陆表自然和人文要素相互作用——“全球变化及应对”重点专项研究进展

在国家重点研发计划支持下,项目提出了陆表不均一性检测和订正的新方法,解决了渐变型不均一性检测和订正的难题,构建了中国地表太阳辐射、气温、地温、风速和降水等参数均一化站点和格点数据集,修订了关于中国地表风速变化趋势、增温格局及其形成机制的结论。融合多源数据,构建并验证了千米级、流域级或县域级的电厂、人口、生物质能、取水量、氮排放、二氧化碳排放等影响自然系统的关键人文要素历史和未来预估数据集。构建了未来关键人文要素情景,研制了碳中和目标下甲烷和氧化亚氮排放情景和用于驱动全球模式的未来情景,预估了中国碳中和战略的实施对全球变暖的减缓作用,发现中国碳中和对远期和中期全球变暖的减缓作用显著。给出了中国各省份水体氮排放安全阈值及超越时间,阐明了中国粮食产量与氮施肥的关系,提出了在保障粮食安全的前提下减少水体氮排放的有效途径,指出重构城乡养分循环体系是同时保障粮食安全和恢复水质的必要途径。发现全球饱和水汽压差的年际变化与大气二氧化碳浓度上升速率的年际变化显著相关,阐明了饱和水汽压差变化在调控生态系统生产力中的重要角色以及多因素耦合作用在生态系统生产力变化中的复杂影响。建议更全面细致地评估中国各种碳中...     

山地旅游小镇功能转型与重构的时空特征研究——-以黄山风景区汤口镇为例

山地旅游小镇是新时代乡村发展的重要类型,功能转型与空间重构是山地旅游小镇转型发展的核心内容之一。本研究采取参与式农村评估方法、GIS空间分析和高清遥感影像相结合的方法,以汤口镇为例,从微观尺度研究山区旅游乡村功能转型与空间重构的过程与格局。研究显示:(1)汤口镇生活功能由传统型向现代型转变,生产功能由农业主导型过渡到农旅融合型再向旅游主导型转变,生态功能由单一型向多元复合型转变。(2)旅游经济发达镇区相较于边缘乡村社区,旅居综合混质度较低。其中,旅游与居住时间分配相对均衡,宅屋空间倾斜于旅游,社群上融合度高,各区域间各混质维度存在差异。(3)汤口镇经历了旅游空间引入、生成、快速重构和导控更新4个重构阶段。该研究可为汤口镇村镇建设和旅游发展提供参考,也为下一步研究其转型发展的模式与机制奠定基础。     

Spatial variation of the relationship between transport accessibility and the level of economic development in Qinghai-Tibet Plateau,China

As an important component of China' transportation systems, for a long time, the insufficient performance of transport in QinghaiTibet Plateau(QTP) was a bottleneck restricting the economic growth and social development in this area. Nevertheless, the implementation of the western development strategy has accelerated the preliminary construction of comprehensive transport network since 2000. Due to the large area and significant geographical heterogeneity, there is a growing need to understand the relationship between transportation and economic development based on the perspective of spatial difference. By using GIS-based raster analysis and Geographically Weighted Regression(GWR) model, we investigated the spatial-temporal distribution of highway, railway and airport accessibility, respectively, and estimated the correlation and heterogeneity between transport accessibility and the level of economic development. Results revealed that:(1) Transport accessibility in the QTP improved by 53.38% in the past 15 years, which is specifically embodied in the improvement of both highway and railway.(2) Accessibility presented prominent differentiation in the space, increasing from west to east and reducing with the rise of elevation, specifically, the best accessibility area of the highway is below 4000 m above sea level, while the area with an altitude of over 4000 m has the lowest aviation time cost.(3) In general, the long weighted average time cost to critical transport facilities posed significantly negative effect on county economic growth in QTP, more positively, the adverse effect gradually weakened over time.(4) Obvious heterogeneity exists at the influence of different transport accessibility factors on the level of economic development, reflecting both in the horizontal space and altitudinal belt. Therefore, region-specific policies should be addressed for the sustainable development of transport facilities as well as economy in the west mountain areas.     

Verification and recalibration of HY-2A microwave radiometer brightness temperature

HY-2A is the first one of the Chinese HY-2 ocean satellite series carrying a microwave radiometer(RM)to measure sea surface temperature,sea surface wind speed,atmospheric water vapor,cloud liquid water content,and rain rate.We verified the RM level 1B brightness temperature(T B)to retrieve environmental parameters.In the verification,TB that simulated using the ocean-atmosphere radiative transfer model(RTM)was used as a reference.The total bias and total standard deviation(SD)of the RM level 1B TB,with reference to the RTM simulation,ranged-20.6-4.38 K and 0.7-2.93 K,respectively.We found that both the total bias and the total SD depend on the frequency and polarization,although the values for ascending and descending passes are different.In addition,substantial seasonal variation of the bias was found at all channels.The verification results indicate the RM has some problems regarding calibration,e.g.,correction of antenna spillover and antenna physical emission,especially for the 18.7-GHz channel.Based on error analyses,a statistical recalibration algorithm was designed and recalibration was performed for the RM level 1B TB.Validation of the recalibrated TB indicated that the quality of the recalibrated RM level 1B TB was improved significantly.The bias of the recalibrated T B at all channels was reduced to<0.4 K,seasonal variation was almost eradicated,and SD was diminished(i.e.,the SD of the 18.7-GHz channel was reduced by more than 0.5K).     

基于电化学法的铬盐清洁生产工艺研究

现有铬盐生产技术阻碍了铬盐行业的清洁化发展,研发新型铬盐生产技术实属必要。中国科学院青海盐湖研究所自行研发出一套以电化学法为基础的铬盐清洁生产工艺,涵盖三条大工艺和四种母系铬盐产品。包括氢氧化钠溶液中电化学氧化铬铁制备铬酸钠联产三氧化二铬和三氧化二铁工艺,离子膜电解法从铬酸钠合成重铬酸钠工艺,以及离子膜电解法从重铬酸钠合成铬酸酐工艺。相比现有铬盐生产技术,该技术的优势主要体现在以下五点:温和化、去渣化、高值化、自动化和高效化。目前相关研发工作业已走出实验室,走过产业化中间试验,正向产业化示范线迈进。     

利用InSAR识别与监测黑方台黄土滑坡

针对甘肃永靖县的黑方台地区滑坡不断对当地居民人身及财产安全构成重大威胁的现状,该文选取高分辨率的升降轨TerraSAR数据、3m分辨率的DEM数据和30m分辨率的SRTM DEM数据,利用InSAR技术对该地区的地表形变进行监测,主要结果如下:用Stacking技术获取了黑方台的形变速率图,识别出14处不稳定滑坡体;用SBAS-InSAR技术对典型滑坡体进行时间序列监测,将InSAR结果投影到滑坡方向与已有的GPS结果进行比较,最大较差为6mm,最大中误差为3mm。结果表明,InSAR技术用来识别与监测黄土滑坡方便可靠,并且精度较高。     

基于PNAT描述的三维地籍ArcEngine开发方法

针对三维地籍对二维数据兼容不良问题,本文基于PNAT模型,利用ArcEngine开发出城镇三维地籍系统。通过对三维地籍要素进行描述与表达,推演出地上地下三维宗地体,并在ArcGIS中构造出三维宗地体模型。实验证明,运用ArcEngine开发的三维地籍系统,可完美兼容已有二维地籍数据,极大地减少了开发成本,提高了效率,同时系统兼具ArcGIS提供的分析功能,稍加改进即可实现自定义查询,实现三维地籍图属联合分析。基于ArcEngine的三维地籍开发是一种效率高、功能丰富的二次开发方法,其数据兼容性及空间分析功能明显优于其他非GIS二次开发平台。     

深反射地震成像揭示的班公湖 怒江缝合带中段Moho断阶及其大地构造意义

揭示班公湖- 怒江(班怒)缝合带Moho(莫霍面)结构对于认识中特提斯洋壳俯冲和南羌塘坳陷成因具有重要地球动力学意义。基于横跨班怒缝合带的深反射地震数据(88°30′E),本文采用了中长波长静校正、噪声压制、优化叠加和叠前深度偏移(PSDM)等地震处理技术,获得了深度域地震反射偏移剖面、层速度场和高分辨率Moho结构。由深度域剖面显示,班怒缝合带Moho位于地表以下65～80 km,呈不连续北向抬升趋势,指示在拉萨地块与南羌塘地块之间存在岩石圈上地幔断阶,最大阶步可达15 km。综合分析缝合带两侧的Moho形态认为,这些断阶受南侧拉萨地体的岩石圈上地幔以19. 5°北倾俯冲与北侧南羌塘地块的上地壳抬升驱动,可能与深部存在局部熔融相关。班怒缝合带下的Moho结构表明,随着晚侏罗世—早白垩世中特提斯洋闭合,南羌塘地体由边缘海沉积向前陆盆地转换,形成南羌塘坳陷。     

东昆仑造山带海德乌拉铀矿床成矿流体特征研究

东昆仑造山带海德乌拉铀矿床是近些年西北地区最新探明的与火山岩有关的独立铀矿床,该矿床的发现为东昆仑造山带探寻热液型铀矿床提供了指示意义。本文选择与海德乌拉铀矿成矿期相关的透明矿物（粉红色方解石、紫黑色萤石及石英）作为研究对象,系统地开展C- H- O同位素和流体包裹体研究,查明该矿床成矿流体的来源与性质,并探讨矿床成因。研究结果表明,海德乌拉铀矿床成矿期石英中主要为H2O气液两相包裹体,少见CO2- H2O两相包裹体;在粉红色方解石脉、紫黑色萤石脉中流体包裹体均含H2O气液两相包裹体,在粉红色方解石脉中偶见纯液相包裹体,均未见到纯气相及含固相包裹体。成矿期粉红色方解石、紫黑色萤石及石英中包裹体均一温度范围分别为133~187℃（均值163℃）、127~204℃（均值169℃）、183~287℃（均值219℃）,盐度范围分别为1. 40%~7. 02%NaCleq（均值3. 65%NaCleq）、0. 53%~3. 06%NaCleq（均值1. 26%NaCleq）、7. 17%~17. 26%NaCleq（均值为11. 46%NaCleq）。流体包裹体气相成分以H2O为主,另含少量CO2等。C- H- O同位素实验数据表明,流体中δ13CFluid- V- PDB、δDFluid- V- SMOW、δ18OFluid- V- SMOW值的变化范围分别为1. 59‰~1. 00‰、71‰~63‰、0. 03‰~3. 72‰,表明成矿流体并非单一来源,可能为大气降水与岩浆水混合来源。此外,沥青铀矿的沉淀主要是由于流体与围岩的相互反应所引起的物理化学条件变化加上流体沸腾/CO2去气,最终导致了沥青铀矿等成矿物质发生大规模的卸载与沉淀。     

梅雨降水季节预测的多方法比较

基于1961—2000年逐月降水观测资料和全球大气再分析资料,分析了6—7月长江中下游(108°～123°E,27°～33°N)梅雨的时空分布特征。通过观测诊断和数值试验确定了影响梅雨异常偏多的3个前期因子:4—5月平均的西北太平洋海平面气压正异常;3月至5月北大西洋海平面气压负变压倾向;1月至4月西伯利亚的2 m温度负倾向。利用这3个具有物理意义的影响因子构建了梅雨季节预测模型,该模型在训练期(1961—2000年)和独立预测期(2001—2022年)均具有显著的预测技巧(相关系数分别为0.79和0.77,均方根误差分别为0.59和0.68)。同时,基于相似的潜在预测因子,对比了利用偏最小二乘回归方法和5种机器学习方法(随机森林、轻量级梯度提升机、自适应提升、类别型特征提升、极端梯度提升)建立的预测模型的技巧。虽然训练期(1961—2000年)偏最小二乘回归和机器学习建模拟合效果更高,但在独立预测期(2001—2022年)上述模型的预测技巧显著降低(相关系数均低于0.44,均方根误差均大于0.93),出现了明显的过拟合问题。本研究强调梅雨的短期气候预测应建立在物理机制基础之上,而使用机器学习方法需谨慎。