2016年8月甘肃省持续性高温过程及其异常大气环流特征

利用1960-2016年甘肃省81个测站的逐日气温资料、NCEP/NCAR再分析资料,对2016年8月发生在甘肃省的高温天气基本特征及高温期间异常环流特征进行了分析研究。结果表明:(1) 2016年夏季高温日数甘肃东部地区大部分站点比气候平均值多5天左右;尤其是7月底至8月下旬的高温天气过程,不论是高温天气强度,还是高温天气范围,均为历史罕见。(2)高温发生期间,南亚高压中心较同期偏北5～10个纬距,且中心略向东偏移,造成冷空气不易南下;副热带西风急流中心覆盖面积明显扩大,急流核的位置偏北3～5个纬距,急流中心区向东明显移动,且分布形态由纬向型转为经向型,对高温天气的发展维持有重要作用。(3)受南亚高压、副热带西风急流的影响,大陆暖高压异常强大稳定,同时,乌拉尔山阻塞高压出现天数达10天以上,抑制西风带槽脊系统的东移,甘肃境内难以形成有效的降温降水天气。(4)甘肃境内水汽含量虽较往年偏多约20%,尤其是甘肃西部地区,但水汽辐散偏强,不易形成降水;此外,下沉气流异常偏强,高层空气下沉增温,有利于高温天气的发展与维持。     

Sedimentary evolution since the late Last Deglaciation in the western North Yellow Sea

To decipher the sedimentary evolution and environmental changes since the late Last Deglaciation, two gravity cores were analyzed from the western North Yellow Sea (NYS). The two cores (B-L44 and B-U35) were sampled for grain size, clay minerals, detrital minerals, and 14C dating. They are comparable in lithofaies, and the observed succession was divided into four depositional units based on lithology and mineral assemblages, which recorded the postglacial transgression. Depositional unit 4 (DU 4) (before 11.5 ka) was characterized with enrichment in sand, and was interpreted as nearshore deposits in shallow water during the Younger Dryas Event. DU 3 (11.5-9.6 ka) displayed a fining-upward succession composed of sediments from local rivers, such as the Huanghe (Yellow) River, and from coastal erosion, which clearly were related to the Early Holocene transgression. Stable muddy deposition (DU 2) in NYS began to form at about 9.6 ka, which received direct supply of fine materials from the Shandong subaqueous clinoform. It is believed that the Yellow Sea circulation system played a major role in controlling the formation of fine sediment deposition in DU 1 (after 6.4 ka) after the sea level maximum.     

新疆吾拉斯台一带下二叠统乌郎组火山岩地球化学特征

乌郎组火山岩分布于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅰ级）伊犁-伊塞克湖微板块（Ⅱ级）阿吾拉勒晚古生代裂谷系（Ⅲ级）中,为一套陆相的火山岩和碎屑岩组合.吾拉斯台一带火山活动较强,火山堆积厚度巨大,区内厚近4000 m,属乌郎组中上部层位.火山岩主要由偏碱性的基性和酸性岩组成,总体以双峰式火山岩为特征.岩石地球化学所反映的构造环境为板内玄武岩和大陆裂谷玄武岩,这与所处的大地构造位置相吻合.顶部层位的粗面玄武岩²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb同位素年龄为285±30 Ma,时代为早二叠世.由此推断,阿吾拉勒晚古生代裂谷系火山活动在早二叠世时即将结束,之后晚二叠世接受陆相磨拉石堆积,进入稳定陆内盆地发展阶段.     

含白云石天然碳酸盐岩在中红外波段的辐射特性研究

利用红外发射光谱研究了含白云石天然碳酸盐岩及主要组成矿物的红外发射光谱特征,探究了影响其红外辐射性能的因素。X射线衍射(XRD)和微区拉曼光谱(Raman)结果显示白云石(70%)、方解石(25%)和石英(5%)是该天然碳酸盐的主要组成物相。基于黑体辐射定律以及在80℃时、400～2 000 cm-1各矿物的辐射能量谱,显示碳酸盐岩、白云石、方解石和石英的发射率依次减少(1. 010、1. 000、0. 997、0. 958),白云石是碳酸盐岩红外辐射性能的主要贡献者。在本文研究的温度和波长范围内,含白云石碳酸盐岩中主要组成矿物的热容是温度的函数,白云石高的热容有利于提高整体的热辐射性能;矿物颗粒直径对热辐射的传播有一定的影响,颗粒直径接近于辐射波长时热辐射出现衰减导致发射率降低;当化学键(C—O键、Si—O键)的振动出现在发射光谱窄的发射带范围内(1 350～1 500 cm-1和950～1 275 cm-1)则会导致相对较高的辐射能和发射率。     

地表“矿物膜”:地球“新圈层”

地球表层是一个极为复杂的开放系统,其中所充满的阳光、大气、水分、有机酸、无机酸/盐、矿物质和微生物等彼此之间无时无刻不在发生着人们尚未充分认识到的多种自然作用。本文采用环境矿物学、半导体物理学与光电化学等交叉学科研究手段,在我国南方红壤、西南喀斯特和西北戈壁等典型陆地生境中,发现直接暴露于太阳光下的土壤/岩石表面广泛发育有几十纳米到数百微米厚度的铁锰氧化物"矿物膜";详细研究了铁锰氧化物"矿物膜"中矿物组成及其精细结构特征,发现半导体性能优异的水钠锰矿普遍存在,其晶体结构中富含促进其光催化功能的稀土元素Ce。在这些生境中,矿物岩石表面所包覆的铁锰氧化物"矿物膜"总是朝着太阳光发育,岩石背面却不出现"矿物膜",揭示出太阳光照射下的地球陆地表面普遍存在的"矿物膜"与太阳光有着直接的响应关系。光电化学测试结果显示,天然"矿物膜"具有较好的日光响应性能,由其制成的电极在可见光照射下皆能产生明显的光电流,而不含铁锰氧化物矿物的岩石基质样品及石英、长石等矿物样品几乎不产生光电流,表明"矿物膜"光电流的产生主要与铁锰氧化物有关。进一步测得"矿物膜"中主要铁锰氧化物的禁带宽度均小于2. 5eV,证明其均为对可见光具有广泛而良好吸收的天然半导体矿物。以全球日光平均辐照强度100mW/cm~2计以及全球典型生境中"矿物膜"分布面积估算,全球"矿物膜"吸收太阳能等效为生物质能的最大量与2017年度全球糖类产量(1. 92亿吨)相当。铁锰氧化物"矿物膜"不仅存在于陆地地表,还存在于海洋透光层中。可以认为地表"矿物膜"是地球上分布最广的天然"太阳能薄膜",从功能上"矿物膜"相当于继地核、地幔和地壳之后的地球第四大圈层,事实上构成了地球"新圈层",也是地球在太阳光能量驱动下发生外营力地质作用的关键地带。在此基础上,本文提出从"矿物膜"中产生的矿物光电子与太阳光子和元素价电子共同组成了地表存在的三种主要能量形式的认识。深入探讨太阳光照射下地表多圈层交互作用界面上所发生的电子传递与能量转化的微观机制,有助于深刻理解地表"矿物膜"这一地球"新圈层"如何影响地球物质演化、生命起源进化与环境变化演变的宏观过程。     

北京中心商务区夏季近地面气温时空分布特征

利用2012年6-8月31个自动观测站点气温资料,分析了北京中心商务区（CBD）夏季近地面气温时空分布特征及影响因子,并将CBD地区夏季气温监测数据与朝阳区气象站同期地面气温进行比较分析。结果表明：下垫面类型和人为热排放等差异是直接影响城市中心商务区近地面气温空间分布的主要原因。人口密集区、高层建筑与柏油路面集中区成为夏季月平均气温高值中心,较绿地覆盖区域的低值中心偏高约1.0 ℃;夜间人类活动及车辆使用造成的人为热排放是导致夜间城市地面气温空间差异的主要原因,而白天气温空间差异相对减小。CBD地区与朝阳站平均温差存在较明显的周内和日内变化韵律,且白天和夜间二者温差基本都为正值,但夜间的差值更加明显,即CBD地区平均气温一般高于朝阳站,表现出明显的附加城市热岛效应,而且这种附加城市热岛效应具有同城市热岛强度相近的日内变化规律。进一步分析表明,不同天气条件下CBD区域的附加城市热岛强度表现出显著差异,晴好微风少云天气情况下,附加城市热岛效应更明显,主要表现在夜间;阴天、高湿天气条件下,附加城市热岛效应在白天和夜间均较弱;降水天气条件下附加城市热岛效应日夜差异最小,说明日照和太阳辐射在引起附加城市热岛效应方面起着重要作用。不同天气条件下CBD地区内部的附加城市热岛效应空间分布基本一致。     

海底地名数据库建设及应用研究

鉴于我国海底地名工作的紧迫性,本文提出了我国海底地名数据库建设的设计思路,针对实际需求,讨论了海底地名数据库的应用方向及其支撑信息系统的结构和功能设计。建成后的海底地名数据库将对扩大我国在该研究领域的国际影响力,维护我国海洋权益等方面起到积极促进作用。     

山西临汾台数字化形变仪在河南4．7级及苏门答腊7．3级地震前的短临异常特征分析

为探索数字化观测资料的前兆异常特征,进一步认识其映震能力,使得数字化观测资料在今后的地震分析预报中得到充分的利用。运用山西临汾中心地震台SSQ-2I石英摆、Vs垂直摆倾斜仪、VP1、VP2宽带倾斜仪、水管仪、伸缩仪（侯马）的数字形变资料,用常规分析方法：形态法、矢量图分析总结了2010年10月24日河南4．7级、印尼苏门答腊7．3级地震的短临异常特征。     

双室电化学体系中产电微生物与黄铁矿单晶协同电子转移反应

通过构建产电微生物—黄铁矿双室体系, 应用电化学方法对以黄铁矿单晶电极作为产电微生物电子受体时, 两者间的电子转移过程进行表征和分析.结果显示, 与惰性石墨电极相比, 以黄铁矿单晶作为产电微生物电子受体时, 体系最大功率密度提升132.9%;电化学阻抗谱显示, 黄铁矿单晶电极极化电阻降低98.8%, 表现出优良的电化学反应特性, 表明产电微生物与黄铁矿单晶间具有良好的电子转移活性.籍由产电微生物对底物的氧化作用, 与黄铁矿单晶接受产电微生物电子在0.34 V(相对于饱和甘汞电极)处发生的还原反应, 构成了两者间完整的协同电子转移过程.      

3种典型富锰沉积物的形貌学与矿物学特征

本文采集了3种典型的富锰沉积物样品,即岩石漆、树枝晶与土壤铁锰胶膜,并制作了相应的纵切片。运用光学显微镜、原位微区拉曼光谱仪、扫描电镜、EDX能谱仪分别对其形貌学与矿物学特征进行了研究。结果表明岩石漆呈黑色致密层状、葡萄状,主要由水钠锰矿、赤铁矿、针铁矿、粘土矿物等组成,是一种高度混杂的沉积物。宏观上岩石漆与基岩有截然的接触面,发育有微层理结构,在微观上的表现即锰含量的周期性波动。树枝晶呈黑色分枝状,主要由锰钡矿组成,极端富锰而贫硅铝,与基质呈交织结构。土壤铁锰胶膜呈黑色粘稠层状,由水钠锰矿、赤铁矿、针铁矿、钛铁矿、粘土矿物等组成,可细分为外层黑褐色的富锰条带和内层黄棕色的富铁条带。这3种富锰沉积物的形貌学和元素分布特征与各自的成因机制密切相关。