青藏高原复杂地表能量通量研究

“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究”（GAME/Tibet）和“全球协调加强观测计划（CEOP）亚澳季风之青藏高原试验研究”（CAMP/Tibet）的加强期观测和长期观测已经进行了9年多,并且已取得了大量的珍贵资料。首先介绍了GAME/Tibet 和CAMP/Tibet 试验的情况,并利用观测资料给出了局地能量分布（日变化和月际变化）特征。复杂地表区域能量通量研究是青藏高原地气相互作用研究中的重中之重。卫星遥感的应用成为解决这一问题,即实现GAME/Tibet和CAMP/Tibet试验主要初衷的必不可少的手段。利用卫星遥感观测（Landsat 7 ETM）资料结合地面观测的方法,计算得到了相关地区非均匀地表区域上的地表温度、地表反射率、标准化差值植被指数(NDVI)、校准的调整土壤植被指数（MSAVI）、植被覆盖度和叶面指数(LAI)及能量平衡各分量（净辐射通量、土壤热通量、感热和潜热通量）的分布图像,所得结果基本可信。为了得到整个青藏高原复杂地表的热通量分布,中国科学院青藏高原研究所正在与其他研究单位一起建立青藏高原地表和大气过程监测系统（MORP）。最后介绍了该监测计划和已建立的3个综合观测研究站及如何利用建立的台站把站点观测的热通量推广到整个青藏高原的途径。     

美国的两大海洋观测系统:OOI与IOOS

介绍美国两大海洋观测系统:基金委员会支持的”大洋观测计划”即OOI计划,和大气海洋署组织的”整合海洋观测系统”即IOOS计划,两者相关但不相同,十分值得我国在建设海洋观测系统中学习参考.     

藏北高原地区地表辐射出支和能量平衡的季节变化

对青藏高原地区地表能量的研究是一个十分重要的问题.基于中日合作项目"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验"(CAMP/Tibet)在2001年8月至2002年9月的观测数据资料,分析研究了青藏高原藏北地区地表能量,即净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量等的变化规律,获得了有关藏北高原地表能量的新认识.     

黑河综合遥感联合试验

"黑河综合遥感联合试验"是在我国第二大内陆河流域-黑河流域开展,以水循环及与之密切联系的生态过程为主要研究对象的大型航空、卫星遥感与地面同步观测科学试验。它由中国科学院西部行动计划项目"黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设"和国家重点基础研究发展计划项目"陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法"联合组织实施。     

海底CORK观测30年:发展、应用与展望

过去50年深海钻探计划(DSDP)、大洋钻探计划(ODP)及综合大洋钻探计划(IODP)等国际间综合深海钻探计划的实施,使我们对地球和海洋的认识取得了显著进步。海底井控观测装置(CORK)的研发和应用是上述深海钻探计划带给我们的最宝贵财富之一。目前地球科学和海洋科学已由过去的间断性观测模式升级为现在的连续性原位观测模式,海底CORK观测系统为地球科学、海洋科学与生命科学领域的科学家对海底洋壳复杂而又相互关联的深部过程进行数秒至数十年时间尺度的研究提供了新手段和新机遇。通过对海底CORK观测系统的发展演变、在ODP和IODP航次中的使用以及在此过程中获得的科学经验和教训进行总结,对CORK系统如何应用于我国洋壳地质学、水文学、微生物学及生物地球化学过程研究提出看法。     

中国科学院禹城综合试验站

设备配置与试验场地 试验现有当今国内外同类型试验站中最先进的试验观测仪器设备30余台套，试验观测用地14.7hm^2，有试验地内设置了农田生态系统综合观测场、农田水量平衡观测场、农田微气象观测场、水面蒸发观测场、气象观测场、农田养分平衡长期试验地、水肥耦合长期试验观测场、免耕长期试验观测场、遥感试验观测场等试验观测场地。     

内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用(IMGRASS)综合研究

为深化对中纬半干旱草原气候生态相互作用过程、机制及其对全球变化的响应与贡献的认识 ,一项名为“内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用 (IMGRASS)”的基金重大项目于 1997—2 0 0 1年在内蒙古锡林郭勒草原执行。IMGRASS计划在 1998年草原生长季节、在所选定的以典型草原为主 ,包括草甸草原、稀疏沙地草原等在内的中尺度试验区开展了多点、多要素的综合观测。观测内容包括土壤、植被、大气的相关要素和发生于地气界面的潜热、感热通量 ,还包括N2 O ,CH4 ,CO2 等微量气体交换量、辐射与降水分布。除 1998年中尺度观测试验外 ,在 1999— 2 0 0 1年在代表性地点进行了微量气体收支、遥感和沙尘天气相关的专项观测 ,结合草原站已进行的长期监测资料 ,分析气候生态长期相互作用 ,特别是人类活动干预的影响。在分析观测结果的基础上 ,对该地区的气候生态相互作用进行了数值模拟研究。文章作为介绍IMGRASS计划的第一部分 ,对该项研究计划作一全面简要介绍 ,包括科学目标、计划实施实验区背景、中尺度综合观测 ,并对实验所得大气边界层结构、辐射通量、沙地土壤水份状况、地表反射率谱与遥感测量等提供了个例分析 ,并简单介绍IMGRASS数据库。有关与全球变化有关的几个方面的初步研究结果将在本期刊中另文进行     

新一代对地观测系统的发展

对地观测系统(EOS，Earth Observation System)是获取空间对地信息、促进地球系统科学和空间信息科学等学科发展的支柱。长期以来，人们就期望着对自己居住的地球有一个全面深刻的了解，研究这种从几十年到几百年时间尺度的全球变化，依赖于观测系统和观测技术的发展。因此有必要建立一个对地球整体的观测系统，利用空间优势，获取有关地球体系及其各个组成部分的详细数据或信息。 近50年来，世界对地观测技术得到了迅猛的发展。NASA针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求，于20世纪80年代初开始规划地球观测系统（EOS）计划，并于90年代初实施。它包括一系列卫星、自然科学知识组成和一个数据系统，支持一系列极地轨道和低倾角卫星对地球的陆地表面、生物圈、大气和海洋进行长期观测。地球观测卫星系列是EOS计划的最基本和最重要的环节。EOS卫星系列计划在今后的10年内陆续发射一系列的太阳轨道环境遥感卫星，构成连续15年的数据采集系统，其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。在EOS计划的基础上NASA规划了ESE战略计划，将继续发展国际新一代对地观测系统。迄今为止，Terra、Aqua和Arua卫星已经发射成功，引起地球遥感科学界的瞩目，为地球科学研究提供重要的数据资源。     

地球系统的碳循环和资源环境效应

地球系统的碳循环,制约着一系列资源环境问题的形成和发展.掌握其运行规律和机制,将为可持续发展提供重要的知识支撑.本文回顾了数百年来人类对碳循环认识的历史,概述了20世纪最后年代,通过IGBP,IGCP等国际计划,以及一些国家计划对全球碳循环所作的观测、试验和模型分析所获得的重要成果.同时也指出了当前国际碳循环研究中在学术思路、观测试验工作布署,以及对碳循环有关的资源环境问题研究等方面不足之处,特别是一些重大国际计划存在着忽视地质作用对全球碳循环影响的问题.在此基础上,对21世纪初全球碳循环研究可能出现的热点作了分析,并建议我国的碳循环研究,除了要继续积极参与各种多边国际合作计划,作出我们应有的贡献外,还应根据我国的地域优势,选碳酸盐岩地区的碳循环,和碳循环的资源环境问题两个突破口,作重点深入研究.     

青藏高原能量与水循环国际合作研究的进展与展望

青藏高原能量与水循环过程对我国、东亚乃至全球的天气和气候系统都有着非常重要的作用.1996年以来,在国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国气象局等相关部门和日本政府的大力支持下,我们针对青藏高原能量和水循环过程的重要性,成功地开展了青藏高原尺度和藏北地区中尺度的"全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究"(GAME/Tibet)项目和"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验研究"(CAMP/Tibet)项目近10余年的连续观测,取得了以往高原试验从未有过的大量极其珍贵的综合观测资料.而且在利用试验资料分析、卫星遥感及数值模拟等手段研究青藏高原能量与水循环方面取得大量的阶段性成果.介绍了青藏高原能量与水循环的研究进展及国际合作在项目执行过程中所起到的作用,同时介绍国际合作在吸纳境外研究资源及培养青年科技人才中所起的作用.最后提出了国际合作中存在的问题,并给出了相关的建议.     

孢粉记录揭示的2万年以来若尔盖地区的气候变化

若尔盖黑河牧场ＤＣ剖面的孢粉记录表明，末次冰期晚阶段若尔盖原高的气候表现为不稳定性，即冷暖变化频繁，其基本变化与全球一致，相对暖的阶段发生在２０－１８ＫａＢＰ，１６－１５ＫａＢＰ和１３－１１．２ＫａＢＰ；相对冷的阶段在１８－１６ＫａＢＰ，１５－１４ＫａＢＰ和１１．２－１０．２ＫａＢＰ。其中末次冰期最盛期发生于１８－１６ＫａＢＰ；１１．２－１０．２ＫａＢＰ的降温可对应于ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ事件。     

昆仑山口羌塘组磁性地层与新构造运动

格尔木昆仑山口羌塘组厚596m,磁性地层年代为2.90-0.65MaBP,不整合在羌塘组上的望昆冰碛层年龄约为0.65-0.6MaBP,其下惊仙冰期年龄约为3.0MaBP。羌塘组中新发现的三趾马化石年龄为2.08MaBP,三趾马生存高度为海拔1000-2000m,古纬度为32.56°,计算出东昆仑地区第四纪以来上升速率为2.3-3.1mm/a,向北水平移动速率143mm/a,西大滩左行走滑断层滑动速率为10mm/a。      

崇安-石城构造带中段韧性变形特征

崇安-石城构造带中段除了大规模脆性破碎和低温石英脉外,还表现为明显的早期韧性变形特征,油岭-盐隘韧性断裂是其表现之一。该断裂具有典型糜棱岩组合、S-C组构、a线理及石英光轴S+Z型组构,运动指向上层由NW向SE,应变测量表明最大剪应变为1.16-3.46,剪切总位移可达1.9km,变形差应力为60-90MPa。油岭-盐隘韧性断裂是一条成生于中温(400-500℃),较高应变速率条件下的变形带。      

王洼煤矿扩大延伸勘探区煤质特征

通过对王洼煤矿扩大延伸勘探区可采煤层煤的煤岩特征、物理化学性质和工艺性能的分析研究,阐述了该区可采煤层煤的煤质特征及其变化规律：该区各可采煤层煤的显微有机组分中镜质组含量大于惰质组,二者约占89％,壳质组占1％左右,煤的无机组分占10％左右,并以粘土矿物为主。水分含量在8％左右,该区自西向东煤的灰分产率、挥发分产率、硫分、水分逐渐降低,属特低灰-低灰、低-中硫、特低磷-低磷,中高-高挥发分,高热值、不具粘结性的长焰煤、不粘煤。     

城市生活垃圾填埋场沉降监测与分析

2006年9月起于上海老港填埋场开展了示范工程沉降监测项目。该生活垃圾填埋场占地面积约为200 m×125 m,共填埋了约15×104 t来自上海城区的生活垃圾,最大填埋厚度约为9 m。通过填埋期间埋设的水平沉降管,监测到该填埋场不同埋深处的沉降值。介绍了沉降监测系统的工作原理,分析了2006年底至2008年底为期两年的沉降数据。填埋场底部沉降管监测数据表明,场底地基沉降较小,两年的平均沉降为 ～ cm;中部沉降管监测数据表明,该沉降管下方生活垃圾在上方垃圾填埋后产生了较大的压缩,从上方垃圾开始填埋至填埋完毕3个月内的压缩应变约为0.197～0.242;顶部沉降管和中部沉降管监测数据表明,该填埋场垃圾主压缩完成时间约为3个月;由于填埋垃圾有机物含量较高,其修正次压缩指数较大,约为0.066～0.070。     

中国北方半干旱区第四纪晚期构造活动性

近20万年以来,中国北方半干旱区的构造活动性是非常明显的。在这一地区发现了许多第四纪晚期的活动构造,例如,正断层、逆断层、走滑断层、褶皱、拗陷、隆起、古地震构造、火山构造、构造地貌等。在构造地块中部,垂直运动的最大幅度大约是88-132m,其平均运动速率约0.44-0.66mm/a;而在地块周边的活动构造带,则最大垂直运动幅度为210-343m,平均运动速率为1.05-1.77mm/a。构造运动的强度和速率是不断增大的。主压应力表现为NE-SW和近EW方向。自200kaBP以来,构造活动可以划分为6个阶段,其年龄分别为200、100-70、50-30、10-7、0.7和0.3kaBP。其中100-70kaBP和50-30kaBP的两次运动是第四纪晚期最强烈的两次运动。中国北方半干旱区的构造演化是与青藏高原的阶段性隆升密切相关的。构造活化是中国北方干旱-半干旱区形成演化的重要控制因素之一。      

Partial molar volume of water in phonolitic glasses and liquids

The volumes and expansivities of four hydrous phonolite glasses and liquids have been measured by dilatometry from 300 K up to the glass transition and over a 50 K interval just above the glass transition. The partial molar volume of water is independent of the water content for the glass and liquid phases, with values of about 11.0ǂ.5 and 17.1ǂ.9 cm³/mol at 300 and 800 K, respectively. The partial molar thermal expansivity of water in phonolite glasses is about 8᎒^-5 K^-1, a result similar to recently published values for different silicate compositions, and about 36.5᎒^-5 K^-1 in phonolite liquids. The implications for melt density and water dissolution are discussed.     

周原黄土及其与文化层的关系

笔者等于１９９１年将黄土高原东南缘厚１—３ｍ、基色调为红色的全新世黄土名为周原黄土，并划分为五层，分属全新世早、中、晚三期，与新石器以来的文化层有叠压和可比关系。其中，褐红色顶层埋藏土(约８０００—２８００ａＢ．Ｐ．)含新石器时代中、晚期和夏、商、周的文化层；褐色顶层埋藏土(约２８００—２０００ａＢ．Ｐ．)含春秋、战国和秦汉文化层。地质沉积地层与文化堆积地层联合研究，为地质学和考古学中的地层研究开拓了新途径。     

汉诺坝玄武岩的主要特征及其形成的T、P、fo_2条件

汉诺坝玄武岩主要为由拉斑玄武岩系列与碱性玄武岩系列岩石组成的高原玄武岩。喷发时代为晚第三纪,喷发类型为裂隙式。一、玄武岩、巨晶、包体的组成常见的玄武岩种属为石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩及碧玄岩,以碱性玄武岩系列较为少见。在碱性玄武岩系列中,常见巨晶及包体。巨晶有镁铝榴石、普通     

碾子山晶洞碱性花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

对黑龙江碾子山碱性花岗岩的全岩及其主要单矿物进行了氧同位素分析，结果表明，全岩和单矿物不仅δ^18O 值变化范围较大（全岩－2．4－2．0‰，石英0．0－5．8‰，碱性长石－3．8－0．1‰，磁铁矿－8．5－1．0‰），而且强烈亏损^18O。共生矿物之间表现出明显不平衡的氧同位素分馏特征，指示在花岗岩侵位之后与水之间发生了同位素交换，根据锆石和现代大气降水的氧同位素组成，对岩石与外来流体的δ^18O值进行了估计，多维矿水－岩反应时限约为0．3－3Ma，水／岩比（氧摩尔比）介于0．11－1．02之间。水－岩反应温度较高（约400度）和反应时间较长是导致石英δ^18O值降低的主要原因。