探揭露特征,本文构建了壤古温泉成因概念模型,可为壤古温泉的开发利用提供理论支撑。     

陕南特长公路隧道水压致裂法地应力测量结果及工程地质意义分析

中国西部地区地势复杂,区域构造应力场各向异性显著,了解地区地壳应力状态是判断隧道设计阶段线路布设合理性的基础,也是预测隧道施工过程可能出现岩爆、断层滑动等其他工程灾害的重要参数。为了研究陕南特长高速公路隧道现今地应力状态,基于古仙洞隧道钻孔(ZK10钻孔)与化龙山隧道钻孔(ZK11钻孔)水压致裂地应力测量,获得了两隧道现今地应力分布特征。古仙洞和化龙山特长深埋隧道最大埋深处S_H值分别为13 MPa和22 MPa;古仙洞与化龙山隧道的应力关系分别为S_H>S_h>S_v和S_H>S_v>S_h,水平主应力起主导作用;S_H方向为近北西—北西西向,与区域现今构造活动背景基本一致,主要受秦岭造山带活动断裂影响。基于地应力测量结果、相关理论及判断依据认为:最大水平主应力方向与洞轴线夹角,有利于隧道围岩稳定,研究区内古仙洞与化龙山隧道的总体布置是合理的;采用岩石强度应力比法、陶振宇判据、Russenes判据和岩石应力强度比法综合判定研究区内两隧道不具备发生中等强度以上等级岩爆的可能;利用莫尔-库伦准则及拜尔定律,摩擦系数μ取0.6~1.0,对研究区内两隧道的现今地应力状态分析后发现,两隧道附近断裂带的地应力大小未达到地壳浅部断层产生滑动失稳的临界条件,处于较稳定的应力状态。      

面向关系数据库扩展的自适应影像金字塔模型

随着遥感技术的发展,特别是传感器分辨率的提高,影像数据量日益增长,这对高效、智能地管理海量数据提出了更高的要求,如何有效、智能地存取海量遥感数据成为当前越来越热门的话题。本文针对空间数据管理系统的发展现状,结合数据库存储、网络传输和客户端的硬件情况,从影像数据切片和影像数据的细节层次(level of detail,LOD)模型两个层面来解决遥感数据的存储问题,提出了自适应的遥感影像切片机制,以及与之相适应的LOD模型构建方法。通过试验证实,该影像管理机制能够在多种不同的数据库、网络和客户端条件下实现影像数据智能化高效存储与访问。本文的研究为高效的影像数据管理提供了可行的思路和方法,有助于在C/S架构的网络环境下实现基于数据库技术的遥感影像数据的高效存取和管理。     

基于相干算法的多尺度体曲率裂缝检测方法研究

应用地震数据计算的地震曲率是一种重要的地震属性,它与尺度不同的断层和裂缝密切相关。实验建立了在未知层位数据下的一种多尺度体曲率计算新技术,是基于相干算法的曲率联合计算新技术,利用相干算法寻找数据体中某一点与周围相干性最大的其他点形成一个局部曲面,在最小平方意义下进行曲面拟合,并采用窗口技术,再计算曲率就能得到不同尺度的体曲率。这种曲率联合计算技术,具有简单易实现、抗噪能力强和稳定好的特点,避免了层位数据拾取误差带来的影响,是曲率法的一种新发展,能为识别尺度不同的地质结构特征提供丰富信息。利用建立的基于相干算法的曲率联合计算技术,对海上W地区50km2的双方位地震数据进行了曲率计算,获得了T61和T62a储层的最大曲率和最小曲率等,T61和T62a储层的最大曲率和最小曲率等详尽地刻画了T61及T62a储层不同尺度的断层和裂缝以及裂缝对增加裂缝孔隙度的作用,为储层预测提供了丰富的信息。     

石家庄冻土变化特征与气候因子的关系分析

探讨石家庄冻土变化特征与气候因子的关系,以期作好土壤冻融预测.利用石家庄地区5个观测站1981—2010年逐日地温、降水量、蒸发量和冻土观测数据,采用线性趋势、完全相关系数和多元回归方法,分析讨论了该地区冻土变化特征与地温、降水量、蒸发量的变化关系.结果表明:石家庄地区土壤表面始冻期呈现明显推迟趋势,土壤表面解冻期呈现明显提前趋势,其中,中部地区始冻期推迟,解冻期提前趋势最为明显;11—12月平均地面最低温度与土壤表面始冻期正相关明显,2—3月平均地面最低温度与土壤表面解冻期负相关明显;秋季降水量和蒸发量对土壤表面始冻期推迟,冬季降水量和蒸发量对土壤表面解冻期提前影响较小.