Nd:YAG纳秒激光诱导硅表面微结构的演化

利用Nd:YAG纳秒激光(波长为532和355 nm)对单晶硅在真空中进行了累积脉冲辐照,研究了表面微结构的演化情况.在激光辐照的初始阶段,532和355 nm激光脉冲均在硅表面诱导出了波纹结构,后者辐照硅表面后形成了近似同心但稍显混乱的环形波纹结构.随着脉冲数的增加,波纹结构逐渐演化为一种类似珠形的凹凸结构,最后形成准规则排列的微米量级锥形结构,该微结构的生长依赖于表面张力波和结构自组织.分析发现,形成的交叉环形结构主要是在355 nm激光辐照硅的过程中,表面张力波导致波纹结构部分叠加的结果.     

海上溢油油膜厚度实验室模拟和理论模型对比研究

溢油量是衡量溢油规模的关键指标,是处理溢油事故的重要依据。油膜厚度是确定溢油量的基本前提,是一个尚未解决的国际难题。实验室中模拟了不同阶段和不同环境条件下扩展油膜的厚度变化特征。结果表明,实验室模拟与理论模型分析具有基本一致的变化趋势,扩展速度与扩展时间成反比;温度是影响油膜厚度的重要因素,相同条件下,温度越高,油膜厚度越小;海水盐度会影响溢油扩展,但这种影响并未延伸到对油膜厚度的控制上。由于实验室模拟限定在平静海面条件下,并未考虑风和海流等扩展中不容忽视的因素,故与理论构建模型相比系数相差较大。通过对比分析,前期构建的理论模型更能准确地反映海洋溢油的实际情况,加之在实例验证中的较高准确性,该模型具有业务化实施和广泛推广的潜力。     

庙岛群岛海域沉积动力环境分区及沉积物输运趋势

基于庙岛群岛海域的107个表层沉积物样品粒度分析结果,利用Pejrup三角图、Gao-Collins粒径趋势分析等方法,对庙岛群岛海域沉积动力环境进行分区,并探讨了沉积物的输运趋势。结果表明,研究区沉积动力环境可划分为5个分区(A、CⅢ、CⅣ、DⅢ、DⅣ),以庙岛海峡为中心,各分区基本呈左右对称分布,与潮流流速中部辐聚、两侧辐散的分布特征相对应,研究区沉积物分布及沉积动力格局主要受潮流控制。研究区内存在两个沉积物输运趋势的汇聚中心,沉积物的长期输运趋势在海峡区主要受控于往复潮流,波流共同作用在外海区影响较为显著,使其具有与海峡区截然不同的特点。     

基于广义回归神经网络的全球表层海水1°×1°二氧化碳分压数据推演

表层海水二氧化碳分压是评估海洋碳源汇强度的关键参数,但其实测数据较少、时空分布极不均匀,导致二氧化碳交换通量的估算有很大的不确定性,海洋源汇特征就不能确切获取。为了解决这个难题,在收集的表层大洋二氧化碳地图(Surface Ocean CO₂ Atlas,SOCAT)实测数据集基础上,运用广义回归神经网络建立二氧化碳分压与经纬度、时间、温度、盐度和叶绿素浓度间的非线性关系,构建了1998-2018年间全球1°×1°经纬度的表层海水二氧化碳分压格点数据,其标准误差为16.93μatm,平均相对误差为2.97%,优于现有研究中的前反馈神经网络、自组织映射神经网络和机器学习算法等方法。根据构建的数据所绘制的全球表层海水二氧化碳分压的分布与现有研究有较好的一致性。     

抚仙湖1米新真空太阳望远镜空间二维偏振光谱观测模式的设计与实现

作为抚仙湖1 m新真空太阳望远镜的观测终端之一,多波段光谱仪需具备2种观测模式:空间二维扫描观测及偏振光谱测量,从而实现诊断太阳矢量磁场及其动力学特征的科学目标。首先明确观测模式对3大重要光电机构(空间扫描机构、偏振分析器和仪器偏振定标机构)的基本要求;其次从实测太阳物理需要出发,分析这些要求的具体实现方法(连续式或步进式)、控制精度(10~(-2)或10~(-3))以及信噪比提高方法(多帧叠加或多组叠加)等;最后给出多种观测模式的流程图,并将不同观测模式集成于一个采集控制程序之中,投入实测,分别进行多组活动区二维空间扫描观测和黑子偏振光谱测量,取得了较好的结果。     

福建深沪湾不同环境样品中总汞和甲基汞含量的分布

测定了福建省泉州深沪湾海水、沉积物和生物体中的总汞含量,测定了沉积物、生物体中的甲基汞含量.海水总汞含量范围是1.16 ～7.29 ng/dm3,平均值为3.32 ng/dm3.沉积物中总汞含量为0.006～0.066 μg/g,甲基汞占总汞的比例为4.7％ ～38.6％,该比例与总汞含量呈负相关关系(r=-0.840,p＜0.05),这可能是因为总汞含量的升高使甲基汞合成反应受到抑制,导致反应速率降低甚至为负,即甲基汞的分解.生物体中总汞含量为0.037 ～0.353 μg/g(干重),甲基汞含量为1.01 ～42.50 ng/g(干重),甲基汞占总汞的比例为1.5％ ～40.4％.甲基汞含量与总汞含量显著相关(r =0.484,p＜0.10);总汞含量与甲基汞占总汞比例略有相关(r=-0.293,p＜0.10);甲基汞含量与其占总汞比例无相关性(r=0.061,p＞0.05).可以推测,生物体中的总汞和甲基汞都是外源性的,不同生物体甲基汞占总汞的比例变化很大.对深沪湾居民进行海产品摄入量评估,以美国EPA规定的甲基汞参考计量0.1 μg/(kg·d)为标准,计算得深沪湾周边居民每周食用3次(600g)湾内的海产品是安全的,不会产生汞中毒.未来还需要测定海水中甲基汞的含量,用以计算生物富集因子,表征不同生物对甲基汞的富集程度;通过测定鱼体中的δ13C、δ15N比值来确定不同鱼类的营养级,进而研究甲基汞的生物累积效应与营养级的关系.     

细菌源3-羟基脂肪酸作为环境变化代用指标的研究进展

细菌源3-羟基脂肪酸(C10-C18)作为环境变化指示指标具有良好的应用前景,但相关研究还很不系统,在海洋环境中的应用刚刚起步.3-羟基脂肪酸主要用于环境中pH和温度的重建,通过其支链比(异构和反异构3-羟基脂肪酸之和/正构3-羟基脂肪酸之和)与pH的显著正相关关系反演环境中的pH,通过其C15和C17同系物的反异构/...     

阿尔金山中-新生代隆升历史研究进展

阿尔金断裂左旋走滑的同时,伴随较大的逆冲分量,总体成花状构造,引起阿尔金山的垂向隆升,大量证据表明阿尔金山自中生代以来主要经历了6次快速隆升事件,即白垩纪、晚始新世—早渐新世、早中新世、中中新世、上新世、早更新世末—中更新世初。新生代的五期重要的隆升事件,与欧亚大陆拼合后的印度板块持续向北的挤压有关,俯冲引起青藏高原的阶段性快速隆升,是阿尔金山隆升的动力学机制。     

柴达木盆地中、新生代构造演化及其对油气的控制

柴达木盆地中、新生代沉积构造演化经历了5个阶段:早、中侏罗世伸展断陷阶段,晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,古近纪弱断陷阶段,新近纪的中新世—上新世早期坳陷阶段和上新世晚期—全新世挤压反转阶段。沉积构造演化控制盆地烃源岩的展布,盆地演化过程中的两次挤压反转期是圈闭构造的主要形成期,控制盆地油气分布。