The Performance of Dual-Frequency Polarimetric Scatterometer in Sea Surface Wind Retrieval

The wind retrieval performance of HY-2 A scanning scatterometer operating at Ku-band in HH and VV polarizations has been well evaluated in the wind speed range of 0–25 m s-1. In order to obtain more accurate ocean wind field, a potential extension of dual-frequency(C-band and Ku-band) polarimetric measurements is investigated for both low and very high wind speeds, from 5 to 45 m s-1. Based on the geophysical model functions of C-band and Ku-band, the simulation results show that the polarimetric measurements of Ku-band can improve the wind vector retrieval over the entire scatterometer swath, especially in nadir area, with the wind direction root-mean-square error(RMSE) less than 12? in the wind speed range of 5–25 m s-1. Furthermore, the results also show that C-band cross-polarization plays a very important role in improving the wind speed retrieval, with the wind speed retrieval accuracy better than 2 m s-1 for all wind conditions(0–45 m s-1). For extreme winds, the C-band HH backscatter coefficients modeled by CMOD5.N(H) and the ocean co-polarization ratio model at large incidence are used to retrieve sea surface wind vector. This result reveals that there is a big decrease of wind direction retrieval RMSE for extreme wind fields, and the retrieved result of C-band HH polarization is nearly the same as that of C-band VV polarization for low-to-high wind speed(5–25 m s-1). Thus, to improve the wind retrieval for all wind conditions, the dual-frequency polarimetric scatterometer with C-band and Ku-band horizontal polarization in inner beam, and C-band horizontal and Ku-band vertical polarization in outer beam, can be used to measure ocean winds. This study will contribute to the wind retrieval with merged satellites data and the future spaceborne scatterometer.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定钛铁矿中主、微量元素

采用氢氟酸-盐酸-硝酸-硫酸四酸溶矿,建立了电感耦合等离子体发射光谱仪法(ICP-AES)同时测定钒钛磁铁矿、钛铁矿中铝、钙、镁、钾、钠、锰、钛、铬、锶、锌和钒11种元素的方法。对最佳仪器条件及分析谱线进行了优化筛选,并探讨了4种消解方法及酸度对测定的影响。实验结果表明:ICP-AES法测定钒钛磁铁矿、钛铁矿中铝、钙、镁、钾、钠等元素,与原子吸收光谱法、分光光度法、滴定法、重量法等单一元素测定方法相比较,具有检出限低、灵敏度高、测量范围宽、操作简便,适合大批量样品测定等突出优点。方法准确度(RE)小于10%,元素精密度(RSD,n=12)为0.68%~5%。采用国家一级标准物质进行了方法验证,取得了令人满意的结果。     

1990—2015年中国县市尺度人口收缩的演变特征及影响因素

近年来,区域人口收缩问题在全球范围内引起了广泛关注,并且在中国也日益明显。利用1990年、2000年和2010年人口普查数据以及2015年1%人口抽样调查数据,本文在县市尺度上分析了1990—2000年、2000—2010年和2010—2015年三个时期人口收缩区的空间特征及演化趋势,并定量探讨了其形成与演变的影响因素,主要发现如下：① 人口收缩现象在县市尺度非常明显,三个时期人口收缩区占比均超过20%;② 2000—2010年人口收缩区以大面积扩张为主要特征,东北地区、川黔渝地区、长江中游地区最为明显,而东部地区则主要集中在江苏北部和福建西部等局部范围;③ 2010—2015年人口收缩转缓慢增长成为主要特征,仅东北地区、河南等人口收缩区仍有所扩张;④ 人均GDP和非农就业占比等经济发展水平因素对人口收缩区的形成影响显著,而经济发展速度因素则与人口收缩的演变密切相关;⑤ 除经济因素外,人口自然增长因素对人口收缩区形成及演变的影响均非常显著,且其作用呈增强趋势。     

水合物分解对海底边坡稳定影响的数值模拟分析

海底边坡失稳会给人类造成巨大危害,部分海底边坡失稳案例被证实与水合物分解有关。由于海底条件的复杂性,人们很难直接观察水合物分解引起的海底边坡失稳过程。数值模拟可以相对准确地预测水合物分解可能引起的海底边坡失稳状况。通过选用基于ABAQUS软件的有限元强度折减法,模拟海底边坡失稳的过程并得到相应结果,分析了水合物分解程度、水合物带上覆厚度、边坡角度等因素对海底边坡稳定性的影响。结果表明,正常情况下,塑性区首先在坡脚区域出现并逐渐向上发展至坡顶;当水合物分解达到一定程度后,塑性区首先出现在水合物带,随后自水合物带向上发展至坡顶,并和随后在坡脚出现的塑性区形成贯通边坡的塑性带。水合物埋藏越深,越有可能造成大规模的滑坡;边坡角度高于15°时,水合物分解会急剧促进边坡失稳。     

稻壳灰作为海水硅酸盐肥料的肥效和安全性研究

增加硅酸盐供给可缓解海域硅酸盐相对缺乏现象,稻壳灰中含有大量无定形态SiO2,是一种理想的海水硅酸盐肥料。为验证稻壳灰的硅酸盐释放性能以及在环境中应用时的安全性,我们在实验室内将稻壳灰添加到海水中测定了Si、P、N营养盐的释放能力及释放周期,并将稻壳灰放于自然海域浸泡一段时间后测定其4种重金属及Mg元素含量的变化。实验结果表明,稻壳灰在海水中可持续缓慢地释放硅酸盐,释放周期可达3个月以上,同时释放少量磷酸盐,不会增加水体中无机氮营养盐含量;稻壳灰向海水中释放极少量的Cd,但不易造成重金属污染,而对海水中的Cu、Pb、Hg有一定地吸附效果,吸附量远小于Mg离子。     

贻贝附着基海带苗种运输技术探究

中介生物辅助大型海藻海底基质附着技术,是采用海面撒播苗种方法,进行大型海藻海底增殖的核心技术。研究发现,该贝、藻复合体苗种的运输比普通水产苗种运输难度显著增加。本文采取传统的干运、水运以及发明的淋水运输3种不同方式,进行了贻贝附着基海带苗种运输技术研究。结果表明:干运3h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05);水运1h以上苗种的存活率与对照组差异显著(P0.05);淋水运输24 h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05)。实验说明:水运不适合该苗种运输;在露空时间3 h以内,干运是最经济、最便捷的苗种运输方法;在露空24 h以内,采取淋水运输能够保证苗种的成活率,可以作为该苗种常规的运输方法。     

ERA-Interim和NCEP/NCAR再分析资料在我国东南近海适用性分析

利用我国东南近海5个浮标站观测资料,对2012—2016年ERA-Interim和NCEP/NCAR再分析资料10 m风、2 m气温、海平面气压的适用性进行了评估。结果表明:NCEP/NCAR的再分析10 m风适用性更好,ERA-Interim的2 m气温适用性更好,海平面气压两者差异不大。风速再分析值与观测值具有较好的一致性,相关系数达0.8～0.9,但再分析风速总体上有偏小的趋势,平均偏差在-1.3～0 m/s之间,均方根误差在1.5～3 m/s。再分析资料的平均风向有顺时针偏差的趋势,温州浮标偏右达14°以上,均方根误差大多在40°～50°。不管风速还是风向,5个浮标站中均以舟山浮标的再分析值与观测值最为接近;分析还表明,再分析资料的冬季风代表性相对较差,这是造成风速和风向系统性偏差的主要原因。再分析资料与观测2 m气温相关系数均在0.95以上,且有偏高的趋势,NCEP偏高更为明显,有4个浮标站平均偏差达1～2℃,而ERA-I仅1个浮标站偏差1～2℃,4个在1℃以内。春季和冬季气温偏高最为明显,春季升温过程存在异常偏高的可能,秋季气温与观测值最为接近。海平面气压适用性较好,总体优于10 m风和2 m气温,且季节间差异也不大。     

海水养殖污染与生态修复对策

随着我国海水养殖规模的不断扩大,海水养殖污染已成为不可忽视的环境问题。文章综述了海水养殖过程中产生的营养盐污染、有机质污染、重金属污染、抗生素污染问题及其生态影响和生态修复对策措施。对于海水养殖污染,单纯的物理化学修复方法制约较大,以生物修复为基础的生态浮床修复技术、大型藻类修复技术及人工湿地修复技术,是较为有效的海水养殖污染防治措施。在未来研究中,还应加强养殖污染源头的治理,加强海水综合养殖理论方法研究,以实现海水养殖经济效益和环境效益双赢。     

海南省志愿船综合观测系统设计

志愿船观测是海洋观测系统的重要组成部分,其获取的近海、中远海和远洋航线上的观测资料是对固定观测站点空白海域观测数据资料的重要补充。为提高海洋预警报能力水平,海南省于2016年建设了志愿船综合观测系统。文章重点介绍了该系统的架构设计、主要观测设备及系统功能,同时总结系统优势,并对如何保障志愿船观测系统长期稳定运行提出了争取省级财政专项经费支持,增加志愿船数量和观测要素,建立完善志愿船管理条例和标准体系及加强专业技术人才队伍建设等建议。     

流域陆地生态系统水体净化服务表征及驱动力分析

陆地生态系统的水体净化服务能过滤地表径流中的污染物,有助于防控流域非点源污染。准确表征该服务的时空变化特征,定量探索其驱动机制则是生态系统服务应用的前提。论文以太湖流域典型地区为例,利用空间分布式的生物物理模型,研究流域陆地水体净化服务的空间格局与时间演变特征,并借助GIS空间统计方法及面板数据模型分析其主导驱动力。结果显示：2000—2010年间研究区59.19%、58.27%的面积分别为氮、磷净化服务的弱降低区。2000—2005年与2005—2010年两个时间段内研究区氮净化服务先下降后略有上升,其中苏州市区增幅最大;磷净化服务为下降趋势,以无锡和苏州市区降幅最大。气候因素和水网密度对水体净化服务具有显著正影响,而负向驱动力则存在差异。为此应采取适当的措施调整主导因素,提高陆地生态系统的水体净化服务,减少氮、磷排放,为流域非点源污染治理及水环境管理提供支撑。