集合卡尔曼滤波同化多普勒雷达资料的数值试验

利用集合卡尔曼滤波(EnKF)在云数值模式中同化模拟多普勒雷达资料,并考察了不同条件下EnKF同化方法的性能.结果显示,经过几个同化周期后,EnKF分析结果非常接近真值.单多普勒雷达资料EnKF同化对雷达位置不太敏感,双雷达资料同化结果在同化的初期阶段比单雷达资料同化结果准确.同化由反射率导出的雨水比直接同化反射率资料更有效,联合同化径向速度和雨水有利于提高同化分析效果.协方差对EnKF同化效果起着非常重要的作用,考虑模式全部预报变量与径向速度协方差的同化效果比仅考虑速度场与径向速度协方差的同化效果好.雷达资料缺值降低了同化效果,此时增加地面常规观测资料的同化可以明显提高同化分析效果.EnKF同化技术对雷达观测资料误差不太敏感.初始集合对同化分析有较大影响.EnKF同化受集合大小和观测资料影响半径.同化对模式误差较敏感.利用EnKF同化双多普勒雷达资料,分析了一次梅雨锋暴雨过程的中尺度结构.结果表明,EnKF同化技术能够从双多普勒雷达资料反演暴雨中尺度系统的动力场、热力场和微物理场,反演的风场是较准确的,反演的热力场和微物理场分布也是基本合理的.中低层切变线是此次暴雨的主要动力特征,对流云表现为低层辐合、高层辐散并有垂直上升运动伴随,其热力特征表现为低层是低压区,高层为高压区,中部为暖区而上、下部为冷区,水汽、云水和雨水分别集中在对流云体内、上升气流区和强回波区.     

VELOCITY CHARACTRISTICS OF SHANXI AND ADJACENT AREA AND ITS TECTONIC SIGNIFICANCE

In order to acquire a better velocity structure of the crustal and uppermost mantle beneath Shanxi area, we obtain the group and phase velocities of Rayleigh wave of the periods 8s to 50s in Shanxi and adjacent area using ambient seismic noise recorded at 216 broad-band stations. All available vertical-component time series for 2014 have been cross-correlated to yield estimates of empirical Rayleigh wave Green's function. Group and phase velocity dispersion curves for Rayleigh wave are measured for each interstation path by applying frequency-time analysis. It describes finer velocity structure of the crust and upper mantle in Shanxi, which reflects the geological structure characteristics at different depths. The resolution is within 50km and the resolution of part periods can reach 40km.The Rayleigh wave group and phase speed maps at short periods(8~18s and 10~22s)show clear correlations with shallow geological structures. Mountain areas on both sides of Shanxi depression zone show apparent high-velocity anomaly, except for low-velocity anomaly in the Taiyuan Basin, Linfen-Yuncheng Basin and Weihe Basin. Especially, the areas of Youyu County-Pianguan County-Kelan County-Shuozhou City and Jingle County-Lishi District of Lüliang City in Lüliang Mountains, and Yu County-Fuping County-Yi County and Yangcheng County-Licheng County in Taihang Mountains, present higher velocity anomaly. In addition, the velocity is lowest in the Weihe Basin, and the amplitude of low velocity decreases gradually from the south to the north of the basins in Shanxi, which probably is related to the process of gradual stretching and development of the Shanxi rift zone from the southwest to the northeast. The obvious velocity difference across the latitude of 38°N exists at 18~30s period of phase and 24~35s period of group velocity maps, which is probably related to the deep and shallow Moho depth variation in the south and north of Shanxi and the suture zone of ancient blocks including "hard" southern block and "soft" northern block. At the same time, the research result of receiver function reveals that partial melting of the lower crust occurs in the northern Taihang Mountains, while the southern section remains stable(Poisson's ratio is above 0.3 in the northern Taihang Mountains and 0.25~0.26 in the southern section). The phase velocity map at 30~50s period clearly shows NW velocity gradient belt, and the low velocity anomaly in the northeast side may be related to Cenozoic volcanism. Meanwhile, the eastern border of Ordos block is the western faults of central basins in Shanxi depression zone. However, some research results indicate that the above border is Lishi Fault in the surface, inferring that the Ordos block shows a shape of wide in the upper and narrow in the lower part from the surface to deep. The Datong volcanic area at 18~45s period of phase and 24~35s period of group velocity maps shows low velocity of trumpet shape from shallow to deep, related to the upwelling of hot material from lower mantle in the Cenozoic causing a large area of intense magmatic activity. It indicates the more specific upwelling channel of Datong volcanoes simultaneously.     

天目山千亩田泥炭腐殖化度记录的中全新世气候变化

以14C测年为基础,构建了天目山千亩田地区泥炭沼泽剖面年龄-深度模式曲线,通过该区的腐殖化度与烧失量分析研究,发现两者呈现出很好的相关性,共同记录了该地区4 200 aBP以来的气候变化,可划分出3个主要阶段:早期(4 135±40~3 200 aBP)泥炭腐殖化度偏低,指示气候湿热;中期(3 200~630 aBP)泥炭腐殖化度偏高,指示气候温凉偏干;晚期(630 aBP以来),泥炭腐殖化度偏低,气候温凉湿润。     

多尺度空间分析技术遥感影像去雾方法

基于多尺度空间分析技术构建了两种影像去雾方法。多时相参考影像去雾方法利用同一地区没有雾的影像作为参考,运用多尺度空间分析技术获取地面低频信息将雾去除。自动影像去雾方法是基于拓扑分析的多尺度空间分析技术,分析影像的纹理和特征信息,将同一场景中的雾和地面信息分离,从而获得去雾后影像。通过青岛地区大量遥感影像数据测试,证明该方法是非常有效的。     

饱和粉土液化特性的大型振动台模型试验研究

京沪高速铁路徐沪段路基的粉土粘粒含量少于1.5%、粉粒含量约为80%,在强烈地震作用下存在着液化可能性.为充分研究这一饱和粉土地层的液化特性,本文作者利用大型地震模拟振动台,进行了模拟自由场地饱和粉土的地震液化模型试验,试验结果再现了自然地震触发的粉土液化的各种宏观震害现象,揭示了饱和粉土的地震液化规律和特征。试验结果为京沪高速铁路徐沪段路基的抗震设计提供了参考依据。     

南海深海盆表层沉积物氮的地球化学特征与生态学功能

研究了南海深海盆区域(南沙海槽西南部)表层沉积物中氮的形态、分布及其在生物地球化学循环中的功能.研究表明,表层沉积物中不同形态氮的含量不同.其中,氧化还原转化态的氮(SOEF-N)含量最高,平均为68.3μg/g,占总氮(TN)的7.08%;弱酸转化态氮(WAEF-N)含量最小,仅占总氮(TN)的1.09%.离子交换态(IEF-N),WAEF-N,S OEF-N及TN的地球化学分布特征存在一定相似性:均由海槽东西两侧向中央递增,并在槽底呈高含量分布;SAEF-N(强碱转化态)分布则与该趋势相反.IEF-N,SAEF-N和SOEF-N的分布主要受沉积物中有机碳含量(OC)控制;而WAEF-N则与碳酸盐(CaCO₃)存在显著的负相关关系;TN与OC不具有显著意义的相关,间接说明二者来源的不同.同时,各形态氮的分布还与沉积物粒度类型密切联系.此外,研究区域内由沉积物提供的氮源很大程度上补偿了浮游植物对水体中营养盐的消耗,对维持该海域的初级生产力水平起到一定作用.其中,IEF-N和SOEF-N的释放对浮游植物生长及初级生产力的贡献较为显著.     

淀山湖主要放流鱼种鲢和鳙生长的研究

本文根据2006-2008年淀山湖鲢鳙标记回捕数据以及刺网调查数据,研究了淀山湖鲢鳙的生长,根据鱼类体长推算公式分别推算出鲢鳙的生长指标;并计算出淀山湖鲢鳙的体长体重关系和肥满度.体长和体重关系分别为鲢:W=6×10-5 L2.8371,(n=216,R2=0.8886);鳙:W=5×10-5L2.5609,(n=55...     

巴西海洋与极地领域科技创新战略及对我国的启示

巴西地处南大西洋沿岸特殊的地理位置,深水海洋油气技术先进,产业区域性聚集明显,受极地气候变化影响明显,在此大背景下,巴西政府高度重视海洋与极地发展对其国际地位、政府治理、产业经济和社会稳定的联动影响。近年来,巴西借助部际海洋资源委员会、南极事务委员会等专业管理和决策机构,颁布了一系列海洋与极地战略的政策规划和法律法规,旨在全面推动巴西在全球海洋与极地科技事务中的顶层部署和研究领域,尤其是费拉兹司令南极科学考察站的建成,为巴西参与南极事务奠定了基础设施和支撑。中国可在借鉴巴西海洋与极地事务经验教训的基础上,特别是深水油气开发技术的成功经验上,持续加强与巴西的深层合作,积极寻求两国在海洋与极地科技开发中的相互战略支持,建立和谐稳定的中巴双边科技创新长效合作机制,更加有利于中国海洋与极地科技创新的全面发展。     

基于北斗短报文的震源船跟踪系统设计与实现

通过在震源船上部署3套GPS接收机,并对3个点的位置信息进行汇总和压缩,利用北斗短报文将压缩后的位置信息推送到陆海联测指挥部,实现对震源船航速、航向的实时监控.根据3个点位信息计算的实时震源船航向,有助于准确把握震源船在进行固定点悬停激发时的航向,克服了以往使用前后两个时刻推算的平均航向代替实时航向等问题.使用我国自主知识产权的北斗短报文进行通讯,大大提高了系统的安全性、可靠性和稳定性;同时陆海联测指挥部可以实时查看震源船是否按事先设定的测线、事先设定的速度和航向进行作业,有效保障了监控平台对震源船的监控,进一步提升安全生产的风险控制能力.     

冀东马兰峪背斜南翼与西部倾伏端盖层变形特征及其构造意义

燕山中部冀东遵化、迁西、青龙一带以太古宇深变质结晶岩系为核部的东西向构造形迹长期以来被认为是一个复式背斜构造,近年来又有学者提出它是一个中生代变质核杂岩。这2种不同认识涉及到华北克拉通北部中生代区域大地构造演化和稳定克拉通内部大型基底结晶岩系的剥露机制问题。对马兰峪背斜南翼和西部倾伏端盖层岩系开展的详细构造研究表明,变形总体表现为连续的褶皱变形及伴生的逆冲构造;构造样式表现为基底卷入式的厚皮构造与盖层内部软弱岩系控制的薄皮构造共存的特征;变形机制表现为顺层挤压导致的纵弯弯曲和相关的断裂构造;近南北向的缩短率介于16%～27%之间。盖层岩系中未发现变质核杂岩构造模型所预期的系列高角度正断层。基底与盖层不整合面接触带尽管在后期构造变形过程中曾经发生过局部的差异性滑动,但并不是造成大规模构造剥蚀和地壳柱切失的剥离断层。因此,冀东马兰峪背斜不是中生代的变质核杂岩,而是水平挤压背景下基底结晶岩系与盖层共同卷入纵弯褶皱变形的厚皮式褶皱构造。