21181综放工作面突水分析与治理

通过对21181综放工作面的突水特征与突水水质检测资料的分析,以及开采导水裂隙带高度的计算,得出了工作面突水原因——采煤后形成的导水裂隙带已波及到了上覆侏罗系上统巨厚砾岩含水层,通过运用合理的防治方案．为今后综放工作面预防水害打下了基础。     

河北省邯郸—邢台断裂晚更新世以来的活动特征

本文根据野外地质地貌调查,结合卫星影像解译和钻孔资料的分析认为,邯郸—邢台断裂是一条晚第四纪以来活动的断裂。根据断裂走向、活动时代及活动性质的变化,可将该断裂分为三段。临城—永年和永年—磁县段为全新世活动断裂,活动性质为右旋正断,晚更新世断裂的垂直滑动速率为0.25mm/a,全新世垂直滑动速率为0.47mm/a。磁县—安阳段为晚更新世时期活动断裂,活动性质为右旋正断,垂直运动速率为0.22mm/a,但全新世没有活动。     

基于三维生态足迹的中国自然资本利用时空演变及驱动力分析

目前基于三维生态足迹的中国省际自然资本利用研究,仅从生产视角测度评价了区域自然资本存量、流量利用的空间格局。本文以消费视角对2006-2015年中国30个省(市、自治区)及不同地类足迹深度、足迹广度进行动态评估,进而通过存量流量利用比和资本流量占用率刻画了中国自然资本利用可持续性现状,并利用全局和局部回归模型量化其驱动因素及因素效应的空间差异性。结果显示：①中国足迹深度从3.04升至4.17又降至4.06,存量资本消耗有减弱趋势;足迹深度大致表现为：东部>中部>西部,其中上海最高达30.69,青海最低为1.70;②中国足迹广度在0.36~0.39 ghm²/人之间波动;足迹广度总体表现为：西部>中部>东部,其中最大值为新疆0.81 ghm²/人,最小值为上海0.09 ghm²/人;③从组分构成看,化石能源用地和草地是存量资本消耗的主要方式,耕地和建设用地是流量资本占用的主要方式;④中国自然资本利用可持续性呈现变好趋势,省际呈东弱西强的格局;通过回归分析发现,生态足迹强度、城市化率、生态承载力是导致自然资本利用可持续性空间差异的显著因素,且这些因素的效应特征表现出不同的空间模式。生产视角和消费视角的测算结果相结合,可提供全面丰富的生态足迹信息,为相关实际应用提供一定的借鉴。     

Spatial variations of Pb,As, and Cu in surface snow along the transect from the Zhongshan Station to Dome A,East Antarctica

The spatial distributions of lead, arsenic, and copper(Pb, As, and Cu, respectively) in surface snow along the transect from the Zhongshan Station to Dome A, East Antarctica, are presented. The mean concentrations of Pb, As, and Cu are1.04±1.56 pg/g, 0.39±0.08 pg/g, and 11.2±14.4 pg/g, respectively. It is estimated that anthropogenic contributions are dominant for Pb, As, and Cu. Spatially, Pb concentrations show an exponentially decreasing trend from the coast inland, while a moderate decreasing trend is observed for Cu concentrations in the coastal area(below 2,000 m above sea level(a.s.l.)).In the intermediate area(2,000–3,000 m a.s.l.), the concentrations and enrichment factors of all these elements show high variability due to the complicated characteristics of climate and environment. On the inland plateau(above 3,000 m a.s.l.),the high concentrations of As and Pb are induced by high deposition efficiency, the existence of polar stratospheric precipitation, and the different fraction deposition to East Antarctica. The extremely high concentrations with maximum values of9.59 pg/g and 69.9 pg/g for Pb and Cu, respectively, are suggested to result mainly from local human activities at the station. Our results suggest that source, transport pathway, and deposition pattern, rather than distance from the coast or altitude, lead to the spatial distributions of Pb, As, and Cu; and it is further confirmed by spatial variations of the three metals deposited over the whole continent of Antarctica.     

科学数据共享实践：以国家地球系统科学数据中心为例

地球系统科学是一门综合性交叉学科,起源于全球变化研究,受益于遥感技术进步,现已进入大数据时代,人工智能技术成为解决地球系统科学前沿问题的新手段。科学数据共享是推动科学发展、提升数据价值的关键,经过长期的探索和实践,全球已形成完善的数据资源管理政策与机制、持续的数据共享服务体系、多元化的科学数据整合模式,并且新的理念不断推动数据共享创新发展,其中“可发现、可访问、可互操作和可重用”原则和数据出版备受推崇。我国颁布了国家层面的政策法规,着重推动国家级科学数据中心建设、科技项目数据资源汇交及数据出版。借鉴国外数据共享经验,结合国内实际发展情况,我国探索出具有中国特色的地球系统科学数据资源分类体系,在元数据、分布式互操作、大数据分析和共享服务等关键技术方面都取得了重大突破。本文以国家地球系统科学数据中心为例,系统梳理了国内地球系统科学领域的数据共享实践进展,详细介绍了国家在地球系统科学领域的数据共享实践及其成效。国家地球系统科学数据共享工作已探索形成成熟稳定的运行服务机制、研制出适用于多源分散地球系统科学数据的标准体系、 建成多学科多时空尺度的地球系统科学数据库群、自主研发海量异构数据共享网络技术体系与服务系统,促进了地球系统科学的科学发展,同时也推动了数据共享理念的传播与推广。然而,数据孤岛现象、共享服务系统标准化程度低、系统技术标准未对接国际规范等问题仍然较为突出,阻碍了地球系统科学数据开放与共享。未来,随着共享个性化需求被激活,定制化的“数据+知识”服务有望成为主流趋势,将给数据共享带来新的机遇和挑战。     

Numerical Study of Storm Surge Inundation in the Southwestern Hangzhou Bay Region During Typhoon Chan-Hom in 2015

Storm surge inundation is a major concern in marine hazard risk assessment during extreme weather conditions.In this study,a high-resolution coupled model(the ADVanced CIRCulation model+the Simulating WAves Nearshore model)was used to investigate the storm surge inundation in the southwestern Hangzhou Bay region during Typhoon Chan-hom in 2015.The simulated hydrodynamic processes(sea surface wave and storm tide)were validated with measured data from wave buoys and tide gauges,indicating that the overall performance of the model was satisfactory.The storm surge inundation in the coastal area was simulated for several idealized control experiments,including different wave effects(wave-enhanced wind stress,wave-enhanced bottom stress,and wave radiation stress).Dike overflowing cases with different dike heights and dike breaking cases with different dike breach lengths were considered in the simulation.The results highlight the necessity of incorporating wave effects in the accurate simulation of storm surge inundation.Dike height significantly influences the magnitude and phase of the maximum inundation area in the dike overflowing cases,and dike breach length is an important factor impacting the magnitude of the maximum inundation area in the dike breaking cases.This study may serve as a useful reference for accurate coastal inundation simulation and risk assessment.     

GRAPES_GFS不同湿物理过程对云降水预报性能的诊断与评估

积云对流和云微物理是数值天气预报模式中最为重要的两类湿物理过程,它们共同影响云和降水的预报性能。通过采用CMAP降水资料和MODIS、MLS及Cloud Sat卫星云观测资料对全球中期数值预报模式GRAPES_GFS中这两类湿物理过程参数化方案的不同组合所预报的降水场和云宏微观场进行诊断和评估,以揭示其对云和降水的预报性能。结果表明:(1)云微物理方案是中高纬度地区总降水预报差异的主因,三种云微物理方案预报的降水强度为SINCEP3NCEP5。赤道及低纬地区降水差异主要是由积云对流方案引起的,KF_SI组合与CMAP降水最为一致。(2)SI方案和NCEP3方案在中纬度地区格点降水要显著多于混合相云NCEP5方案;与SAS方案和KF方案相比,BM方案使与其组合的云方案产生的格点降水明显偏少。(3)BM方案产生的对流降水要明显多于SAS方案和KF方案,中高纬地区SAS方案和KF方案预报的对流降水基本一致,在低纬地区SAS方案对流降水最少。(4)NCEP5方案预报的云顶温度与MODIS观测吻合较好,NCEP3方案和SI方案预报的云顶温度要较实况偏暖。三种对流方案预报的云顶温度冷暖关系为SASBMKF,BM和KF预报的云顶温度与实况较为接近。(5)NCEP5方案预报的积分云水与卫星观测最为接近,两种简冰方案显著偏少,尤以SI方案偏少最多。SAS和KF方案能较好的预报积分云水的空间分布,但其量值较观测偏大,BM方案预报的积分云水在低纬度地区偏少明显。(6)所有方案组合预报的卷云较MLS卫星观测显著偏少,混合相云方案对卷云预报较简冰方案具有一定优势,BM方案偏少最显著。(7)全球平均而言,KF对流方案和NCEP5云微物理方案对GRAPES_GFS的云和降水预报性能较其他降水物理方案具有一定优势。     

基于遗传BP神经网络的海底沉积物声速预报

在海底沉积物声速预报中,针对传统经验公式存在预测精度差、适用范围窄、缺乏物理意义等问题,在已有BP神经网络预测的基础上,运用遗传算法优化其初始权值和阈值的方法,构建出基于含水量、孔隙度的声速预报模型。将南沙海域采集得到的海底沉积物样品分为两部分,抽取120组涵盖陆架、陆坡、海槽等地貌单元的样品作为训练数据,另外剩余6组作为测试数据。经试验对比后发现,在对本区域进行声速预报时,宜采用遗传算法优化的BP神经网络,其要优于传统的单参数、双参数回归拟合预报方法和国内外其他学者所得到的经验公式。此种预报方法具有一定的科学依据和广泛的应用前景,可在今后为建立明确、统一的声速预报模型提供参考。     

地基微波辐射计反演水汽密度廓线精度分析

以探空水汽廓线为标准,对00:00UTC、12:00UTC北京南郊(39.93°E,116.28°N)观测站的微波辐射计水汽廓线与WRF(Weather ResearchForecasting Model)模拟的水汽廓线进行精度分析。结果表明,整体上WRF水汽密度接近探空,但在近地面处微波辐射计的更接近探空;水汽密度偏差在夏季较大冬季较小;微波辐射计的水汽密度在3km左右偏大,根据北京地区历史天气记录中有中云的天气较多的信息,推测可能是由于云对微波辐射计反演有影响。06:00UTC和18:00UTC以WRF水汽廓线为参考对微波辐射计的水汽廓线进行精度分析,得到的结果与00:00UTC和12:00UTC的类似。