北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。     

岩石颗粒破碎的尺寸效应

固体颗粒破碎强度的尺寸效应是一种普遍存在的现象,冰块、岩石颗粒、陶瓷和混凝土块等的破碎强度都表现出随颗粒直径增加而减小的现象,分形模型为解释固体颗粒破碎强度的尺寸效应提供了可行的方法。本文采用Steacy和Sammis分形模型模拟了岩石颗粒压碎特征,分析岩石颗粒破碎后的颗粒分布规律,给出颗粒破碎分维的确定方法,建立颗粒压碎强度与粒径的理论关系,颗粒破碎强度与颗粒粒径的关系用分维D表示为fdD-3。已有的颗粒破碎分布的数据表明,岩石颗粒破碎的分维大约为2.50～2.60,颗粒破碎强度符合用分维表示的尺寸效应。     

青海德尔尼铜(锌钴)矿床硫化物Cu同位素组成及矿床成因探讨

青海德尔尼铜(锌钴)矿床产出在北西或北西西向超镁铁质岩带中,对其矿床成因长期以来一直存在争议。文中对德尔尼矿床主矿体不同类型硫化物矿石的Cu同位素组成进行了分析,通过与现代海底正在形成的赋存在超镁铁质岩(蛇纹石化橄榄岩)中的块状硫化物矿床进行类比,从构造背景和矿床地质角度探讨了矿床成因,得出以下主要认识:(1)阿尼玛卿构造带可能存在大型拆离断层,超镁铁质岩体和硫化物矿体的产出均与北西向发育的长期活动拆离断层有关;(2)德尔尼矿床属古代海相火山成因块状硫化物矿床,为赋存在超镁铁质岩体中的一个特殊类型(或称为"德尔尼型");(3)硫化物原生矿石Cu同位素组成均为负值,呈富轻Cu同位素特征,表明矿床经历了广泛的后期热液叠加过程。德尔尼矿床控矿构造、岩体特征和后期叠加成矿过程的深入研究不仅对矿床成因认识和找矿具有重要意义,而且为现代海底慢速-超慢速扩张洋中脊超镁铁质岩热液系统成矿研究提供了参考。     

熔融制样波长色散X射线荧光光谱法测定白云石中钙镁硅铁铝

白云石属碳酸盐矿物,应用熔融制样X射线荧光光谱法测定其中主次量组分钙、镁、硅、铁、铝时,由于白云石灼烧减量大,在试料片制备过程中,如果以干基试料制备试料片,除灼烧减量外还有少量其他组分被分解出的大量CO₂带走,导致试料损失,测定结果偏低;如果以灼烧基试料制备试料片,由于灼烧后的试料极易吸收空气中的水分和CO₂,同样使测定结果偏低。基于质量守恒原理,本文直接以灼烧减量测量后的灼烧基试料质量作为试料量(即灼烧减量测定所称量的干基试料量扣除灼烧减量的量),以四硼酸锂为熔剂,5%碘化铵溶液为脱模剂,试料与熔剂的稀释比为1:10,于1050℃熔融15 min以上制备的试料片透彻、玻璃化程度高。以白云石标准物质和标准样品作为标准试料,制作各组分的标准曲线的相关系数在0.9940~0.9994之间;方法检出限为0.011%~0.48%;标准物质和标准样品的测定值与认定值基本一致,各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.5%~1.7%之间,方法具有较好的重现性。本方法以1050℃灼烧后的试样作为试料制备XRF分析样片,最大限度地降低了灼烧减量因素(空气中的水分和CO₂)对测定结果的影响,适用于白云石及其煅烧物中钙、镁、硅、铁、铝等组分的同时测定。     

内蒙古中部构造混杂带晚古生代-早中生代变质基性岩的地球化学特征及其大地构造意义

内蒙古中部构造混杂带中的变质基性岩可分为南、北两带:南带位于乌兰沟-图林凯地区,被划分至温都尔庙群下部的桑达来因组,主要为一套变质玄武岩和辉长岩、辉绿岩,局部含有超基性岩和碳酸岩透镜体,其中变质基性火山岩以绿片岩相变质为主,局部保留枕状构造或发育蓝片岩,已有的锆石U-Pb年代学数据表明南带变质基性火山岩形成于晚古生代到早中生代;北带位于芒和特-二道井-红格尔一线,主要呈岩块状保存在由绢云绿泥石英片岩、硅质岩、含铁石英岩和少量的大理岩组成的基质中,岩石类型包括蓝片岩、冻蓝闪石片岩、阳起片岩、绿帘角闪片岩等。地球化学研究显示南、北两带的变质基性岩相对低Al(Al2O3=10.66%~14.97%)、低Ti(TiO2=1.27%~1.96%)、高Na(Na2O=1.02%~4.20%)、贫K(K2O=0.02%~0.71%),具有拉斑玄武岩到碱性玄武岩系列的过渡特征,高的Na2O/K2O比值(6.89~454)暗示这些基性岩在变质作用前发生了细碧角斑岩化。不活动元素Zr与其他高场强元素(HSFE;Th、Nb、Hf、Ti)和稀土元素(REE)显示良好的线性关系,表明在变质过程中,高场强元素和稀土元素基本保持稳定,可以反映原岩的性质。根据稀土、微量元素配分型式和相关比值可以将内蒙中部构造混杂带中的变质基性岩分为两类:一类稀土含量相对较低(∑REE=46.00×10-6~78.08×10-6)、轻重稀土分异不明显((La/Yb)N=0.50~1.04),无明显Eu负异常,Hf/Ta=6.82~15.18,具有正常的大洋中脊玄武岩(NMORB)特征;另一类稀土含量相对较高(∑REE=58.66×10-6~151.3×10-6)、轻重稀土分异明显((La/Yb)N=2.28~4.68),无明显Eu负异常,Hf/Ta=2.06~4.70,与富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)相似。部分变质基性岩样品轻微富集大离子亲石元素Rb和Ba,可能暗示原岩在就位过程中遭受了微弱的陆壳混染。以上地球化学特征表明这些变质基性岩的原岩可能形成于一个扩张规模有限的陆内洋盆环境。已有的古生物地理学研究表明古亚洲洋闭合后,到晚古生代早期,内蒙古中部地区成为佳-蒙地块的一部分。石炭纪期间整个内蒙古中部发育稳定的浅海相沉积,局部为造山后隆起环境,发育加里东I型花岗岩和花岗闪长岩。从晚石炭世-早二叠世起,内蒙中部开始处于伸展环境:二连浩特到东乌珠穆沁旗一带发育大量的碱性岩;华北克拉通北缘发育很多高钾钙碱性-碱性的花岗岩;内蒙中部地区广泛发育二叠纪大石寨组双峰式火山岩。到中二叠世开始裂解形成若干近东西向分布的海盆,发育哲斯组、林西组浅海相、泻湖相沉积。持续的伸展形成了有限洋盆,发育以温都尔庙群为代表的含铁硅质岩以及晚古生代-早中生代基性岩。由于早中三叠世华北板块与扬子板块全面碰撞和陆内造山过程的影响,有限洋盆最终在早中生代之后发生被动闭合,形成南、北构造混杂带,并导致该基性岩乃至整个内蒙中部的晚古生代沉积发生广泛绿片岩相变质作用,而局部蓝片岩的形成可能与有限洋盆的俯冲作用有关。     

Sobol′方法分析TOPMODEL水文模型参数敏感性

为深入理解TOPMODEL水文模型产汇流机理和分析模型参数选择对洪水模拟影响,使用全局敏感性分析Sobol′方法对TOPMODEL模型单个参数和参数组合对洪水模拟指标影响进行了定量分析。结果表明:模型各个参数单独作用对纳什效率系数、径流总量相对误差和洪峰相对误差影响较小;土壤饱和传导度、坡面汇流速度和土壤下渗率指数衰减速率单独作用对峰现时差影响显著;土壤下渗率指数衰减速率和下渗滞时组合对纳什效率系数、径流总量相对误差、洪峰相对误差影响最大;土壤下渗率指数衰减速率和土壤饱和传导度组合对峰现时差影响显著。     

基于比例整体最小二乘的GPS高程拟合

针对GPS高程拟合过程中GPS基线观测量和水准高程观测量含有误差且残差中误差不相同的情况,在整体最小二乘(TLS)基础上引入比例因子λ来确定残差中误差的大小,即比例整体最小二乘(STLS)。实例计算表明,STLS比TLS和LS能够得到更好的估计参数,高程异常值拟合精度也相应提高。     

大洋富钴结壳的基本框架——超微生物建构的锰质叠层石柱体

大洋富钴结壳和锰结核一样是潜在的海底矿产资源,对其成因的研究将有助于指导找矿和资源评价。通过大型反光显微镜、透射电子显微镜和其他测试手段,系统研究了结壳的结构构造、物质组成以及叠层石纹层与超微生物的关系。发现结壳与光滑型锰结核的叠层石类型及超微生物种极其相似,它们都以微小叠层石和中华微放线菌为主要特征,具有相同的生物成因机制。认为超微生物建构的锰质叠层石柱体是大洋富钴结壳的基本框架,从而对结壳矿体的形成提出了新的见解。     

单环刺螠纤溶酶的分离纯化及其性质的初步研究

从单环刺中制得单一组分的纤溶活性纤溶酶,并对其性质进行初步研究.单环刺体组织液经离心,超滤,离子交换层析,凝胶过滤等方法进行分离纯化,制得单一洗脱峰酶组分,经Native-PAGE电泳分析,SDS-PAGE电泳分析和飞行质谱分析,鉴定了酶制品纯度和相对分子量,进行了体外溶血栓试验.所得纯品UFEIa水解酪蛋白的比活力为442.0 U/mg,纯化倍数为12.1倍,回收率为27.0%.UFEIa为单一组分,相对分子量约23 800 Da.体外溶血栓实验表明此纤溶活性蛋白酶与蚓激酶相比具有很好的溶血栓活性.     

铷原子频标中微波功率频移的研究及其控制方法

针对铷原子频标中微波功率频移的传统解释与实验现象不相符合的矛盾，曾提出以ＡＣＺｅｅｍａｎ效应为核心的新解释．本文以实验检验了该解释，尤其是ＡＣＺｅｅｍａｎ效应频移公式的正确性，实验结果与理论相符合；最后探讨了控制微波功率频移的方法。