用过程透雨量确定的东亚夏季风北边缘特征

利用1951—2006年全国715个站逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日和月平均再分析资料, 以农作物生长角度为出发点, 采用过程透雨量 (20 mm) 标准确定4—10月出现6次及6次以上过程透雨量作为东亚夏季风区, 以北边缘历年波动范围确定夏季风边缘带, 根据连续透雨过程达到无旱标准来判断东亚夏季风的开始时间。主要分析了夏季风北边缘的年际、年代际变化特征和夏季风边缘带的变化范围以及夏季风边缘的推进过程和北边缘变化机制及其对我国降水的影响。结果表明:透雨标准较好地确定了边缘带位置, 夏季风北边缘呈现向南偏移的趋势, 边缘带范围有所扩大; 北边缘变化与偏南风强弱和水汽输送联系紧密, 并且对我国雨带的分布以及北方降水有一定影响, 北边缘偏北, 雨带偏北, 则华北降水偏多。     

基于星载SAR数据和模式资料的海面风场变分融合方法研究

为实现合成孔径雷达数据与数值预报模式资料融合,提高海面风场精度和业务化运用水平,提出了一种基于星载SAR数据与模式资料的变分融合方法。其研究思路是采用二维连续小波变换提取SAR图像中高精度风条纹风向,结合地球物理模型函数求解海面风场的经向分量和纬向分量,然后采用Kriging插值方法将数值预报模式风速插值到SAR海面风场覆盖区域,得到SAR风速观测算子,由此构建SAR风场与模式风场融合的代价函数,并采用变分方法求解分析风场,最终得到融合后的海面风场结果。仿真分析结果表明,变分融合后的海面风速和风向结果更接近于理想值,尤其在SAR海面风场覆盖区域更为明显。选取ENVISAT/ASAR资料和与其时空匹配的欧洲中期天气预报中心模式风场资料开展实例验证,结果表明融合后的海面风场结果比模式风场更加接近于浮标观测结果。     

胶东诸城晚白垩世恐龙骨骼化石地球化学及埋藏学研究

胶东诸城发育了世界罕见的晚白垩世中晚期恐龙化石集群埋藏点,主要分布在诸城市东南的库沟、恐龙涧、西见屯和臧家庄。本文通过薄片鉴定、电子探针、常量、微量和稀土元素分析等方法技术,系统研究了诸城恐龙骨骼化石微观特征与地球化学特征,分析了恐龙骨骼埋藏成岩过程,厘定4个化石集群埋藏层的相对层位关系和骨骼沉积物来源方向,探讨了恐龙死亡的可能原因。研究表明,研究区恐龙骨骼化石主要矿物成分为磷灰石和方解石,也零星含有Fe、Mn、BaSO4及SiO2等矿物成分;骨骼化石和围岩主量、微量与稀土元素分析显示,CaO、P2O5、F、REE、Y、Sr和Ba、U高值且远高于围岩,其中CaO、P2O5、F、Sr和Ba的高值是由于原始骨骼组成中这些元素背景含量高,而REE、Y及U的异常高值是成岩过程中吸附作用所致;骨骼中Rb、Th、Nb、SiO2、Al2O3、TiO2、Zr、Hf含量低于围岩是由于它们属于亲沉积碎屑元素,都来自母岩的风化产物;骨骼化石中稀土元素表现为轻稀土富集型,稀土配分模式与上地壳相似,并具有Eu轻微正异常和Ce负异常特点;研究认为,骨骼与围岩较高的Sr、Ba含量及稀土元素异常系源于干旱气候与氧化环境的浅埋藏成岩作用;依据不同化石点骨骼中磷灰石矿物与方解石矿物组成的对比、骨骼与围岩主量元素分子风化率指数及REE、HREE、LREE与(La/Yb)N、(Ce/Yb)N和(La/Sm)N、δEu、δCe等参数的对比,研究区4个集群埋藏的恐龙化石层相对层位关系由下至上分别厘定为库沟、西见屯、恐龙涧与臧家庄;骨骼围岩沉积物源主要来自下伏青山群火山岩与莱阳群沉积岩的剥蚀产物;研究区上白垩统红土崖组下部不到100m厚的地层中恐龙化石异地集群埋藏层的多次出现表明,集群埋藏不是一个简单孤立事件,恐龙的死亡也可能受制于干旱气候的影响,特别是环境背景的Sr和Ba等元素有可能是环境毒素;干旱缺水、缺少食物、有毒元素散布可以导致恐龙集群死亡;骨骼在季节性洪水或阵发性泥石流的作用下由诸城西北向东南搬运和堆积。     

数学地球科学的新进展

从下列研究方向探讨了数学地球科学的新进展,即数据分析与数据挖掘（多点地质统计学,数据同化方法,数据挖掘和展示,时间序列分析,基于不规则数据集方法,数值分析方法与新算法）、非线性科学（多重分形模型,自组织临界理论,混沌理论,系统固有的复杂性,非线性随机过程的动态建模）、遥感（差分干涉合成孔径雷达,最先进雷达遥感,新的星载和地基微波技术,与遥感相结合的地理信息系统环境建模）、建模（新的数学变形模型与方法,地下蓄水层的流动与运送的预测模型,新油气发现模型,石油采收数学模型,空间与时间建模）、资源环境定量评价（复杂储存环境的地震特性综合反演,油井与储藏动态数据的实时同化处理,不确定性评估储藏动态新方法,资源评价和风险分析的新模式,环境地球化学,定量环境地质学）等     

粤北始兴地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿预测

始兴地区位于湘赣粤三省交界处,南岭成矿带的东段。区内成矿地质条件优越,钨锡、稀有及稀土金属矿产均较为丰富,其中钨和锡都是我国的优势矿产资源,其矿床尤其引人注目。本文在1∶5万水系沉积物测量成果资料的基础上,对粤北始兴地区的W、Sn、Mo等14种元素地球化学特征进行了初步总结,发现该区与钨有关的成矿伴生元素丰度均远大于区域元素丰度,其中W平均值为37×10~(-6),峰值为2980×10~(-6),Sn平均值为21×10~(-6),峰值为787×10~(-6);元素分布特征显示中下泥盆统是区内W、Mo、Bi等元素的主要富集层位,燕山期侵入岩中Sn、Bi、Wo、W、Zn等元素富集程度也较高;数理统计显示区内W、Sn、Mo、Bi、Pb、Ag等元素之间相关性较强;R型聚类分析显示区内元素组合主要有W-Mo和Pb-Zn-Ag等;因子分析显示区内的主要成矿组合为W-Sn-Mo-Bi-CuPb-Zn-Ag。本次工作共计圈定了21个以W-Sn为主的组合异常,并在空间上形成北北东向和近东西走向的两个综合异常带,结合区内成矿地质条件和异常检查工作,优选了南山坑和良源综合异常区为区内成矿远景最好的靶区。本文以南山坑综合异常区为例,指出该区良好的钨锡多金属矿找矿前景,同时该区的找矿方向可从传统的石英脉型黑钨矿向矽卡岩型钨锡矿和岩体型钨钼多金属矿转变,进而在该区实现找矿突破。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定稀土铌钽矿中稀土元素和钍量

用等离子体发射光谱法测定了稀土铌钽矿中的稀土元素和钍量。考察了溶样方式和称样量,选择分析线波长,确定了仪器工作条件。对共存元素的干扰量进行试验,稀土元素之间的干扰可忽略不计。精密度试验表明,各稀土元素及钍的相对标准偏差(RSD,n=11)小于10%(除Eu2O3外)。方法用于实际样品的测定,结果与等离子体质谱法及外检结果吻合。     

液态CO2人工引晶后云微物理和降水变化的观测分析

根据飞机探测仪器观测到的云中粒子微观结构,结合卫星、雷达和常规天气资料,分析了人工增雨作业前后云的宏、微观物理结构和降水变化。结果表明,作业后影响区云中的冰晶浓度、雨滴直径比对比区有明显增加,云中过冷水减少;对比区降水回波强度和强回波区面积变化不大,而影响区最大回波强度增大,强回波区的面积扩大,降水增加。这与影响区云中降水粒子增多、直径增大是一致的,这些结果说明了液态CO2催化层状云的物理响应。     

喀斯特石漠化治理区不同土地利用方式的小气候效应

研究小气候变化对植被恢复的响应机制可为喀斯特地区石漠化综合防治提供理论依据。文章选取喀斯特高原山地和高原峡谷石漠化综合防治示范区4种土地利用类型为研究对象,通过常规的小气候监测方法,在雨季前(4月)、雨季(8月)、雨季后(12月)对4种土地利用类型的大气温度、光照强度、相对湿度、土壤温度日变化进行监测和对比分析。结果表明：（1）4种土地利用方式中,大气温度、光照强度和土壤温度均表现为石漠化裸地>农耕地>灌木林>林地,而相对湿度的变化规律则反之：林地>灌木林>农耕地>石漠化裸地,说明林地的小气候调节作用最优,而石漠化裸地最差,与其石漠化治理和植被恢复效果相对应;（2）高原峡谷的大气温度、光照强度和相对湿度在不同的季节和不同土地利用方式下都显著高于高原山地,不同土层的土壤温度是高原山地显著低于高原峡谷;（3）各土地利用方式的小气候季节差异明显,大气温度、土壤温度均为：雨季(8月)>雨季前(4月)>雨季后(12月),而光照强度、相对湿度为：雨季(8月)>雨季后(12月)>雨季前（4月),8月各小气候指标值最高,且不同土地利用方式和治理区间的差异亦最大,因此,选取8月进行小气候监测以比较各土地利用方式和治理区之间的差异要优于其他两个月份。     

利用多普勒雷达径向速度提取台风环境风场信息

应用蓝金模式模拟了纯气旋性旋转的多普勒雷达径向速度特征,还模拟了不同环境风向和吹向台风中心的辐合风对台风多普勒速度特征的影响。在此基础上,提出了雷达实测台风速度的特征和不同环境风向的速度数值模拟图进行比较,从而提取出相应环境风信息的方法,并应用这种环境风信息来判断台风的移动路径。通过对台风实例分析,特别是在台风发生转折的关键时刻,该方法都能够较准确地判断环境风转折的多普勒速度特征。应用多普勒雷达径向速度图像与不同环境风向模拟图像进行比较的方法,能够实时(雷达观测时间间隔仅为6 min)监测到环境气流的方向及其变化,比较准确地监测台风的移动路径,这是其他大尺度气象资料难以做到的。分析表明:环境风转向变化的现象在前,台风发生转折的现象在后,对台风路径的短时预报具有一定应用价值。     

喀斯特地区土壤水分随降雨的动态变化研究——以贵阳市花溪区为例

土壤水分是喀斯特地区植被恢复和生态环境建设的关键性限制因素。选取贵阳市花溪区为研究对象,基于2013年和2015年土壤水分定位监测数据,分析了研究区土壤水分的动态变化规律。结果表明:(1)土壤剖面水分的垂直变化具有明显层次;基于标准差和变异系数两个指标,采用聚类分析将2013年和2015年研究区土壤水分垂直变化层次分为活跃层(0~10cm),次活跃层(10~30cm)和相对稳定层(30~100cm)。(2)土壤水分的动态变化主要受降雨与蒸散作用的综合影响;10~30cm土层由于没有与外部环境直接接触受其影响相对降低,同时降雨的入渗与蒸散作用的减弱,使该层次土壤水分分布范围广、停留时间长,较能准确地反映其受降雨和蒸发的影响。(3)土壤水分的动态变化具有明显季节性;2013年和2015年春季(3-5月)和冬季(12-2月)为土壤水分的补给期,夏季(6-8月)和秋季(9-11月)为土壤水分的消耗期。