地表冻融过程被动微波遥感机理研究进展

地表冻融过程及参数特征是陆表过程、气候模式、全球变化等研究的重要方面。被动微波遥感由于具有对土壤水分敏感、高时间分辨率等特点,非常适合用于地表冻融过程的监测和相关参数的反演。在分析地表冻融过程被动微波遥感机理研究发展现状的基础上,面向全球范围内大尺度陆表冻融过程微波遥感算法发展的需求,针对由土壤、积雪和植被组合的复杂地...     

基于过程对象的地表覆盖变化时空过程表达模型

时空过程表达是时空数据分析、规律发掘等研究热点的基础。本文从土地利用/地表覆盖变化(land use/cover change,LUCC)时空数据分析和规律发掘应用角度出发,提出了一种基于过程对象的时空过程表达模型,阐述了该模型的时空过程判定方法和存储管理方法。该模型将地表覆盖斑块看作时空对象,将斑块自身变化和相互转化以对象时空过程的形式表达;通过时空过程的组合来表达空间范围更广的时空变化,使斑块变化与景观格局总体变化联系起来。该模型可用于面状地理实体的时空演变模拟和变化规律挖掘等。通过对黑龙江大兴安岭地区地表覆盖时空过程对象的建立、检索与分析,验证了模型的有效性。     

初论构造-地表过程-气候耦合系统

构造活动和气候变化的共同作用对象是地球表面,是通过不同的物理、化学和生物过程完成的.构造活动通过所形成的地形地貌影响到区域和局部地区的气候;而气候变化的反馈作用表现为风化、剥蚀夷平地形来促使高原和造山带均衡上升.列举了目前国内外重点研究的地貌单元实例,如地峡、青藏高原、安第斯山脉、湖盆、河流和海岸线(台地),介绍了国内外在该领域的研究动态.指出耦合系统的研究需要多学科交叉融合,地表地形是研究耦合系统的关键切入点,能精确定量测量地表地形的仪器设备和高精度的年代学方法也是不可缺少的.耦合系统的研究可以分为:构造事件时间序列、气候时间序列、地形演化的定量研究,以及耦合系统模式的建立.     

数字高程模型在地表过程研究中的应用

数字高程模型(DEM)是人们研究地表过程、构造地貌的一种行之有效的方法和手段。DEM是地形表面的数字表达,易于三维可视化和统计分析。DEM作为一种空间数据,可以进行各种空间分析,编制平均高程图、山顶面图、谷地面图、局部地形图、平均坡度图和剖面图,从而有效地显示地形特征,预测地表侵蚀量和地形发展趋势。特定盆地充填面的DEM分析是探讨特定地质时期(新生代)以来地表由沉积转入侵蚀、沉积之后隆升过程、隆升速率和剥蚀量、剥蚀速率等地表过程的有效手段,它与大地构造、深部地球物理相结合,可以揭示隆升机制和大陆动力学背景。低起伏侵蚀面的DEM分析有利于定量揭示山脉夷平面分布,结合基岩地质等其他资料综合分析,可揭示侵蚀面的成因,揭示大地构造与地表过程相互关系是未来研究的主要目标之一。     

地表及海洋环境的镁同位素地球化学研究进展

镁(Mg)是主要造岩元素,其地球丰度仅次于铁和氧。Mg几乎参与了地表所有圈层间的物理、化学和生物作用。随着多接收器等离子质谱等分析方法的改进和完善,Mg同位素显示出更加广阔的应用前景。同时,Mg独特的地球化学特征,使其在地表及海洋地球化学领域的应用日益广泛。本文主要就近几十年来Mg同位素在地表及海洋地球化学领域的研究现状、存在的问题以及发展趋势进行系统的总结与探讨。虽然,目前对Mg同位素的研究还处于早期阶段,但许多研究成果显示,Mg同位素具有很大潜力成为环境变化的新的指示工具。     

近地表气温遥感反演研究进展

高时间分辨率的近地表气温空间分布数据是许多陆面过程模型中非常重要的输入参数之一.在常规气象观测站点稀少或没有的情况下,利用遥感技术进行较高时空分辫率的近地表气温估算与反演,在理论方法与业务实践上都具有重要研究意义.根据地表能量平衡与辐射平衡原理,在气温遥感反演物理机制分析的基础上,总结了国内外近年来气温遥感反演的研究进...     

根据钻孔温度推测几个世纪以来地表温度变化的趋势

根据现在钻孔的温度,应用多参数估计技术（ＦＰＥ）可以推测出过去地表气温变化的信息。综合实验表明,在一定的噪声范围内,ＦＰＥ技术从钻孔温度记录中离出几个世纪以来地表气温变化趋势的有用信息;同时这项技术还可在时间和空间上得到简单的图示并与反演结果进行对比。在位于美国东北部和加拿大东南部的地方取１１个点,通过分析１７个钻孔温度的剖而来说明这项技术,所利用的是几个世纪以来温度变化所形成的五斜面模型。     

可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨

分析了地下采矿引起的地表沉陷的w-t曲线为一近似的“S”型曲线。地表点沉陷的物理过程是一个先加速后减速的过程,且速度曲线的起点和终点的数值为0。因此,能描述地表点沉陷动态过程的时间函数模型不但能较好地拟合沉陷的w-t曲线,而且由此函数模型求出的v-t曲线和a-t曲线也要符合地表沉陷随时间变化的物理过程。通过分析目前常用的预测地基或路基沉降的时间函数模型如指数时间函数模型、双曲线时间函数模型、Gompertz时间函数模型、logistic曲线时间函数模型和Weibull曲线时间函数模型的w-t、v-t和a-t曲线,得出,只有Weibull曲线时间函数模型能完整地描述地表沉陷的动态过程,并且用2个煤矿地表的沉陷观测实例进行了验证。     

城市地表灰尘径流冲刷过程模拟

为弥补当前描述城市地表灰尘径流冲刷过程的指数衰减模型偏于经验、物理力学机制认识不足的问题,考虑到地表灰尘的泥沙物质属性,基于泥沙科学、从泥沙运动力学角度研究地表灰尘的径流冲刷过程与模拟方法。通过比较发现,地表灰尘径流冲刷指数衰减模型与河道冲刷条件下输沙调整的滞后响应模型具有一定的相似性。基于上述比较结果,参考河道冲刷条件下输沙调整的滞后响应模型方程,针对地表径流汇流的延时效应及不平衡输沙特点,并考虑地表灰尘颗粒的非均匀性及分组冲刷过程,对地表灰尘径流冲刷指数衰减模型进行了改进,建立了地表灰尘的分组不平衡冲刷模型。结合广东东莞牛山工业园区地表灰尘径流冲刷过程的实测资料,对模型进行了应用比较。结果表明:相比指数衰减模型,分组不平衡冲刷模型模拟地表径流灰尘浓度值与实测值变化趋势更为符合,确定性系数与纳什效率系数由0.15与0.59升至0.73与0.70,模拟效果进一步提高。研究结果有助于促进地表灰尘径流冲刷过程模拟由经验分析向具有物理基础的模拟方法转变。     

Simulation Experiments of Land Surface Physical Processes and Ecological Effect over Different Underlying Surface

Based on the existing Land Surface Physical Process Models(Deardorff, Dickinson, LIU, Noilhan, Seller, ZHAO), a Comprehensive Land Surface Physical Process Model (CLSPPM) is developed by considering the different physical processes of the earth‘s surface-vegetation-atmosphere system more completely. Compared with SiB and BATS, which are famous for their detailed parameterizations of physical variables, this simplified model is more convenient and saves much more computation time. Though simple, the feas...     

Research Progress and Prospect of Ecosystem Services

Ecosystem services refer to the benefits that humans obtain from natural ecosystems. Landscape pattern is closely related to ecosystem processes/functions. Understanding the quantitative relationship between landscape pattern and ecosystem services in the context of climate change is an important way to improve the ability of a region/landscape to provide ecosystem services. This article reviewed the progress and existing problems in the research field of ecosystem service measurement, mutual relationship and optimal management. This article emphasized that the accurate measurement of the amount of ecosystem services is the basis of valuing it, and the constraint line approach has great potential in portraying the nonlinear relationship and threshold characteristics of ecosystem services. It is necessary to start from the integrity of human-environment coupling system to develop a new generation of earth system models and optimize regional ecosystem services on this basis, which is a landscape sustainability science approach to achieve the goal of regional sustainable development.     

色谱法在稀土元素分离分析研究中的应用进展

稀土作为一种重要的不可再生资源,在各行业的应用正逐渐被人们所重视。色谱技术以其快速、高效、自动化程度高等优势已成为稀土元素分离分析的主要方法。文章总结了纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、超临界色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法等色谱法在稀土元素分离分析中的应用及研究概况。其中,纸色谱法因展开时间过长,分离效果不理想已很少应用;薄层色谱法因其操作方便、设备简单、显色容易等优点,可用于稀土元素分离分析的初步检测;气相色谱法由于对样品热稳定性的限制,以及因常用的β-二酮类稀土螯合物配体存在分辨率差和吸附等问题也很少应用;超临界色谱法在分离稀土元素络合物中分离效果较好,但是仪器难以普及,限制了技术的发展;高效液相色谱法因分离效率高、重复性好、自动化操作等优点已成为目前稀土元素分离分析的主要方法;毛细管电泳法具有高效、样品及试剂用量少、操作模式灵活等优点,在稀土元素分离分析方面更具有广阔的发展空间。     

黄河源区陆面过程观测和模拟研究进展

陆面过程对黄河源区水资源变化有重要的影响,探索黄河源区陆面过程和水分循环特征的关联机理有十分重要的意义.首先简述了黄河源区气候变化背景和陆面过程的基本特征,并详细介绍了近年来在黄河源区开展的一系列陆面过程野外观测试验及相关研究主题和研究进展;进一步给出了在野外试验观测资料分析、卫星遥感、数据同化应用和数值模拟等方面取得...     

地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（I）：研究进展与成果

由五大系统11个实验室组成的项目组,2000—2005年开展了以“地球圈层相互作用”为主题的深海基础研究。项目以“热带碳循环”作为核心问题,依靠国际大洋钻探和国内“大洋专项”两大支柱,对西太平洋暖池和南海等海区进行深海过程和深海记录的研究,已圆满完成计划任务。一方面在南海大洋钻探的基础上,围绕热带海洋在地球系统中的作用向纵深发展,在“热带碳循环”研究中取得了原创性的成果;另一方面依托国内大洋专项和国内外合作航次,在深海研究和圈层相互作用上朝横向发展,取得了一系列国际性成果,在我国形成了与国际接轨的深海研究力量。对该项目的设计和进展做了简单而又全面的阐述,对于古环境研究中取得的突破性进展将另有续篇介绍。     

地球系统动力学模式和模拟研究的进展

概述地球系统动力学模式的由来及国内外目前的研究和模拟进展。地球系统动力学模式是描述全球气候以及生态和环境系统的整体耦合演变的数学表达。利用他作大规模数值模拟,以便认识和预测全球和区域的气候和生态环境变化,有效应对防灾减灾和规划可持续发展等。目前国内外尚未完全研制出可供实用的地球系统模式,还须二三年时间。     

Concept and Intension of Natural Gas Hydrate Petroleum System and Case Analysis

According to the hot topics of the natural gas hydrate distribution regularity,formation conditions,accumulation process and accumulation pattern, gas hydrates reservoir forming conditions including gas source, gas hydrate stability zone, reservoir stratum, water source and migration passage were summarized by literature review first. Then, three main factors, geological structure condition, sedimentary condition and geographical climate change were summarized and analyzed, which control the accumulation and distribution of gas hydrates. On basis of this,basic concepts and research methods of natural gas hydrate petroleum system were analyzed and discussed by the example of gas hydrate accumulation conditions and process in permafrost regions of Kunlun mountain pass. The results show that the key of studying gas hydrate accumulation process and evaluating gas hydrate reservoir forming potential is analyzing how the static accumulation elements couple and match in geological time and space.     

回顾与展望：中国大地构造学

中国大地构造学的发展可分为5个阶段：1926年前,以外国人为主的研究时期;1926－1949年,开创和奠基时期;1949－1966年,大发展和百家争鸣时期;1966－1976年,“文化大革命”10年浩劫时期;1976年至今,板块构造盛行时期,主要成就有：多年的调查研究已为大地构造研究准备了丰富的资料;中国造山旋回和构造阶段划分已取得基本共识;已经查明中国的主要地质构造单元;基本确定了中国的主要断裂系统和主要缝合带;初步查明中国深部构造轮廓;青藏高原研究及一些重要问题研究已获重要进展;笔者认为百家争鸣和从中国实际出发的创造性思维是中国大地构造发展的必要条件,而单纯跟踪模仿则是最大的弊端。中国大地构造学正在地球系统科学认识的指导下,向着共同发展和融合的道路前进,大地构造理论创新体系正在酝酿形成中。为了对中国至亚洲大地构造的认识有一个质的飞跃,需要：①大地质科学多学科高水平结合加计算机仿真实验方法;②从全球构造出发,把微观、宏观、宇观的研究结合起来;③中国和亚洲的实际出发,深入研究,力求突破;④建立经典研究地区和野外实验基地;⑤实现东亚大地构造研究的大跨越,建立东亚地质创新体系。