河南省一次冻雨过程中电线积冰厚度模拟

利用WRF中尺度数值模式并耦合Jones积冰厚度模型,对河南省2010年2月8—11日的冻雨过程进行了大气环流分析以及电线积冰厚度的模拟。研究结果显示:(1)在河南大部和安徽北部,冷暖气团在此交汇且出现强逆温层,满足了冻雨产生的天气条件:(2)模拟的降水场和10 m高度风向风速均与观测相当,但模拟降水中心强度略大:(3)模拟电线积冰在地面温度低于0℃时出现并快速增长。在积冰增长及维持阶段,垂直方向温度与水合物的模拟结果显示高低空配置与积冰厚度的变化趋势相吻合。积冰首先出现在伏牛山以北地区,随时间推移,积冰向伏牛山外围的东南部扩展。模拟的范围和积冰厚度演变大体上与观测值吻合,证明该模式可用于河南地区的积冰预测。(4)部分地区仍存在积冰厚度模拟值偏大的现象,其原因可能来自地形模拟精度较粗、模拟风速偏大、风向与电线夹角理想化以及Jones积冰模型阈值范围较小等因素,这表明耦合了Jones积冰厚度的WRF模式虽然有一定的模拟能力,但仍需要进一步改进。     

三类构造背景辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素的数据分析研究

判别岩浆岩产出的构造环境已经成为岩石学、地球化学及其地球动力学研究的重要内容。作为岩浆岩中的一种喷出岩,玄武岩被视为判别构造环境的最佳成员。对其中单斜辉石的研究,由于其数据本身的利用程度有限而效果欠佳。理论上,不同构造环境的辉长岩也会存在一定差异。为此,利用机器学习算法研究全球新生代辉长岩的单斜辉石势在必行。本文主要针对岛弧(IAB)、洋岛(OIB)及大洋中脊(MORB)3种构造背景辉长岩的单斜辉石进行特征筛选和数据分类。从GEOROC数据库中,经数据收集与清洗,我们分别获得岛弧辉长岩单斜辉石数据385条,洋岛辉长岩单斜辉石数据756条,大洋中脊辉长岩单斜辉石数据5 500条。其中绝大部分为主量元素数据,其余为微量元素数据。在特征提取部分,我们选用卡方检验判断特征独立性,F检验估计两个随机变量之间的线性依赖程度,互信息法捕获其他种类的统计相关性。3种检验方法互相印证,得出了统计学可靠的重要分类特征。在数据分类过程中,本文对比了K-近邻、决策树和支持向量机3种主流机器学习分类算法在辉长岩数据上的表现。研究表明,对于上述3种构造背景,Al2O3、TiO2为最有区分度的辉长岩单斜辉石主量元素成分,Sr为最有区分度的微量元素成分。另外,对于3种构造背景的辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素数据,机器学习模型分类准确率均达94%。     

1982-2012年北半球荒漠草原过渡带植被物候特征及其与气候因子的关系

基于GIMMS（global inventory modeling and mapping studies）NDVI 3g数据,在提取北半球荒漠草原过渡带每年植被物候期的基础上,研究了1982-2012年物候期的时间演化趋势及空间分异特征,并结合全球气候再分析资料,探讨了物候变化的气候驱动因素。结果表明：在1998年之前,荒漠草原过渡带植被物候期变化地区间差异较大,而在1998年之后,北半球荒漠草原过渡带生长季结束期整体提前,平均提前0.41 d/a;同时,除萨赫勒以外的各地区植被生长季长度普遍缩短,平均缩短0.88 d/a。植被物候期与气候因子的相关分析发现,荒漠草原过渡带植被物候变化受气候变化影响显著,且空间差异明显。在中高纬度地区,气温是限制植被活动的关键因子,温度升高可以促进生长季开始期的提前,而降水增加则会妨碍植被生长;在较低纬度地区,水分是影响植被活动的关键因素,高温造成的水分亏缺会导致植被生长季缩短。从植被物候期对各气候因子响应的时滞性来看,荒漠草原过渡带植被的物候期对气温变化的响应最迅速,对蒸散的响应存在一定的滞后性,而对降水的响应不存在时滞差异。     

适用于青藏高原地区中大比例尺重力勘查的大地测量方法技术研究

中大比例尺重力勘查工作是各种物探方法中对大地测量精度(尤其是高程精度)要求最高的一种。近年来,在青藏高原地区开展的矿产地质调查项目中越来越多地应用了重力勘查手段,但由于青藏高原地区特殊的自然地理及人文环境,基础测绘程度低,因此,一些在人口稠密、经济发达的内地开展工作时常用的成熟大地测量方法在青藏高原地区已不方便或出现了新的问题。本文通过对青藏高原地区近年来开展中大比例尺重力勘查时测量工作遇到的实际问题进行梳理研究,结合具有针对性地方法技术试验成果,总结了一套解决问题的方法,可作为今后青藏高原及类似困难地区开展中大比例尺重力勘测时的参考。     

基于数字图像技术的土冻胀试验系统研究

开展土冻胀过程的研究对于认识土冻胀机理具有重要的意义,以往学者多采用建立模型进行数值分析的方法,但是在试验中却不能对模型预测的冷生构造、冰分凝、水分迁移等实时过程进行验证。通过建立包括实时图像采集系统、图像预处理系统以及图像数字化系统为一体的基于数字图像技术的土冻胀试验系统,对青藏粉土的冻胀发展过程和冰分凝过程进行了研究分析。结果显示：试样冻胀后已冻区纵剖面的冷生构造可以分为微薄层状构造区、薄层状构造区以及最暖端厚层状构造区三个部分,其中薄层状构造区下部的冰透镜体的分凝作用是冻胀的主要贡献部分,最暖端厚层状构造区中冰透镜体的分凝作用导致了试样未冻区的固结,试样中冰透镜体的分凝过程与试样的冻胀过程和试后含水率的结果能够相互验证。建立的试验系统可以对土冻胀过程中包括冷生构造发育、冻胀变形、冰分凝等过程进行实时采集和定量分析,为冻胀模型的建立和验证提供了试验方法和技术支撑。     

中国东部中生代岩浆活动与板块俯冲的关系——浙闽与日本弧和安第斯弧的对比及其意义

中国东部中-新生代的构造背景是中国地质学界最关注的问题之一。自20世纪70年代板块构造学说引入中国后,中国地质学家普遍接受了太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动和相应的成矿作用的观点,乃至成为被中外学者普遍认知的理论,至今仍然广泛流传。但是,本文研究认为问题很多。众所周知,岛弧是以玄武岩出露为主,大陆弧则是以安山岩出露最多,而中国东部玄武岩和安山岩极不发育。本文按照大数据研究思路,对日本和安第斯全部新生代岩浆岩的统计研究表明,上述认识基本上是对的:日本弧主要是玄武岩,其次是安山岩;安第斯弧主要是安山岩,其次是玄武岩;而中国东部(以浙闽地区为代表),主要是花岗岩,其次是玄武岩,出现双峰式分布的特征。看来,中国东部与日本和安第斯的构造背景完全不同,中国东部没有俯冲作用的明显证据。其次,岛弧和大陆弧有明显的成分和结构分带,如日本弧,从海沟开始,岩浆活动是从前弧-岛弧-后弧-弧后(frant-arc,arc,rear-arc,back-arc)。安第斯弧不如日本弧明显,从海沟向东到大陆是从弧前杂岩-弧岩浆岩-弧后盆地。中国东部(包括东海大陆架、中国东部沿海)与俯冲有关的结构和成分分带哪里有?我们的研究集中讨论了浙闽地区400km宽度范围内侏罗纪-白垩纪岩浆岩的分布,从年龄到地球化学(Si O2的变化,Mg O、K2O的变化,年龄的变化等等),基本上见不到有从东到西分带的趋势,这种情况如何与板块俯冲作用联系起来呢?岛弧岩浆岩主要来源于亏损的地幔、洋壳、深海沉积物,以及由俯冲带带来的流体,因此,岛弧岩浆岩洋壳的特征非常明显。大陆弧也来自地幔,但是,岩浆穿过大陆壳,会带来明显的陆壳混染的影响,因此安第斯型岩浆岩陆壳的印记比较明显。大陆岩浆岩如果不考虑俯冲带的影响,岩浆岩应当来自高热的软流圈地幔。如果高热的软流圈停滞在岩石圈底部,在那里发生部分熔融,形成的应当是大陆溢流玄武岩,而中酸性岩浆岩非常少;相反,如果高热的软流圈突破岩石圈的阻隔而上升到地壳底部,则会加热下地壳底部使之发生部分熔融,形成的则是大量的酸性花岗岩,而玄武岩和安山岩很少。峨眉山是前面的情况,中国东部则是后面的情况。中国东部岩浆岩究竟与日本、安第斯有何异同点?应当是岩石学家研究的首要命题,建议中国的岩石学家和地球化学家不要仅限于中国东部的研究,而将研究的触角延伸一步,深入细致地研究一下日本和安第斯岩浆岩的情况,再对比中国东部的情况,如此可能会得出新的认识,这样的认识也许才可能有益于解决中国东部岩浆岩形成背景的问题。     

陕北横山矿区延安组3-1煤层Sr和Ba的分布及赋存模式

煤中微量元素Sr和Ba的分布和赋存模式对研究煤层成煤古环境和煤炭的洁净利用有重要的意义。通过对横山5个矿区24个主采煤层煤样的工业分析、元素分析、矿物组成分析,采用相关性分析和逐级化学提取实验,研究该主采煤层中Sr和Ba的分布和赋存模式。研究发现,区内超过75%煤样属于特低灰煤;约96%的煤样全硫质量分数超过1%;主要的矿物成分为高岭石、黄铁矿和方解石。超过总分析煤样75%的样品中Sr和Ba富集,且在水平方向上Sr和Ba含量北部较南部更高。煤中Sr和Ba主要负载在天青石、重晶石、菱锶矿、碳酸钡矿、方解石和文石等矿物中。煤中Sr和Ba富集的主要原因是煤层中含有负载这两种元素的矿物。      

克隆整合有利于喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵

多数恶性入侵水生植物都是克隆植物,阐明克隆整合属性对其潜在入侵性的影响对了解其入侵机制具有重要意义.以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究其克隆整合(匍匐茎连接)对入侵本地黄花水龙(Ludwigia peploides)种群时的光合性能、生长、竞争力和资源分配的影响,探讨克隆整合对该植物入侵性的贡献.结果表明,竞争显著降低了喜旱莲子草的光系统Ⅱ最大量子产量、总生物量、分株数和总匍匐茎长;但克隆整合却显著促进了竞争环境中喜旱莲子草的生长,提高了其光合特性、根冠比以及对本地物种的竞争力,因而有利于其入侵性的增强.     

汛期强降水短期HLAFS数值预报产品释用技术

选用１９９６年５月１６日～８月３１日ＨＬＡＦＳ数值预报产品的７种物理量资料,对濮阳市强降水过程进行动力,热力诊断分析,释用结果表明,θｓｅ,ｔ－ｔｄ相对辐射,ｖ分量等４个物理量预报有较高的释用价值,在诊断分析基础上,将所选出的预报因子指标进行量化处理,建立了客观定量的相关预报方程,全部判断,计算过程在微机上实现了自动化。     

基于本体的地球空间信息上下文建模

总结分析了典型的地球空间信息上下文,基于本体建立了面向地球空间信息服务形式化的上下文信息模型,该模型采用层次化的设计方法,并使用本体描述语言OWL描述上下文,提高了上下文表达能力。最后,设计了一个面向地球空间信息的上下文感知计算模型。