自持式浮标地磁日变站的系统设计

自持式浮标地磁日变站的研究,是以陆用地磁日变站为基础,结合DGPS系统和浮标技术,自行设计开发数据实时采集与传输系统,形成一套可以自动在远海和大洋记录地磁场变化的浮标日变站,从而大大提高海洋地磁调查的精度。     

百余年来地球磁场的长期变化

利用第11代国际地磁参考场模型(IGRF11),计算了自1900年以来地球磁矩、磁矩变化率、地磁北极位置、偏心磁偶极子的位置和地球外部空间的地磁能量等地磁场长期变化特征量,得出了一些重要结论,对加深地磁场长期变化的认识具有理论意义。     

地磁场模型及在海洋环境中的应用需求研究

地磁场是地球固有的基本物理场,地磁场模型是海洋环境保障的重要信息。分析了对地磁场建模理论、现今具有代表性的主磁场模型、地壳异常模型及其他磁场模型最新研究成果,对照地磁场模型在海洋环境中的应用现状,认为现今地磁场模型的分辨率和精度等技术指标尚未能满足地磁匹配导航和水下目标探测等保障需求。提出要深化海域磁场模型应用需求论证,加强现有海域磁力测量资料的整编,积极开展海域地磁场观测的理论创新、技术创新和方法研究,研发出我国海域高精度高分辨率的地磁场模型。     

基于PSO-LSSVM的局部海洋三维地磁场建模方法

局部海洋地磁场模型可以为水下地磁匹配导航与磁性目标探测等工作提供高精度的海域地磁背景场数据。针对目前区域地磁场模型构建方法中未考虑到高度或深度变化的影响,截断阶数难以确定及存在边界效应等问题。根据海洋磁力测量的特点,顾及磁测点高度数据,引入粒子群优化的最小二乘支持向量机法(PSO-LSSVM)构建局部海洋三维地磁场模型。在仿真与实测数据建模试验中,与Taylor多项式法、BP神经网络法及曲面样条函数法比较,结果表明,无论是在地磁变化平缓区还是复杂区,PSO-LSSVM法的建模精度均是最高的,建议在局部海洋地磁场模型构建中采用。     

晚更新世末期的地磁短期反极性事件

晚更新世末期的地磁短期反极性事件,是由邦赫梅特(N.Bonhommet)和巴肯(J.Babkine)于法国拉斯钱普山(Puy de Laschamp)首先发现的。近十几年来,各国的某些古地磁研究者先后发表了数十篇论文对该事件的时代进行过讨论,但到目前为止,尚无较为一致的意见。根据已发表的年代资料,大体可将其归纳为两种意见:一是以莫尔尼(N.Morner)为代表,根据瑞典京城哥德堡公园的研究资料,认为该短期漂移时间应在距今13750—12350年范围内,并将其称为哥德堡事件(Gothenburg reversal);二是以威苏帕(K.L.Verosub)为代表,认为在距今21000—36000年间并不存在反向时期。而全球性的倒转时间应在距今35000—40000年间的某一时期。 根据我们对黄海,东海近岸带沉积岩芯的古地磁研究,认为晚更新世的地磁短期反极性事件,可能由两个事件组成。本文根据对沉积岩芯的系统测量、结合C~(14)测年和微     

晚第四纪地球磁场强度变化的沉积记录及其对宇宙成因核素(~(14)C和~(10)Be)的影响

地球磁场强度变化的沉积记录是过去十几年内环境磁学的研究热点之一，本文综述了其理论基础和研究方法，归纳了适合于进行这种研究的沉积物应满足的若干条标准以及其沉积记录可靠性的检验标准，介绍了过去２００ｋａ地磁场强度相对变化的连续沉积记录，还评述了晚第四纪地球磁场强度变化对宇宙成因核素１４Ｃ和１０Ｂｅ的控制作用。     

晚第四纪地球磁场强度变化的沉积记录及其对宇宙成因核素 …

地球磁场强度变化的沉积记录是过去十几年内环境磁学的研究热点之一,本文综述了其理论基础和研究方法,归纳了适合于进行这种研究的沉积物应满足的若干条标准以及其沉积记录可靠性的检验标准,介绍了过去２００ｋａ地磁场强度相对变化的连续沉积记录,还评述了晚第四纪地球磁场强度变化对宇宙成因核素＾１４Ｃ和＾１０Ｂｅ的控制作用。     

基于多面函数的局域地磁场建模方法研究

基于多面函数,研究了局域海洋地磁场建模的理论和方法,并对建模中数据质量的控制问题、适用于地磁场建模的核函数的选择问题、平滑因子的选择以及建模数据的选择等关键问题进行了研究,并根据地磁数据变化剧烈的特点和多面函数的特性,提出了分区建模的设想.将该方法与传统的 Taylor 多项式、Legendre 多项式和曲面函数建模方法进行了比较,表明该方法具有较高的精度和可靠性.     

新兴学科《古海洋学》简介

古海洋学是继板块学说之后海洋地质领城内的又一重大突破。 自“深海钻探”计划开展并采用新技术尤其是液压活塞取样以来,获得了连续的、未遭扰动的大量岩心,这些岩心完整地记录了大汗和陆地发育演化的历史,对这些岩心作海洋地层的沉积研究,用各种手段分析过去时代中海洋水文、地磁、水温、生物、化学和矿物等的分布、形成和演化,获得了     

从太平洋底发现外星撞击地球的痕迹

通过对偶然发现于太平洋M₁₄岩心中的微玻璃陨石的显微特征和物质成分的全面研究,首次发现了撞击坑反弹结构、亲铁元素铱、锇等异常、不定形碳、未饱和无环碳氢化合物、有机质及多种挥发分子,根据这些痕迹和证据肯定了发生于大约2.14～2.30MaBP的一次外星撞击地球事件,并推测撞击地球的外星可能为一彗星碎片;另根据岩心中微玻璃陨石层同该岩心中地磁事件和地磁倒转的联系,进一步论证了这次外星撞击地球事件的发生.最后,笔者提出了发生撞击事件的时代──2.14～2.30MaBP可作为深入研究和划分地质历史中第三纪-第四纪界线的重要参考时代,有待科学家通过更多的发现和长期研究加以验证.     

细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型

描述含水合物沉积介质的应力-应变关系,建立含水合物沉积介质的力学模型,预测水合物储层的变形规律,是有效开发水合物资源的基本前提。以经典邓肯-张模型为基础,结合细砂质含水合物沉积介质力学三轴试验数据,提出了适合细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型及其参数,并验证了模型的准确性。结果表明,该模型及其参数可以很好地描述细砂质含水合物沉积介质的应力-应变的非线性弹性关系。     

石油烃暴露对栉孔扇贝组织Wnt4基因表达的影响

采用荧光定量PCR的方法测定了不同浓度石油烃暴露下栉孔扇贝各组织Wnt4基因相对表达量的变化,结果表明,栉孔扇贝各组织Wnt4基因表达量在不同浓度石油烃影响下变化程度具有明显差异,对照组表达量大小顺序为精巢>卵巢>鳃丝>消化盲囊;在浓度为0.1mg·L^-1石油烃影响下,除鳃丝Wnt4基因表达量有上升趋势之外,其余各组织均无显著变化(P>0.05);而在0.3mg·L^-1及以上石油烃浓度组,四种组织Wnt4基因表达量随暴露时间均出现明显上升或者被抑制的现象(P<0.05),各组织Wnt4基因被激活和被抑制的时间和程度均有不同,受石油烃暴露影响的程度为鳃丝>卵巢>精巢>消化盲囊。本研究认为0.3mg·L-1及以上浓度石油烃暴露对栉孔扇贝各组织特别是鳃丝Wnt4基因表达量的影响较大,对栉孔扇贝的生长发育影响明显;各组织Wnt4基因表达量在不同浓度石油烃的影响下呈现一定的规律性,其变化跟各组织解毒指标的变化具有一定相似性,是较好的反映栉孔扇贝在石油烃暴露下其生长发育变化程度的生物学指标。     

南海北部神狐海域水合物赋存层位古环境和古生产率

天然气水合物作为一种新型的清洁能源,其形成需要稳定的有机质供应。南海北部神狐海域为天然气水合物成藏的有利区域,2017年中国地质调查局在神狐海域水合物试采获得突破性成功。为了进一步了解古环境和古生产率对形成水合物有机质供应的影响,对南海北部神狐海域水合物钻探区SH3站位180～215mbsf(meters below the sea floor)层位,尤其是水合物主要赋存层位190～200mbsf的古环境、古生产率以及陆源碎屑物质的地球化学指标进行分析研究。研究表明水合物主要赋存层位陆源碎屑物质(TDM)输入增加,较高的陆源碎屑物质输入和次氧化的沉积环境共同造就了比较好的有机质的外部保存条件;同时较强的水动力条件,有利于藻类生物的繁殖,因此,生物成因有机质比较丰富,再加上神狐海域有比较良好的热解气的形成条件,这3个层面共同保证了神狐海域具有比较充足的有机质供应。     

An improved optical flow method to estimate Arctic sea ice velocity (winter 2014?2016)

1 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology/Key Laboratory for Land Satellite Remote Sensing Applications of Ministry of Natural Resources, School of Geography and Ocean Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China; 2 Collaborative Innovation Center of Novel Software Technology and Industrialization, Nanjing 210023, China; 3 Collaborative Innovation Center of South China Sea Studies, Nanjing 210023, China     

大亚湾夏、冬浮游植物群落结构与环境因子

根据2015-08和2015-12大亚湾海域的调查数据,对大亚湾浮游植物种类组成、丰度分布、多样性及与环境因子的关系等进行分析。结果显示:夏冬两季共鉴定出浮游植物5门39属102种,其中硅藻70种,甲藻27种,金藻和绿藻分别为2种,蓝细菌1种。浮游植物丰度夏季波动范围为(0.80～42.43)×10~6个/m^3,均值为10.70×10~6个/m^3;冬季波动范围为(0.13～43.80)×10~6个/m^3,均值为7.24×10~6个/m^3;浮游植物丰度组成夏季以硅藻为主,占总丰度的97.51%,冬季则以金藻和蓝细菌为主,占97.41%。夏季优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、柔弱拟菱形藻(Peseudo-nitzschia delicatissima)和菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides);冬季优势种为球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和束毛藻(Trichodesmium sp.)。冗余分析显示,影响大亚湾浮游植物分布的关键环境因子,夏季为透明度、氮磷比、温度和盐度,冬季为盐度、pH、温度和亚硝氮。     

渤海沉积记录的末次冰期千年尺度古环境与古气候变化

末次冰期千年尺度古气候变化事件在全球大部分载体中均有不同程度的记录,但在海岸带-陆架区的沉积记录中该事件还未见有报道。对取自渤海的BH08孔上部26m的岩芯进行了高分辨率粒度测试与分析,结合AMS 14C测年结果和微体古生物特征,探讨了研究区末次冰期以来古环境和古气候变化。运用粒级-标准偏差法对粒度数据进行研究,发现BH08孔敏感组分(88.4~148.7μm)的变化记录了末次冰期D-O(Dansgarrd-Oeschger)旋回冷暖事件:在暖期时敏感粒级粗组分(88.4~148.7μm)的含量低,而在冷期时含量高,且可以与反映东亚夏季风的指标对应。在暖期时,强盛的夏季风带来丰富的降水,增加的径流可以将粗粒沉积物搬运至更远的下游区,且暖湿气候有利于植被的发育,使得流域内粗粒沉积物减少;而在冷期呈现相反的变化趋势。我们推测,在末次冰期低海面的背景下,格陵兰和北大西洋等高纬地区气候变化导致大气环流和/或洋流系统发生改变,从而对东亚夏季风降水的调控造成河流输入物质的变化可能是造成BH08岩芯敏感组分变化的主要原因。     

140kaBP以来南海西南部上升流影响区沉积记录及其古海洋环境变化

对南海西南部现代上升流区沉积物柱样BIS-187-61孔有机碳、生物蛋白石、碳酸盐等各沉积组分进行了详细的分析,试图探讨末次间冰期(MIS 5)以来南海西南部夏季上升流影响区沉积过程及其所反映的海洋环境变化过程。研究结果发现,140kaBP以来该孔沉积记录期总体表现为:碳酸盐百分含量冰期低间冰期高,主要受周边陆源物质输入稀释的控制,为典型的"大西洋型碳酸盐旋回",有机碳、生物蛋白石、碳酸钙以及陆源沉积物的堆积速率均在MIS 2期、MIS 4期和MIS 5e期出现高值。其中,MIS 2期和MIS 4期生源和陆源沉积堆积速率增加可能与冰期时冬季风增强及海平面下降导致陆源营养物质输入增加对初级生产力的刺激有关,也可能与陆源物质输入增加对海洋生源颗粒物输出的压载作用增强有关。而MIS 5e期南海海平面高度与现代相仿,间冰期较强的夏季风引起的越南沿岸上升流增强是导致该时段本研究区域表层初级生产力增强,沉积物总堆积速率及各组分堆积速率都相应增加的主要原因。     

海洋盐指演化过程的数值模拟

盐指现象的数值模拟研究对理解小尺度海洋动力学过程具有十分重要的意义。本文建立了二维方腔模型,通过有限体积法求解控制方程,对盐指现象的演化过程进行了模拟计算和数值分析,在热瑞利数为(1.12～2.24)×107的变化范围内,展示并对比了不同粘滞系数、热瑞利数和盐瑞利数情况下的盐指现象,发现随着粘滞系数的增加,盐指的演变速率变慢,生成数目减少;热瑞利数的增加对盐指的演变速率具有抑制作用,而盐瑞利数的增加则对其具有促进作用。     

南黄海底栖有孔虫组合对1855年黄河改道的响应

黄河改道是中国东部陆架沉积物源汇过程的特有现象,对包括南黄海在内的东部海域的沉积环境具有重要的影响。本研究通过南黄海YSL04柱的底栖有孔虫的分析,结合岩心粒度数据和放射性核素210Pb的年代标定,揭示了1855年黄河改道事件在南黄海中部泥质区西南边缘的沉积记录,探讨了有孔虫对黄河改道事件的响应。研究表明:改道之前,研究区形成了相对细颗粒沉积,有孔虫的丰度、分异度均较低,以广盐的近岸浅水冷水属种为主,研究区受河流作用和黄河入海淡水的影响,水体盐度较低;改道之后,废黄河三角洲发生快速侵蚀,岸线后退,沉积颗粒变粗,有孔虫丰度、分异度均相对较高,有孔虫组合中喜冷、窄盐的陆架浅水种含量增加,研究区波浪作用增强,失去黄河淡水注入,但是受黄海沿岸流的影响,表现为研究区水体盐度升高而水体温度降低。该研究显示1855年黄河北归渤海对南黄海沉积环境具有显著的影响。     

多波束水体数据中旁瓣干扰处理方法研究

多波束水体数据是水下物体后向散射强度数据,也是国内外的研究热点之一。本文系统的分析了旁瓣干扰对水体数据的影响,发现接收旁瓣干扰是影响多波束水体数据质量的关键因素。基于平坦海底情况下旁瓣干扰具有相同分布规律的特性,提出了一种适用于平坦海底的多波束水体数据处理方法。该方法在保留最小倾斜距离(Minimum Slant Range,MSR)内水体数据的基础上,可有效剔除MSR以外接收旁瓣干扰。通过模拟水体数据处理验证以及实测水体数据处理分析,发现该方法提高了水体数据中目标的识别能力。