中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。     

基于海面位势高度和海表温度构建西太平洋三维温度场

提出了一个基于上一年逐月三维再分析温盐场和第二年月平均卫星观测数据,包括海表温度SST(Sea Surface Temperature),海面高度异常SLA(Sea Level Anomaly),来推算区域海洋三维温度场的方法。选取西太平洋区域作为验证算法有效的海区。该三维水域的水平海域范围设定为:30°N～50°N,140°W～180°W,水平分辨率为1°;深度方向为从海表至-1 000 m,划分为19层。重构的第一步是利用上一年的逐月的温盐场,在该三维空间的每个网格点上建立一个温度和卫星观测的海表温度、海面位势高度的回归方程。根据该回归方程和第二年的卫星观测数据可以得到第二年的该区域的三维温度场。第二步把相同月份的该区域存在的Argo温度廓线同化进重构的温度场来提高重构的精度。重构的2015、2016年的温度场和CMEMS(Copernicus Marine Environment Monitoring Service)提供的再分温度场的相关系数分别达到了0.992 9和0.991 2,均方根误差为0.79和0.89℃;在-200 m以深的区域,均方根差异小于1℃,-200 m以浅的区域,均方根差异在1～2℃。表明该重构方法是合理有效的,所以基于第一年的温盐三维数据和第二年的卫星观测的海表数据可以重构第二年的三维温度场。     

海域地质岩心钻探关键技术分析与应用

海域固体矿产资源勘探、开发是海洋开发和利用的重要组成部分。本文主要从钻探设备、工艺、安全等方面对海域地质岩心钻探工程技术进行分析，总结了相关技术措施：一是除依据地质要求选择常规钻探设备外，要依据海域环境特点，选择安全可靠的钻探平台；二是钻孔结构设计、钻进方法、冲洗液等均应符合海域特点和要求；三是必须坚持安全第一原则，编制安全应急预案等。通过山东莱州三山岛北部海域金矿勘探项目应用实例，证实了海域地质钻探工程技术的适应性。     

印尼苏拉威西地区波尼盆地形成及其石油地质特征

波尼盆地是一个新生代裂谷盆地,勘探程度极低,其含油气系统及主要勘探层系不明。采用类比分析方法,通过对周边构造演化和沉积特征相似盆地的烃源岩、储层特征及含油气系统分析,进一步推测波尼盆地发育始新统潮坪-潟湖相烃源岩,品质较好,为Ⅱ—Ⅲ型干酪根,普遍处于成熟—高成熟阶段,以生油为主。该盆地共发育3套潜在储盖组合,最主要为中、上中新统—上新统Tacipi组生物礁储层及上新统区域性海相泥岩储盖组合,油气勘探前景较好。     

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团，以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强，研究领域不断拓展，涌现了大量具有广泛影响力的研究成果，其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”，发展了第三代海浪数值模式；提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法；发现并命名了“棉兰老潜流”，揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等，系统描述了太平洋西边界流系；提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流)；不断完善了中国近海陆架环流系统，在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流，以及陆架波方面均取得了深刻的认识；从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结；发展了浅海水团的研究方法，基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制，在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献；阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制，揭示了中尺度涡的三维结构，定量评估了其全球物质与能量输运能力；基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征，提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制；构建了“南海内波潜标观测网”，实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识；发展了湍流的剪切不稳定理论，提出了海流“边缘不稳定”的概念，开发了海洋湍流模式，提出了湍流混合参数化的新方法等；在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识，并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响；研发了全球浪–潮–流耦合模式，推出一系列海洋与气候模式；发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统；建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台；发展了ENSO预报的误差分析方法，建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系，揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应；初步建成了中国近海海洋观测网；持续开展南北极调查研究；建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统，为中国气象减灾提供保障；突破了国外的海洋技术封锁，研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器；建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型，为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示，经过70年的发展，中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍，这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

郯庐断裂莱州湾段块体旋转效应及意义

为探究郯庐断裂莱州湾段右行走滑活动的构造响应并约束其起始时期，以最新钻井资料和三维地震资料为基础，深入剖析研究区与右行走滑活动密切相关的构造-沉积响应.结果显示，双轨走滑右行活动开始后，其夹持块因发生顺时针方向的被动旋转而产生差异应变（伸展或挤压）效应.在叠加区域伸展作用的背景下，伸展效应促进沉降作用，致使先存凸起区加速沉降并演变为洼陷区，先存洼陷区沉降幅度更大，现今均为富烃洼陷；挤压效应则抑制沉降作用，致使先存凸起区持续保持凸起状态，而先存洼陷区多沉降减缓甚至转为抬升，生烃潜力减小.综合地层残存信息及区域构造环境表明郯庐断裂带莱州湾段的右行走滑旋转效应最早始于沙三中段沉积时期.      

浅析四川省金矿床资源储量概况及成矿类型

四川省岩金矿主要分布于阿坝州北部-东部及甘孜州和凉山州-盆地西部地区,其次是广元市-绵阳市西北部的"金三角"地区的分布特征。通过研究和归纳,本文将矿床类型归纳为11个三级亚类,并根据该11个类型对矿床规模进行统计,得出了数量上四川省以岩浆热液型金矿为主,其次为砂矿性金矿为主,再次为海相火山岩型金矿的结论。在此基础上,对四川省的金矿勘查工作程度、开发利用情况进行了评述,希望能够起到抛砖引玉作用,为省内金矿的勘查开发利用及找矿提供一定思路。     

湖南省似大地水准面2017模型及精度分析

利用近7万个湖南及邻近省份重力观测数据、502个GNSS/水准控制点及数字高程模型，以EIGEN-6C4全球重力场模型作参考重力场，采用顾及地球曲率影响的各类地形质量位及引力的第二类Helmert凝集法严密算法，利用高分辨率地形数据恢复甚短波扰动重力场，确定空间分辨率2′×2′的高精度湖南省似大地水准面模型（HNGG2017）。经外部检核，模型整体精度均优于±0.022 m。与历史模型相比，新模型在湖南北部常德汉寿、西南部永州江永等地区精度得到显著改善。     

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化

首先利用ALOS PALSAR数据，通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场，然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布，最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明，形变主要集中在西盘，最大视线向形变量为51.6 cm；反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E，深度3 km，断层走向145°，倾向49.5°，平均滑动角153°，发震断层为NNW向普洱断裂，断层活动以右旋走滑为主，兼具逆冲分量；断层面最大滑动量为1.2 m，反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现，磨黑断裂处于库仑应力增加区域，而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明，宁洱地震为浅源地震，但断层并未出露地表。