涡动相关涡动相关仪观测蒸散量的插补方法比较

涡动相关仪在长时间连续观测中,观测数据会有不同程度的缺失。应用6种不同的插补方法（平均昼夜变化法MDV,非线性回归方法NLR,动态线性回归方法DLR,查表法LUT,FAO PM方法,HANTS方法）对北京密云站2007年涡动相关仪观测蒸散量数据进行了插补。结果表明： LUT方法在不同数据缺失时均得到较好结果（均方差小于8 W/m²）;MDV和NLR方法更适合于短时间数据缺失的插补; DLR和FAO PM方法在观测数据出现连续波动时插补结果较差。由LUT、DLR、NLR、HANTS、FAO PM方法得到的年蒸散量分别为395.8 mm、409.9 mm、393.5 mm、390.7 mm、399.4 mm,差异在2.3~19.2 mm之间变化。对比分析了LUT方法得到的年蒸散量（潜热通量）与净辐射、降水量以及LAS观测潜热通量间的变化规律,表明插补结果合理。     

大孔径闪烁仪观测数据的处理方法研究

大孔径闪烁仪可以获取公里级尺度的显热/潜热通量,其观测数据在农林业、水文、气象等领域的研究中具有越来越重要的作用.以海河流域2008年密云站和馆陶站大孔径闪烁仪的观测数据为例,讨论了数据筛选与处理方法,以及大气不稳定状态下不同处理方法对显热通量造成的影响.结果表明:空气折射指数结构参数应结合电压信号的方差进行计算、采用逐日的日平均波文比系数进行湿度订正、结合空间权重函数计算有效高度、选取Andreas(1988)稳定度函数计算显热通量等是可信的.通过对不同插补方法的比较可知,采用非线性回归方法和以零值替代的方法对不稳定状态和稳定状态下30 min缺失的显热通量进行插补,采用动态线性回归方法对日显热通量的缺失进行插补是可行的.为了解决由于冬天净辐射和显热通量较小,造成能量平衡方程余项法计算的蒸散量产生较大误差的问题,可采用根据大孔径闪烁仪与涡动相关仪观测的日蒸散量建立的关系式进行估算.基于上述方法的研究,形成了一套较为完整的大孔径闪烁仪观测数据的处理流程,保证了在不同下垫面、不同的天气状况条件下都能获取质量可靠、数据连续的大孔径闪烁仪观测的显热/潜热通量.     

三江平原典型沼泽湿地能量平衡和蒸散发研究

基于涡度相关技术对三江平原典型沼泽湿地的水热通量进行了连续观测,研究沼泽湿地能量平衡和蒸散发的季节变化,确定观测期内沼泽湿地总蒸散量,并通过逐步回归方程估算沼泽湿地水面蒸发和植被蒸腾。结果表明,沼泽湿地的能量平衡具有明显的季节变化特征,总体看来,潜热通量是湿地的主要能量支出项,占净辐射的45.5%,感热通量和存储热通量分别占净辐射的27.9%和26.7%。2006年5~10月份沼泽湿地总蒸散量为310.6mm,月均日蒸散量最高值出现在7月。观测期内沼泽湿地水面蒸发量约为221mm,占总蒸散量的71%左右,植被蒸腾量则约占总蒸散量的29%,湿地蒸散发以水面蒸发为主。     

海河流域不同下垫面上大孔径闪烁仪观测显热通量的时空特征分析

基于海河流域密云站、馆陶站和大兴站2008-2009年大孔径闪烁仪的观测数据,结合涡动相关仪和自动气象站的同步观测,经过数据筛选、质量评价、数据处理及插补等步骤,得到了3个站点不同时间尺度的显热通量和蒸散量.首先分析了3个站点1月、4月、7月、10月不稳定状态下大孔径闪烁仪通量观测的空间代表性及源区内不同下垫面的通量贡献率,并结合下垫面作物生长状况比较分析了3个站点不同季节大孔径闪烁仪观测显热通量与净辐射的月平均日变化趋势,不同下垫面上两者变化趋势一致,且馆陶站的显热通量在各月中都为最低,1月、7月密云站的显热通量与大兴站较为接近.同时3个站点2008-2009年9:00～15:00显热通量日平均值的季节变化趋势表明,相对于密云站单峰状的季节变化,源区内下垫面的植被类型和植被生长状况导致馆陶站和大兴站的显热通量都表现出明显的三峰变化.最后,以馆陶站大孔径闪烁仪和涡动相关仪观测的30 min显热通量数据为例,结合涡动相关仪的能量闭合率,大孔径闪烁仪和涡动相关仪通量足迹源区的重叠程度和非重叠部分的地面非均一性,对不同尺度显热通量观测的差异原因进行了讨论.     

基于地面观测的遥感监测蒸散量验证方法研究

为了保证遥感监测蒸散量的准确性,需建立一套较完整的遥感监测蒸散量地面验证方法对其进行验证.通过由大孔径闪烁仪、涡动相关仪和自动气象站等组成的蒸散量观测系统可以获取不同卫星像元尺度蒸散量的地面观测值.自2002年以来,由海河流域的密云、馆陶、大兴及小汤山等站构建了一个不同卫星像元尺度蒸散量的观测站网,经过严格的观测数据处理与质量控制,获取了一大批卫星像元尺度蒸散量及其配套参数的地面观测值.同时,建立了一套基于地面观测的遥感监测蒸散量验证流程,重点对验证像元的选取以及评价指标的构建等进行探讨.依据上述验证流程,在海河流域的北京地区开展了遥感监测蒸散量的地面验证工作.利用2008年密云站和大兴站的大孔径闪烁仪观测数据,对基于MODIS数据估算的北京地区区域蒸散量进行验证.结果表明:这套基于大孔径闪烁仪观测数据的遥感监测蒸散量验证方法是合理、可行的.其中2008年北京地区遥感监测月、日蒸散量的均方差分别为13.75和0.91 mm,平均相对误差分别为22.79%、18.61%.     

涡动相关仪观测数据的处理与质量评价研究

涡动相关仪能够较准确地直接测量地表—大气间的湍流交换,在世界范围内得到了广泛的应用。但它的使用是有条件限制的,如果不进行必要的修正,得到的通量就可能有较大的误差。以密云观测站一年的涡动相关仪观测数据为例进行分析。结果表明：野点值剔除、坐标旋转以及超声温度订正对地表感热、潜热等通量的测量结果影响均在±1%之内,但坐标旋转对动量通量影响较大,必须对潜热和CO2通量进行空气密度效应订正;湍流谱在惯性副区基本满足-2/3次方定律,协谱基本满足-4/3次方定律。经过对观测数据的筛选和处理后,约75%的观测数据质量较好,2%的数据需要剔除。通量贡献源区分析表明,全天和白天均有超过70%的通量源区落在感兴趣区域内,超过90%的通量贡献最大点落在感兴趣区域内。     

陆面蒸散量观测方法比较分析及其影响因素研究

陆面蒸散是陆面水分平衡的主要分量,也是地球系统水分消耗的主要途径,但陆面蒸散量测量技术一直没有得到很好地解决.利用LOPEX试验区内陇中黄土高原定西陆面过程综合观测站的历史观测资料,在参考对照蒸发皿观测的水面蒸发量的基础上,对蒸渗计法、涡动相关法、彭曼方法等3种方法观测的陆面蒸散量的年变化特征进行了比较分析,发现各观测...     

利用SEBAL和改进的SEBAL模型估算黑河中游戈壁、绿洲的蒸散发

蒸散发是干旱、半干旱地区内陆河流域水分消耗的主要途径, 利用遥感估算流域尺度上的蒸散发对内陆河流域水循环和水资源的合理利用具有重要的指导意义. 基于2012年开展的黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验(HiWATER)的观测资料和高分辨率的ASTER影像, 分别利用 SEBAL 模型和改进的SEBAL(M-SEBAL)模型估算黑河中游不同时期戈壁、绿洲等不同下垫面的蒸散发, 通过涡动观测数据对比分析了SEBAL模型和M-SEBAL模型估算戈壁、绿洲蒸散发的精度. 结果表明: SEBAL模型在绿洲低估感热通量, 高估潜热通量; 在戈壁高估感热通量, 低估潜热通量. M-SEBAL 模型充分考虑不同下垫面地表辐射温度与植被覆盖度之间的关系, 能很好地反映不同植被覆盖区域的湍流通量的异质性, 估算黑河中游戈壁、绿洲蒸散发的精度高于SEBAL模型.     

近岸海洋气象平台涡动相关数据处理与质量控制

涡动相关方法在海洋—大气界面通量过程的观测研究中得到广泛应用。通量观测的数据质量很大程度上取决于环境条件和订正方法的正确应用,因此需要对数据进行处理与质量控制。基于博贺海洋气象平台上方2层涡动相关系统约7个月的湍流观测数据,分析了目前未能在数据采集平台上实时运行的几种订正方法对通量结果的影响。分析表明：在通量值较小时,...     

黑河流域不同下垫面水热通量特征分析

"黑河流域遥感—地面观测同步试验"在黑河上中游地区不同下垫面上建立了多个自动气象站和涡动相关仪及大孔径闪烁仪通量观测站。选取草地、森林及农田3种下垫面的观测资料,分析了水、热和CO2通量特征。结果表明:黑河流域内不同下垫面能量收支各分量(净辐射、感热、潜热和土壤热通量等)有明显的日变化特征;各通量观测站观测结果如季节变化趋势等差异明显,反映了不同下垫面地气交换特征的不同。黑河上游阿柔冻融观测站和中游临泽草地站两套大孔径闪烁仪(LAS)的观测与涡动相关仪有关结果有较好的对应关系。结合浅层土壤热储存量的计算等分析了地表能量平衡的闭合情况。LAS观测的感热通量一般大于涡动相关仪的测量值;两者的差异主要由下垫面的非均一性、通量贡献源区大小不同以及影响大气湍流通量观测的涡旋尺度不同等原因引起。     

安页1井志留系龙马溪组页岩有机质拉曼光谱特征及其地质意义

我国下古生界海相页岩有机质热演化程度普遍高、陆源植物镜质体缺乏,显微组分难以区分,现有镜质体反射率、岩石热解、Tm/Ts等生物标志化合物指标的测试方法难以有效评价泥页岩有机质成熟度。本文以贵州正安地区安页1井志留系龙马溪组页岩为研究对象,利用场发射扫描电镜观察和激光拉曼光谱检测相结合,不依赖于有机质显微组分类型,直接获取高演化页岩中不同赋存状态有机质的拉曼谱图,利用拉曼谱图衍生参数评价高演化页岩的有机质成熟度。结果表明:安页1井志留系龙马溪组页岩发育着生物结构型、脉状或团块状、自形边界填隙状、他形边界填隙状4种类型有机质,其中自形边界填隙状有机质孔径大于80nm,他形边界填隙状有机质孔径小于60nm,这两种填隙状占比在90%以上,是页岩储层的主体储集空间;4种形态的有机质热演化程度不一致。激光拉曼面扫描取谱方式获得大量数据计算的拉曼成熟度主体介于2. 8%～3. 0%,各类型有机质的拉曼成熟度数量占总数量的比例与场发射扫描电镜观测的半定量统计结果一致。该方法为刻画我国高-过成熟度页岩有机质成熟度提供了一种行之有效的手段。     

Recovering the large gaps in Landsat 7 SLC-off imagery using weighted multiple linear regression (WMLR)

Since 2003, the permanent failure of the scan line corrector (SLC) of the Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) sensor has seriously limited the scientific applications and usability of ETM+ data. While a number of methods have been conducted to fill the regular un-scanned locations in ETM+ SLC-off images, only a few researches have been developed to recover the large gap areas in such images. In this study, an innovative gap filling method has been introduced to reconstruct the large gap locations in SLC-off images via multi-temporal auxiliary fill images. A correlation is established between the corresponding pixels in the target SLC-off image and two auxiliary fill images in parallel using the multiple linear regression (MLR) model in two successive steps. In the first step, almost half the gap locations have been recovered using the MLR model, then in the second step a weighted multiple linear regression (WMLR) algorithm is proposed to recover the remaining missing values. The simulated and actual case studies show that the proposed approach may provide a powerful tool for recovering the large gaps in SLC-off images, especially when there is a long time interval between the auxiliary fill images and the target SLC-off image.     

Late Paleozoic deformation and exhumation in the Sierras Pampeanas (Argentina): 40Ar/39Ar-feldspar dating constraints

International Journal of Earth Sciences - Systematic 40Ar/39Ar feldspar data obtained from the Sierras Pampeanas are presented, filling the gap between available high-...     

安徽泥河铁矿矿坑充水因素研究

安徽泥河铁矿矿区水文地质条件较复杂,矿体埋深大,在综合分析矿区水文地质条件、地表水、地下水相互水力联系的基础上,从岩层性质、地下水赋存及补给条件,确定了影响矿床充水的各因素,结果可知:泥河铁矿矿体埋藏深度大,顶底板围岩为隔水层,次生石英岩含水层为矿坑充水的主要间接补给源,其多位于矿体顶板之上50 m,受矿体上部导水性极弱的闪长玢岩层的限制,补给量微弱,对矿区大部分矿坑充水影响不大。但在矿区东北部和中部地段,受开采时冒落带以及导水裂隙带的影响,对该区域矿坑充水的影响较大。此次研究填补了该矿区深层地下水含水系统研究的空白,为准确预测矿坑涌水量提供理论依据,具有重要的参考价值和现实意义。     

石笼挡土墙的颗粒离散元细观力学模拟研究

针对在施工过程中,石笼挡土墙墙面位移的发展、墙背填土中土应力的变化的问题,从细观层面,采用基于离散单元法的颗粒流程序,通过多组试件的模拟压缩试验,确定了填土、填石、石笼等材料合理的力学参数值,以工程中的实体石笼挡土墙为原型,建立了墙背阶梯式石笼挡土墙数值模拟模型。通过在填土表面施加均布荷载,研究了挡土墙的力学行为。模拟结果显示：填土中的水平应力随深度的增加对均布荷载的敏感性降低,填土深度越浅,应力值越早得到增加,增加幅度越大,这主要是由于石笼挡土墙上部发生了较大的位移,均布荷载的作用大部分消耗在上层填土中,仅有小部分能量传递到较深填土;石笼挡土墙变形主要发生在填土阶段,应加强石笼挡土墙填土阶段的施工管理;无论是在填土阶段,还是均布荷载作用阶段,石笼挡土墙墙面的位移值均是中上部较大,下部较小。由此可推断,墙背阶梯式石笼挡土墙的破坏形式为倾覆式。     

A new brachyrostran with hypertrophied axial structures reveals an unexpected radiation of latest Cretaceous abelisaurids

A well preserved skeleton of a new abelisaurid is reported here. The holotype of Viavenator exxoni was found in the outcrops of the Bajo de la Carpa Formation (Santonian, Upper Cretaceous), northwestern Patagonia, Argentina. This new taxon belongs to the South American clade of abelisaurids, the brachyrostrans. The current phylogenetic analysis places it as the basalmost member of a new clade of derived brachyrostrans, named Furileusauria, characterized by distinctive cranial, axial and appendicular anatomical features. The Santonian age of Viavenator allows filling the stratigraphic gap exhibited between the basal brachyrostrans of Cenomanian–Turonian age, and the derived forms from the Campanian-Maastrichtian. The evolution of abelisaurids during the Late Cretaceous, faunal replacements, and the adaptive radiation that occurred during that period of time in South America are discussed.     

温度和填埋高度引起的垃圾填埋场边坡部土工膜张拉力评价

基于垃圾填埋场边坡部衬垫系统各材料之间的界面摩擦特性,提出了温度和垃圾填埋引起的土工膜端部张拉力的评价方法。以短纤维无纺布、HDPE土工膜组成衬垫系统,进行了不同填土高度下土工膜端部张拉力室外试验。试验结果表明：当填埋高度较小时,作用在HDPE土工膜端部的张拉力主要为温度应力;温差越大,土工膜端部的张拉力越大;随着填埋高度的增加,填埋引起的HDPE土工膜端部张拉力增大。运用提出的评价方法对温度和垃圾高度引起的土工膜端部张拉力进行了评价,并与试验结果进行了对比,评价温度应力时,考虑界面摩擦作用的土工膜张拉力计算结果与实测结果基本一致。     

基于重力流相的深水水道分类方案研究*

深水水道是深水环境下的油气储集的重要场所。当前,深水水道的沉积构型及级次划分已有诸多报道,但对于单一水道分类研究较少。现有主流分类方案主要依据水道侵蚀能力,然而受地震分辨率及露头完整度影响,在实际应用中存在较大局限性。基于全球26个野外露头和西非尼日尔三角洲Akpo油田X油藏的钻井岩心资料,对不同重力流相类型进行流态学解释,将水道内部岩相简化为高密度浊流相(HTL)、低密度浊流相(LTL)以及碎屑流相(CL);在此基础上,根据不同重力流相在水道内部占比,划分出9种单一水道类型: 高密度浊流单一充填水道(HTL>70%)、低密度浊流单一充填水道(LTL>75%)、碎屑流单一充填水道(CL>60%)、块状砂质混合充填水道(HTL=40%~70%、LTL=40%~20%、CL<30%)、含砾砂质混合充填水道(HTL=40%~70%、LTL<30%、CL=15%~50%)、层状砂质混合充填水道(HTL=5%~60%、LTL=40%~75%、CL<20%)、夹碎屑砂质混合充填水道(HTL<40%、LTL=40%~75%、CL=20%~40%)、等相混合充填水道(HTL=20%~40%、LTL=20%~40%、CL=20%~40%)、含砂砾质混合充填水道(HTL<50%、LTL<60%、CL=40%~60%)。根据野外露头及划分方案在深水油田实际应用,综合分析认为不同类型水道在垂向分布具有一定规律,即碎屑流相充填的水道往往发育在水道体系底部,高密度浊流相充填的水道类型靠近水道中下部,而低密度浊流相充填的水道主要位于水道体系中上部。方案根据不同重力流相充填的百分比,对不同水道类型进行了明确定义,具有更好的适用性与可操控性,同时对于深水水道储集层预测及储集层质量评价具有重要的实际意义。     

珠江口盆地白云主洼古近系文昌组沉积充填特征及演化*

受制于钻井资料少及地质条件复杂,珠江口盆地白云主洼古近系文昌组三级层序格架内的沉积体系发育特征及沉积充填演化关系一直缺乏系统研究,严重制约着白云主洼深部地层的油气勘探。基于三维地震和钻井资料,采用层序原型结构剖面恢复、增强地震相分析、砂体地震扫描解释等新技术方法,重建白云主洼文昌组三级层序的沉积体系,并结合主洼构造演化特征,还原文昌组的沉积充填演化过程。结果表明: 白云主洼文昌组发育4个“源-汇”体系,分别为西北缓坡带纯陆源碎屑的大型辫状河三角洲—湖泊相沉积、东北斜坡带陆源与火山碎屑混源的大—中型辫状河三角洲—湖泊相沉积、西南轴向陡坡带纯陆源碎屑的近岸水下扇和扇三角洲—湖泊相沉积、东南陡坡带陆源与火山碎屑混源的小型近岸水下扇及扇三角洲—湖泊相沉积。白云主洼文昌组沉积时期的演化过程可大致分为河流(WCSQ1下段)、河流—湖泊(WCSQ1上段)、超深湖发育(WCSQ2下段)、超深湖早期充填(WCSQ2上段)、超深湖充填(WCSQ3、WCSQ4)、浅湖发育(WCSQ5)等6个发育阶段,湖盆经历了初始成盆、强烈断陷为超深湖、被大规模沉积充填为深湖—半深湖,最后直至充填为浅湖的沉积演化过程。