广义极值分布在重庆短历时极值降水中的应用

利用广义极值分布函数拟合1981—2016年重庆34个国家气象站短历时(1、3、6、12 h)极值降水序列,对拟合结果进行显著性水平检验,并给出不同重现期极值降水的空间分布。结果表明:广义极值分布函数能较好地拟合重庆地区的短历时极值降水。随着降水历时的延长,服从Weibull分布(Frechet分布)的站点数逐渐减少(增加)。各短历时不同重现期降水的空间分布具体表现为10 a以下及20 a以上基本相似,位于长江沿线以北的重庆西北部地区降水量明显大于重庆长江沿线以南地区,且渝东南降水的相对大值区位于彭水地区。随着重现期的增加,降水中心更加集中,渝东北的大值中心随着历时的延长向北移动。广义极值分布函数的形状参数的绝对值接近或超出0.5时,计算的高重现期(大于样本长度)极值降水存在较大偏差;当不同历时降水拟合的形状参数值具有明显差异时,高重现期降水可能出现与客观规律相悖的现象。     

银额盆地侏罗纪孢粉植物群的发现及其地层时代意义——以蒙额地1井为例

由于露头资料缺乏,银额盆地生物地层研究一直较为薄弱,钻井的地层时代划分及主要油气产层时代归属存在较大争议.为了厘清银额盆地钻井所揭示的油气产层的地层时代,本研究对位于盆地西部乌珠尔坳陷的蒙额地1井下部岩芯样品开展了孢粉学研究工作.根据孢粉类群及其含量的变化,划分了2个孢粉组合:Osmundacidites-Deltoidospora-nonstriate bisaccate组合和Classopollis-Cyathidites-Quadraeculina组合.第一组合中裸子植物花粉和蕨类植物孢子含量相当,裸子植物花粉中无肋纹的双气囊花粉出现最为频繁,且多样性较高,并零星出现有具肋纹双气囊花粉,蕨类植物孢子以Osmundacidites为主,其他常见类群包括Lycopodiumsporites、Deltoidospora、Neoraistrickia等,均为我国侏罗纪常见属种,孢粉组合指示的地层时代为早侏罗世晚期,也可能下延至早侏罗世中期,气候温暖湿润;第二组合以Classopollis的高含量为特征,Quadraeculina和Cyathidites较第一组合含量增加,且未出现任何白垩纪的特征分子,反映了中侏罗世晚期的孢粉组合特征,气候由上述的温暖湿润转变为炎热干旱.根据本文的孢粉组合特征,原依据叶肢介化石定为上二叠统的地层宜重新厘定为中下侏罗统.同时,厘定的侏罗系在整个中国北方具有良好的可对比性,共同显示由早中侏罗世温暖潮湿的气候环境与含煤岩系向晚侏罗世酷热干旱环境与戈壁沙漠沉积体系的演化规律.     

液相色谱-原子荧光光谱联用法测定土壤砷铬锑硒元素价态

土壤重金属污染物的环境效应与其无机价态有密切的关系。As、Cr、Sb和Se元素的价态测定意义重大,但由于价态之间易发生转化使测定工作存在较大难度,标准化程度较低。地质行业标准DD2005-3推荐使用离子交换树脂分离,原子荧光光谱差减法测定As、Sb、Se价态及石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定Cr价态。这些方法前处理操作繁琐,测定次数多,工作量大,其他元素形态的存在还会导致结果出现误差。为满足地质调查和评价的需要,本文建立了一套适用于测定土壤水溶态和离子交换态提取液中As、Cr、Sb、Se价态的方法。样品在50℃水浴振荡加热浸提30min,采用液相色谱-原子荧光光谱法(LC-AFS)分离并测定As、Sb、Se价态,一次进样元素的两种无机价态按顺序出峰,同时测定,简便易行,结果更可靠。为了避免了某些离子交换提取剂的屏蔽和干扰,作为补充建立了AFS选择性测定Sb、Se价态的方法,设备成本较低。对于Cr价态的测定,建立了阳离子交换树脂分离-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的方法,比推荐的GFAAS测定法灵敏度高。As、Cr、Sb和Se的检出限≤0.02μg/g,RSD为3.8%~10.7%,加标回收率为91.0%~106.0%。应用色谱方法对采集的土壤样品进行检测,各项指标满足规范DD2005-3质量要求,与非色谱法相比,实现多组分同时测定。同时初步研究表明,土壤中元素价态含量不高,与土壤总量不存在相关性,采用价态含量作为环境风险评估指标更为合适。     

A novel agent-based model for tsunami evacuation simulation and risk assessment

Tsunami evacuation is an effective way to save lives from the near-field tsunami. Realistic evacuation simulation can provide valuable information for accurate evacuation risk assessment and effective evacuation planning. Agent-based modeling is ideal for tsunami evacuation simulation due to its capability of capturing the emergent phenomena and modeling the individual-level interactions among agents and the agents’ interactions with the environment. However, existing models usually neglect or simplify some important factors and/or mechanisms in tsunami evacuation. For example, uncertainties in seismic damages to the transportation network are not probabilistically considered (e.g., by simply removing the damaged links (roads/bridges) from the network). Typically a relatively small population (i.e., evacuees) is considered (due to computational challenges) while neglecting population mobility. These simplifications may lead to inaccurate estimation of evacuation risk. Usually, only single traffic mode (e.g., on foot or by car) is considered, while pedestrian speed adjustment and multi-modal evacuation (e.g., on foot and by car) are not considered concurrently. Also, pedestrian–vehicle interaction is usually neglected in the multi-modal evacuation. To address the above limitations, this study proposes a novel and more realistic agent-based tsunami evacuation model for tsunami evacuation simulation and risk assessment. Uncertainties in seismic damages to all links in the transportation network as well as uncertainties in other evacuation parameters are explicitly modeled and considered. A novel and more realistic multi-modal evacuation model is proposed that explicitly considers the pedestrian–vehicle interaction, walking speed variability, and speed adjustment for both the pedestrian and car according to traffic density. In addition, several different population sizes are used to model population mobility and its impact on tsunami evacuation risk. The proposed model is applied within a simulation-based framework to assess the tsunami evacuation risk assessment for Seaside, Oregon.

     

疏勒河源区水化学特征及其控制因素分析

以疏勒河源区为研究区,自2018年12月至2019年11月分别采集河水、泉水和雪样样品44个、4个和7个,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值法定性分析不同水体水化学特征及控制因素,利用质量平衡法（正向地球化学模型）量化不同来源对不同季节河水水化学成分的贡献率。结果表明：疏勒河源区不同水体水化学特征存在差异,TDS含量为泉水>河水>冰川融水>雪水,河水水化学类型冬季为HCO₃^--Mg²⁺?Ca²⁺型,春季为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺?Na⁺型,夏、秋季均为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型,泉水和雪水分别为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型、HCO₃^--Ca²⁺型;受多种因素共同影响,不同季节河水主离子时空变化均存在差异;河水和泉水水化学组成受岩石风化作用控制,主离子来源于以白云石为主的碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和盐岩、石膏、硫酸盐矿物等蒸发岩溶解;正向地球化学模型计算结果表明冬春季河水阳离子主要来源于硅酸盐岩风化溶解,夏秋季碳酸盐岩对河水阳离子贡献率大于硅酸盐岩,总体河水阳离子主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化。     

末次冰期以来巽他陆架东北部陆坡区正构烷烃分布特征及其古植被意义

为了讨论末次冰期以来巽他陆架东北部植被情况及巽他陆架在冰期时的碳循环意义.对位于南海西南部陆坡的18252-3站位岩心柱沉积物中长链正构烷烃组分的平均链长（ACL_27-33）、碳优势指数（CPI_27-33）、烷烃含量（∑_oddC₂₇-C₃₃）、及烷烃比值等指标进行了分析.结果显示:末次冰期以来CPI_27-33表现出与海平面变化具有很好的相关性.冰期时,CPI_27-33值表现出明显的奇偶优势,指示了叶蜡烷烃新鲜程度很高,应该主要来自附近出露陆架区的近源供应.冰期低海平面时∑_oddC₂₇-C₃₃（ng/g）总体高于全新世,也与陆源供应靠近陆坡区有关.ACL_27-33自40 ka B.P.以来呈上升趋势,指示草本植被发育增多和/或气候略为变干.从烷烃记录来看,冰期陆架出露时,n-C₂₉及n-C₃₁烷烃相对含量相差不大且均远高于n-C₃₃,至全新世n-C₂₉显著降低,而n-C₃₃则显著增高.结合ACL_27-33及烷烃比值数据,可以大致推测冰期出露的研究站位附近陆架地区很可能以热带雨林分布为主.将本文数据与巽他陆架东南部陆坡区数据进行综合分析,推测面向南海的巽他陆架东部地区在冰期时呈现热带雨林景观的可能性很大.由于雨林植被具有巨大的碳蓄积量,因此巽他陆架在冰期时很可能会是一个巨大的陆地碳储库.      

承德杏仁产区关键带基岩-土壤-作物果实BRSPC系统元素迁聚特征

特色经济作物品质与生态地球化学条件密切相关,查明山区地球关键带基岩-风化壳-土壤-作物BRSPC系统元素迁移富集规律,对农业种植布局优化具有重要意义.选取承德冀北山区仁用杏产区为研究区,结合多元统计分析采用多种化学风化指数、元素化学损耗分数CDF、质量迁移系数法、生物富集系数BCF法分碎屑岩建造区和火山岩建造区定量评价BRSPC体系中元素迁聚特征.结果表明:研究区土壤TK和TFe₂O₃含量丰富,Se元素含量适量,Cu和Ge含量中等-较丰富,TP、S和B元素含量较缺乏.区内基岩-土壤总体处于初等化学风化阶段,火山岩建造区土壤风化程度总体高于碎屑岩区.土壤S、B、Se、Ti、MgO和Fe₂O₃含量在基岩风化过程相对富集,基岩风化过程中Se、S、B、Ni和V为质量迁移强活动元素.全区85.71%的杏果肉样品Se含量达到富硒标准,25%杏仁达到含硒-富硒标准;碎屑岩区杏果实Se含量高于火山岩区.基岩风化过程中的元素富集亏损特征与土壤-作物吸收过程中的元素迁聚密切相关,BRSPC系统元素传导具有较好的继承性.土壤Cu、Zn、TP、Se、B、CaO和TFe₂O₃含量是制约研究区杏果实品质的主要地化因素,火山岩基岩风化过程中Cu和Zn元素淋滤流失程度大于碎屑岩区,碎屑岩区土壤TP、Se、B、CaO和TFe₂O₃含量高于火山岩建造区,相对更适宜于仁用杏种植.      

高盐强酸性地下水中复合苯系污染物原位芬顿氧化实验研究

在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO4^2-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe²⁺)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO4^2-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H₂O₂和Fe²⁺使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe²⁺,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe²⁺即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。     

Change in Extreme Climate Events over China Based on CMIP5

The changes in a selection of extreme climate indices(maximum of daily maximum temperature(TXx),minimum of daily minimum temperature(TNn),annual total precipitation when the daily precipitation exceeds the 95th percentile of wet-day precipitation(very wet days,R95p),and the maximum number of consecutive days with less than 1 mm of precipitation(consecutive dry days,CDD))were projected using multi-model results from phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project in the early,middle,and latter parts of the 21st century under different Representative Concentration Pathway(RCP)emissions scenarios.The results suggest that TXx and TNn will increase in the future and,moreover,the increases of TNn under all RCPs are larger than those of TXx.R95p is projected to increase and CDD to decrease significantly.The changes in TXx,TNn,R95p,and CDD in eight sub-regions of China are different in the three periods of the 21st century,and the ranges of change for the four indices under the higher emissions scenario are projected to be larger than those under the lower emissions scenario.The multi-model simulations show remarkable consistency in their projection of the extreme temperature indices,but poor consistency with respect to the extreme precipitation indices.More substantial inconsistency is found in those regions where high and low temperatures are likely to happen for TXx and TNn,respectively.For extreme precipitation events(R95p),greater uncertainty appears in most of the southern regions,while for drought events(CDD)it appears in the basins of Xinjiang.The uncertainty in the future changes of the extreme climate indices increases with the increasing severity of the emissions scenario.     

华北平原夜间对流性天气对地面O3混合比的抬升效应

2013年6—9月在河北省固城站观测到多次夜间对流性天气伴随地面O₃混合比快速抬升的过程,并引起次日清晨到中午O₃混合比升高。大多数对流过程中,O₃混合比在半小时内升高至60×10-9～80×10-9,同时NO_x等反应性气体混合比下降,θ_se值降低,说明下沉气流将高空气团带到地面,造成了O₃混合比的升高。通过再分析资料得到下沉气团基本来源于对流层中下层,这一结论与当地进行的一次飞机观测结果吻合。多数对流过程中固城站和北京城区地面O₃混合比和θ_se值有相同的变化趋势和程度。根据观测结果,推测华北地区在夏季和初秋时,对流层中下层存在O₃高值区,混合比约为60×10-9～80×10-9。对流性天气对地面O₃抬升的影响区域与对流系统的影响范围有关,可达到中尺度范围。华北地区光化学污染严重,对流性天气引起的地面O₃混合比抬升程度比较强,对环境的影响值得关注。