滑坡灾害监测的圆弧合成孔径雷达大气相位校正方法

地基圆弧合成孔径雷达通过形变值测量实现滑坡预警,是一种重要的滑坡灾害监测遥感手段。大气相位校正影响形变值测量精度,是长时间稳定监测的关键技术。本文提出一种基于网格划分的两阶段大气相位校正方法。该方法通过特征提取及分类获得永久散射点,基于此实现监测点的自动筛选;利用网格估计大气相位,有效降低运算量,提高了计算效率;结合空间滤波和时间序列滤波,保证了大气相位估计的准确性。实测数据处理结果表明了该文所提方法在大气相位校正方面的有效性。     

地基GNSS大气水汽探测遥感研究进展和展望

大气水汽是表征极端天气事件和气候变化的重要参数,准确监测与分析水汽含量对于精准预测各类灾害性天气事件与研究气候变化具有显著意义。作为新兴的大气水汽探测方法,GNSS大气水汽探测技术得到了广泛的关注与应用研究,随着多频多模GNSS系统的发展,全球服务能力的逐步完备和地面基础设施的不断加强,地基GNSS大气水汽探测遥感技术水平得到显著提升,为基于空间大数据揭示气候变化、极端天气过程提供了强有力的数据支撑和发展契机。本文首先系统阐述了GNSS大气水汽探测遥感技术及其应用的发展过程;然后介绍了近年来包括对流层延迟、大气可降水量等多类型GNSS大气参数高精度反演的研究进展,特别是对GNSS大气反演在极端天气短临预报及气候变化现象解释两个方向的研究工作进行了科学探析;最后,阐明了GNSS大气水汽探测遥感技术面临的主要挑战及未来研究展望。     

东亚季风区近地面大气气溶胶中OCPs和PCBs纬度分布：以7Be为参照系

连续一年在北京、青岛、广州以每周3d的时间尺度同步采集近地面大气中气溶胶中7Be的测定数据以及在春、秋季节变换时期我国5个不同纬度城市大气气溶胶中7Be和典型持久性有机污染物（有机氯农药和多氯联苯1的同步观测数据,并对文献上发表的我国其他城市近地面大气中气溶胶中’Be年平均值数据进行了分析。通过对以上数据资料的总结和分析,观察到在东亚季风区近地表大气气溶胶中7Be浓度的年平均值呈现正态分布模式,并且在中纬度北纬40°N附近达到极大值。大气气溶胶中7Be在春、秋季节变换时期我国不同纬度城市的瞬时纬度分布仍呈现正态分布模式,但以30°N为最大值。在秋季大气颗粒相中HCHs和PCBs浓度最大值出现在30°N。气相中PCB-28所占百分比随纬度增高而增大,而颗粒相中PCB-28的纬度变化不大。蒸汽压较低的PCB-180在气相中的浓度基本上不随纬度变化,而颗粒相中PCB-180则基本上集中在纬度36。N左右,表明在东亚季风区大气中挥发性较低的POPs化合物具有某种纬度聚焦作用。以宇宙射线成因核素7Be作为大气环流的参照系,可以得出东亚季风区大气环流可影响持久性有机污染物纬度分布的结论。     

大气淡水在碎屑岩次生孔隙中的作用

碎屑岩储层次生孔隙发育带的预测是油气勘探中寻找优质储层的一项重要内容,特别是对深层致密碎屑岩储层。碎屑岩储层次生孔隙的形成机理众多,大气淡水淋滤不稳定矿物形成的次生孔隙,由于后期成岩作用强烈改造而缺乏明显识别标志,在储层预测中并没有引起足够重视。本文通过国内外的一些实例,结合实验模拟水岩反应,研究大气淡水在同生—早成岩阶段和表生成岩阶段对碎屑岩储层的淋滤作用。研究结果表明碎屑岩储层中的次生孔隙与大气淡水有着密切的关系,大气淡水与不稳定矿物的反应主要发生在开放或半开放的成岩体系中,反应产物能够被及时带出,促使了水岩反应的持续进行和储集空间的增加。利用层序地层学,结合储层岩石学特征可以很好地预测由大气淡水淋滤形成的次生孔隙发育带。     

对流层大气温度"蝴蝶形"震前异常

利用美国国家和海洋大气管理局(NOAA)的大气温度数据, 分析陆地地震和海洋地震震前震中上空的大气温度变化, 研究其作为地震短临前兆的可能性.地震样本包括2014年2月12日于田M_s7.3地震、2008年5月12日汶川M_s8.0地震、2011年3月11日日本M_s9.0地震、2014年4月1日智利M_s8.1海洋地震、2013年3月27日台湾南投县M_s6.1地震和2014年5月30日云南盈江M_s6.1地震.结果表明: (1)震前, 震中位置300~1 000 hPa大气温度有较为一致的变化趋势; (2)200 hPa与400 hPa处(根据不同地点可选择其他, 诸如350 hPa、300 hPa等高度数据)温度折线图在震前趋近或者相交, 出现类似蝴蝶翅膀的"蝴蝶形"特殊曲线形状; (3)200 hPa与400 hPa温度差等值线图在(震前数月、数周或数天不等)震中附近区域的数值减小, 温度差等值线图的塌陷最低点对应震中位置.以上规律有望应用于地震短临预测的时间与震中的确定.      

Mobilization and redistribution of elements in soils developed from extreme weathering basalt on Hainan Island

Major, trace and organic elements of a South China were reported to investigate elements laterite profile developed on Neogene basalt on Hainan Island, mobilization and redistribution in tropical regions. The results indicate that strong acid environment and organic matter （OM） can remarkably improve the transfer of insoluble elements. Among all the elements, Th is the least mobile. As for the general conservative elements during incipient chemical weathering, such as Ti, Zr, Hf and Nb, the removals are up to 30%-40% in the upper profile. And for Fe, A1, Cu and Ni, that tend to be combined with secondary minerals and to be retained in temperate zone, they are re- moved from the upper profile, transferred downwards, and then precipitated in the lower profile. In addition, atmos- pheric inputs, including sea salt aerosols and dust, have a profound effect on the budgets of elements that are susceptible to leaching losses （e.g. K, Na and Sr）. Excluding the possibilities of groundwater and erosion, the remarkable increase of K, Na and Sr concentrations in the upper profile, together with dramatically upward increasing trends of the percentage changes of Sr/Th, K/Th and Na/Th ratios, show that atmospheric inputs, especially sea salt aerosols, contribute much extraneous seawater derived elements, such as K, Na and Sr to the soils. The overall elemental be- haviors in this profile suggest that organic matter and atmospheric inputs play a very important role in the mobiliza- tion and redistribution of elements during extreme weathering in tropical regions.     

波浪及波流边界层泥沙起动规律

基于波浪边界层理论及单向流泥沙起动Shields曲线,推证出波浪泥沙起动Shields曲线;基于波流边界层理论,提出表述波流边界层动力特征的波流比因子X及非线性作用因子Y,并建立了Y与X的相关关系;在此基础之上,结合单向流及波浪泥沙起动Shields曲线,推证出波流共同作用下泥沙起动Shields曲线。结果表明:波浪泥沙起动Shields曲线在层流区与单向流光滑紊流区曲线保持一致,粗糙紊流区与单向流粗糙紊流区曲线保持一致,过渡区线型为折线,由层流区及粗糙紊流区曲线延长交汇获得;X及Y能够合理地表征波流边界层动力对比特征及非线性作用特征;波流泥沙起动Shields曲线介于波浪及单向流泥沙起动Shields曲线之间,随着波流比因子X的不同,依据非线性作用因子Y,自动在波浪及单向流泥沙起动Shields曲线之间非线性过渡。建立的波流泥沙起动Shields曲线与试验结果吻合较好,且能够概括单向流、波浪及波流等不同动力及细沙、粗沙等不同粒径的泥沙起动条件。     

塔里木河流域干湿变化与大气环流关系

基于塔里木河流域39个气象站1961—2010年逐日观测数据和NCEP/NCAR再分析数据,采用标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),分析了该流域近50年来干湿时空变化特征及典型干湿月份和突变前后的大气环流特征。对SPEI序列进行的趋势检验和突变分析表明,近50年来,塔里木河流域显著变湿并在1986年发生显著突变,SPEI上升趋势显著的站点较多的月份主要集中在暖季(5~10月)。对突变前后不同等级干湿事件频率变化的统计结果表明,突变后,极端干旱事件发生频率略有增加,但轻度和中度干旱事件发生频率有所减少,而不同等级的湿事件发生频率则一致地表现为增加。对典型干湿月份和突变前后对应的北半球500 hPa位势高度场和风场变化的合成分析表明,暖季典型干湿月份环流系统配置存在明显差异,增加的水汽和弱不稳定大气层结构是该区域1986年后暖季变湿的原因之一。     

雅鲁藏布江流域降水时空变化特征

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据,综合分析了雅鲁藏布江流域及9个分区的年、干湿季、月降水量以及日、小时尺度极端降水的时空变化特征,探讨了降水和典型大尺度大气环流因子的相关性。结果表明：① 1979—2018年间,在流域尺度上,各时间尺度降水整体上均呈上升趋势。其中,年降水量上升趋势最大,为2.5 mm·a^-1;年、干湿季降水量以及典型小时尺度极端降水（Rx3hour、Rx12hour）均在95%信度水平下显著上升。在水资源分区尺度上,各分区不同时间尺度降水的变化趋势呈现更明显的非一致性,所有分区除小时尺度极端降水均呈上升趋势外,其余时间尺度降水的趋势变化方向各异。② 雅鲁藏布江流域降水存在明显的空间分异性,且降水空间分异性会随着降水指标时间尺度的缩短而增强。各时间尺度降水整体上均呈现出自东部向西部逐渐减少的趋势,流域东南部（分区Ⅲ-2）始终是高值中心,流域中西部（分区Ⅰ-2、Ⅱ-1）存在区域性高值中心。③ 北半球副热带高压和北半球极涡对雅鲁藏布江流域降水变化具有显著影响。研究结果有助于掌握当地降水的多尺度变化特征,可为雅鲁藏布江流域和青藏高原地区的水循环研究、水资源开发利用和山洪灾害防治等提供科学基础。     

指向思维结构观察的地理教学问题链设计--以“大气的受热过程”为例

培养学生的地理核心素养需要重视思维的发展。问题解决是学生思维发展的主要途径,SOLO分类理论是观察学生思维水平层次的有效工具。本文将SOLO分类理论与地理课堂问题链的设计进行有效融合,通过把控问题链设计的梯度和难度,观察学生的思维结构和思维发展,形成教—学—评一体化的地理深度学习课堂。