The growth mechanism of the aragonitic stalagmite laminae from Yunnan Xianren Cave,SW China revealed by cave monitoring

Duan, W., Cai, B., Tan, M., Liu, H. & Zhang, Y. 2012 (January): The growth mechanism of the aragonitic stalagmite laminae from Yunnan Xianren Cave, SW China revealed by cave monitoring. Boreas, Vol. 41, pp. 113–123. 10.1111/j.1502‐3885.2011.00226.x. ISSN 0300‐9483. Stalagmites from Xianren Cave in Yunnan Province, SW China have visible bands of alternating compact and porous sub‐layers, which have recently been demonstrated to be annual: the compact sub‐layer consists of elongated columnar aragonites with a general longitudinal orientation (parallel to the vertical growth axis), while the porous sub‐layer is composed mainly of needle aragonites forming radiating masses. In order to understand the growth mechanism of this type of stalagmite laminae, factors that could determine the growth rate and crystal structures of modern carbonates, such as cave‐air temperature, CO₂ concentration, drip rate and the hydrochemical parameters of drip water, have been monitored systematically. In this study, we selected five active drip sites to monitor for two years at a monthly frequency. Based on the monitoring results and the analyses of stalagmite laminae, we conclude that the compact sub‐layer forms in winter, when the drip rate is moderate and the degassing is slow, continuous and prolonged. The porous sub‐layer forms in early spring, when the drip rate is lower and Mg/Ca is higher than that during the formation of the compact sub‐layer. We also found exceptionally some calcite laminae. Furthermore, we discovered modern calcites precipitating at all study sites in the first hydrologic year when the rainfall was very abundant. Therefore, it is suggested that the occurrence of localized calcites in an aragonitic stalagmite indicates an interval of higher rainfall.     

温度对土壤介电常数的影响规律研究北大核心CSCD

介电常数是频域反射法测定土样含水率的关键参数之一。为获取温度对土壤介电常数的影响规律,利用矢量网络分析仪测得不同含水率、含盐量的试样在不同试验温度下的介电常数。通过分析土样介电常数随不同因素的变化规律,最后建立了介电常数与温度的关系。结果表明:温度对土样介电常数的影响主要表现在冰水剧烈相变阶段。当温度低于某一温度或者高于冻结温度后,介电常数受温度的影响较小。负温条件下,土样介电常数随含盐量增大而增大。引入阶梯函数建立的三阶段模型,可有效描述土样介电常数随温度的变化规律。     

循环冻融下寒区工程常用保温材料性能变化试验研究北大核心CSCD

保温材料广泛应用于寒区工程的诸多领域。然而,在服役过程中,保温材料往往会受到浸水、冻融和盐蚀等多场耦合的循环作用,导致其保温、防水和强度等物理力学性能出现不同程度的退化。目前,保温材料的类型非常多,但其性能和耐久性有所不同,因此科学合理地选择保温材料不仅关系到其长期保温效果,同时对于工程构筑物的长期稳定性具有重要的意义。针对循环冻融作用,选取寒区工程中常用的4种保温材料[聚酚醛(FLK)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯挤塑板(XPS)和聚苯乙烯发泡板(EPS)]开展了浸纯水、浸盐水和干燥状态下的室内冻融循环试验,对经历了不同冻融次数的样品进行了表观密度、吸水率、导热系数、压缩强度、弯曲强度和微观结构系列测试。结果表明:浸润作用对保温材料物理力学性质影响显著,亲水性材料FLK的保温和力学性能退化显著,而憎水性材料PU、XPS和EPS变化相对较小。干燥条件下,冻融循环作用对FLK、XPS和EPS吸水率以及FLK的导热系数影响量值可观,但对4种保温材料的压缩和弯曲强度影响不大。浸纯水和盐水条件下,经历30次冻融循环后,FLK的导热系数增加约50%,弯曲强度降低超过0.3%,EPS的压缩强度降低超过10%。浸盐水后保温材料经历冻融循环作用后其物理力学性能退化程度与浸纯水条件下有所不同,该差异值得关注。通过扫描电镜图像能够识别4种保温材料的孔隙尺寸、孔隙致密度和固体颗粒胶结方式,但对经历冻融循环作用后的变化难以识别和量化。基于试验结果,结合寒区交通工程应用场景,分析了4种保温材料的冻融耐久性,以期服务于寒区交通工程保温材料的合理应用。     

卫星资料揭示的青藏高原对流层上层温度气候演变趋势特征

利用1982—2016年MSU/AMSU-A亮温资料,分析了青藏高原地区对流层上层温度的气候趋势及其演变特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析资料的相应高度大气温度资料进行了对比分析。结果表明,青藏高原地区对流层高层卫星亮温资料总体表现为逐渐增暖现象,这与再分析资料的对应层次大气温度变化有很好的相似性。基于集合经验模式分解方法 EEMD的非线性趋势分析表明,青藏高原地区对流层上层亮温的增温首先出现在青藏高原中部,随着时间演变,增温现象逐渐向青藏高原四周扩散,最后在整个青藏高原地区都出现了一致增温现象。相比于NCEP-R2再分析资料而言,ERA-Interim再分析资料300 h Pa大气温度的演变趋势与观测亮温有很好的相似性,只是增温现象是首先在青藏高原附近,随着时间推移,增温现象逐步向周边地区扩张,最终整个青藏高原地区出现了整体升温现象。但是NCEP-R2再分析资料则是与上述两种资料的温度演变特征有很大的差异,其300 h Pa高度大气温度在前20年表现为明显的降温特征,在最近10年才出现了增温,并逐步向周边地区扩张的现象。     

试论山地高梯度效应——以横断山地的自然-人文景观效应为例

山地是地球表面具有显著起伏度和坡度的三维地貌体,由于自然要素及受其影响的人类活动随海拔高度和相对高度的变化而产生了梯变现象,形成了山地高梯度效应.山地高梯度效应是表征山地随海拔高度和相对高差变化而导致的自然-人文景观的梯次变化现象,是山地地域系统演变的综合集成效应.横断山区是我国典型的高山峡谷区,山地高梯度效表现显著.山地高梯度效应的内涵包括了能量(山地重力势能、热能、生物质能等)高梯度效应、气候高梯度效应、气候地貌高梯度效应、自然带谱高梯度效应、人文社会经济活动(如土地利用等)高梯度效应、人居环境高梯度效应等.山地高梯度效应研究是响应IGBP、IHDP、GTOS等提出的“全球变化与山区-山地研究倡议”的重要行动,也是山地综合研究的重要途径和方法,对山区自然资源利益、社会经济发展、生态环境建设、山区可持续发展等有着重要的意义和价值.     

BP神经网络在多普勒雷达降水量的估测中的应用

利用2005年4次降雨过程的多普勒雷达体扫的回波强度资料及相应的雨量计观测资料, 通过BP神经网络方法来估测临沂地区的降雨量, 同时以改进的最佳窗概率配对法建立的Z-R关系估测的降雨量为对照, 进一步验证BP神经网络方法的优越性。根据各个站点的平均相对误差、 均方根差、 相关系数和相关曲线斜率4个指标的比较, 小时雨量和累计降雨量估测结果表明： BP神经网络估测精度要明显优于Z-R关系式, 训练样本的精度高于检验样本的精度, BP神经网络估测的降雨量与站点实测雨量吻合性较好, 能够较真实地反映地面降雨情况; Z-R关系式估测的降雨量随着雨强的不同表现为不同程度的低估现象。     

山地气候梯变效应与特色气候资源的开发利用

从空气中的氧、二氧化碳、水汽、固体粒子含量以及大气压力、接受的太阳辐射、光照时数、所获得热量、降水量等因素介绍了山地气候梯变效应的具体表现,分析了山地气候梯度效应对生态环境及人类活动的影响。从山地气候梯变效应的实际状况出发,通过分析山地气候资源的特点,指出人类应遵循生态系统、自然保护、景观和谐、因地制宜等原则,挖掘山地气候旅游资源、多样化气候资源和气候"小生境"等气候资源,突显其特色,发展异于平地的农业生产、旅游活动等,将有助于山地特色气候资源的充分利用。     

大别超高压榴辉岩高温高压下电导率实验研究

为研究大陆中下地壳高导层成因及与物质组成之间的关系，用模拟实验的方法在不同的温度、压力条件下分别测定了干的和1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩的电导率.结果表明，干榴辉岩平行线理方向的电导率比垂直于线理方向的高，但两个方向上的活化能相近.在中下地壳条件下，干榴辉岩的电导率比中下地壳高导层电导率值低几个数量级.常温下1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩两个方向上的电导率对压力具有不同的依赖性；在中下地壳条件下，1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩的电导率可达到一般高导层的电导率值.无论干的还是饱和的榴辉岩都不能解释大别山20-50km深处的高导层成因，因此，在该深度范围内榴辉岩不可能是主要的岩石组成.     

高压输电线对GPS静态测量的影响

对高压线下GPS测量数据进行对比分析，得到高压输电线对GPS测量成果影响的定性结论：对于高压线下精度不高的定位测量，GPS定位技术是可以胜任的。     

单目智能视觉监视应用中小运动目标的检测

提出了以Cauchy分布作为图像像素比值的统计分布模型 ,并融合图像局部线性相关技术实现背景建模。该方法同时利用了像素点的统计特性和邻近像素点所蕴涵的丰富空间区域信息。实验表明 ,本文提出的算法可以抗背景中全局或局部光照的渐变和突变 ,有效地抑制背景中活动物体和阴影的杂波干扰。