适用于U型阵多波束系统的高分辨底检测算法

在多波束回声声纳系统中,高分辨处理算法例如MUSIC、ESPRIT,被广泛应用于海底地形的测绘。在应用高分辨算法时,一条均匀线阵是必要条件。然而,由于系统覆盖范围/分辨率的需求以及安装空间的限制,在多波束系统中经常会采用特殊形状的接收阵列,这使得高分辨算法无法直接应用。同时回波信号的短时平稳特性使得难以估计出协方差矩阵,这也增加了高分辨算法在多波束系统中的应用难度。本文首先介绍一种基于多角度子阵波束形成的ESPRIT算法,该算法能降低高分辨算法对信噪比、样本点数和计算能力的要求。仿真表明此算法能提供更好的分辨力。接着提出一种将基于多角度子阵波束形成的ESPRIT算法与虚拟阵列变换相结合的高分辨底检测算法,并针对高分辨底检测算法在U型阵上的应用进行了探讨。计算机仿真和试验数据处理结果验证了文章所提高分辨底检测算法的有效性。     

Component characteristics of organic matter in hydrothermal barnacle shells from Southwest Indian Ridge

In 2008-2009, hydrothermal barnacle and sediment samples were collected from the Southwest Indian Ridge during a survey of the China Ocean Mineral Resources R＆D Association （COMRA）. Samples were ana- lyzed by gas chromatography-mass spectrometer （GC-MS）, revealing the main organic constituents of hy- drothermal barnacle and sediment to be fatty acids and alkylbenzenes. N-alkanes which possessed obvious even carbon advantage were also detected in hydrothermal sediment. The high concentrations of aromatic compounds might be the result of macromolecular thermal alteration. Microorganism in the submarine hydrothermal ecosystem, especially those related to sulfur metabolism, might be the source of the high con- centrations of fatty acids detected in these samples. In high temperature and high pressure hydrothermal environments, n-alkanes which possessed obvious even carbon advantage might originate from thermal alteration of carboxylic acids and other lipid compounds.     

高分辨率风场对长江口海域波浪场模拟能力的影响研究——以台风“灿都”为例

长江口海域岛屿众多, 地形复杂多变, 对灾害性海浪模拟和预报能力的提升有迫切需求。本研究基于长江口高分辨率非结构网格海浪模式SWAN(Simulating WAve Nearshore), 结合“两洋一海”区域耦合预报系统模拟风场, 以2021年第14号台风“灿都”为例, 研究了台风轨迹、台风移速和台风风场分辨率等对长江口及邻近海域海浪模拟和预报的影响。结果表明: 风场模型水平分辨率增加有利于台风细结构和台风悬臂状结构的模拟。分辨率增加, 风速整体呈减弱趋势, 但在台风中心(小于两倍最大风速半径)和外围悬臂区域风速增加显著。风场分辨率从27 km提升至9 km和3 km, 波浪模拟精度增加显著, 3 km风场驱动的波浪模拟精度最高, 继续提升风场分辨率至1 km对波浪模拟无明显提升。改变风场模型分辨率同时会影响台风路径和移动速度。波浪场的差异反映了台风结构、路径和移动速度的共同影响, 由于波浪的波动传播属性, 台风浪的差异一般比风场差异的范围更大。     

2022年6月1日芦山MS6.1地震近场地震动特征及与西南地区地震动预测方程的对比分析

基于芦山M_S6.1地震的61组强震动记录, 分析近场强震动记录的幅值特征、水平向地震动强度的空间分布; 将近场台站加速度反应谱值与NGA-West2和ZYLW22模型的预测中值进行对比; 结合实际观测值与ZYLW22模型预测中值的对比、事件内残差的分布, 检验此次芦山M_S6.1地震是否符合西南构造活跃区主震的地震动衰减特性.研究结果表明, (1)近场台站记录的地震动强度均小于中国地震局划定地震烈度相对应的值; (2)空间分布显示断层破裂前方(震中北东向)的反应谱值大于相同距离处的破裂后方, 在长周期表现的更为明显.断层破裂前方的水平向SA在短周期大于NGA-West2和ZYLW22模型的预测中值, 而断层破裂后方的水平向SA在整个周期范围内与ZYLW22模型的预测中值相差不大, 地震动的方向性效应较为显著; (3)ZYLW22模型可以很好地预测芦山M_S6.1地震大多数水平向地震动.构造活跃区和稳定区的地震动衰减速率不同, 西南地区应按构造活跃区和稳定区分别进行地震动预测方程研究, 并需进一步考虑震源破裂方向性以及盆地效应的影响.

     

建成环境对城市居民日常出行碳排放的影响——以开封市248个居住区为例

居住区是居民日常生活最基本的空间单元,其建成环境对出行碳排放的影响是学术界关注的焦点。基于大样本调查数据核算居民各类出行碳排放,通过POI抓取、空间句法、网络分析等方法识别开封市主城区成规模的248个居住区的建成环境特征,借助核密度和GWR等方法剖析居住区尺度居民各类出行碳排放的空间分异规律。结果表明：① 城市内部居民出行碳排放空间差异显著,居住区公共服务供给的公平性问题突出,外圈层快速扩张区域应作为城市碳减排工作的关键区域;② 居住区尺度能较好地揭示建成环境对出行碳排放的影响,路网设计、建筑密度、土地利用混合度等因素对各类出行碳排放的作用机理差异较大,作用强度亦存在不同方向上的空间渐进规律;③ 根据出行碳排放结构及其对应的建成环境指标可识别出外层高密度欠通达低混合型居住区碳排放水平较高,内层低密度高通达高混合型居住区碳排放水平较低。研究结果可为居住区空间重构和城市碳排放的分区规划与治理提供科学依据。     

基于MESSEGER观测对水星磁尾电流片磁场分布的统计研究

本文利用信使号飞船2011-2015年期间在轨磁场数据对水星磁尾电流片的磁场结构分布特征进行了统计分析.为探究磁场结构分布随水星径向距离的变化, 电流片划分为近磁尾(-1.5R_M > X > -2.0R_M)和远磁尾(-2.0R_M > X > -2.5R_M)两个区域.所得结果表明:(1)无论是近磁尾还是远磁尾, 电流片中的磁场都以+B_z分量为主, 磁场方向几乎与磁赤道面垂直.(2)相比近磁尾, 远磁尾电流片中磁场强度、B_z分量较弱, B_y分量较强, 而且-B_z信号出现概率相对较大, 这表明电流片中磁活动相对容易在远磁尾中发生.(3)磁场强度以及B_z分量在晨昏方向上的分布存在晨昏不对称性—在方位角120°~190°范围内相对较弱.弱B_z数据点(B_z < 5 nT)也在昏侧(Y>0)发生较为频繁.(4)与B_z分布相反, 磁场强B_y分量(|B_y|>5 nT)倾向于在晨侧(Y < 0)发生.统计分析还表明, 磁场B_y分量与行星际磁场B_y分量并无明显的相关性.对比地球磁尾电流片, 我们对水星磁尾电流片B_z分量、强B_y分量的晨昏不对称起源机制作了探讨分析.

     

全球和南海海平面变化及其与厄尔尼诺的关系

利用卫星高度计资料,分析了1993年1月至2004年12月全球和南海的海平面变化特征.结果表明,在1993-2004年期间,全球和南海海平面的平均上升率分别为(2.5±0.2)mm/a 和(4.8±1.2)mm/a.研究发现,全球和南海海平面的低频变化都与 El Ni(n)o 密切相关,但二者对El Ni(n)o 的响应位相相反.1997-1998年 El Ni(n)o 初期,全球平均海平面升高,呈现正异常;El Ni(n)o 后期,全球平均海平面下降并由正异常变为负异常.南海平均海平面在 El Ni(n)o 期间呈现负异常,在 La Ni(n)a期间呈现正异常,其低频变化与南方涛动指数的低频分量位相变化几乎完全一致.ENSO 可以通过南海季风和北太平洋环流(黑潮)的变化来影响南海海平面.El Ni(n)o 发生前后的北风异常,以及同期黑潮流量的变化都对 ENSO 影响南海有一定的贡献.     

地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探技术

由于金属矿区地质构造的复杂性,地震反射方法在金属矿区的应用效果一般较差.为解决金属矿勘查中的方法技术问题,开展了地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探的方法技术研究.试验研究结果表明,地震层析成像技术不但可弥补反射地震资料在探测浅表层方面的不足,而且还可为反射地震资料的静校正和偏移处理提供有用的速度信息,从而提高反射地震资料的处理效果;该联合勘探技术可解决从地表至数千米深度范围内的地质构造问题.     

三峡水库某库段岩体裂隙网络模拟研究

为合理评价三峡水库某库岸岩体结构特征及工程整治提供依据,对区内岩体进行了裂隙调查及网络模拟研究。研究基于Monte-Carlo模拟方法,在技术上进行了探讨和一定改进。如采用了聚类分析法确定裂隙优势产状、用直接法产生随机数、广义RQD t及裂隙线连通率的计算等。根据野外调查及计算机模拟研究,研究区发育有3组优势裂隙、平均迹长1.45 m左右。间距一般服从对数正态或负指数分布,而走向和迹长基本上不服从常规分布。裂隙线密度在3－6条/m、t = 0.1 m时RQD t值在90 %左右、t = 0.7 m时RQD t值为10 %－20 %、RQD t值变化可能影响库岸岩体在不同方向的稳定性。     

四川攀枝花大田地区混合岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及其地质意义

广泛分布于扬子地台西缘康滇地轴上的康定杂岩,其形成时代一直争议较大。选取前人少有涉及的大田地区混合岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,结果表明,其年龄时限集中在744~772Ma之间,为晋宁造山运动期产物,与近年其他学者针对康定杂岩的锆石测年结果一致,说明康滇地轴最大一次混合岩化作用发生在晋宁期。混合岩稀土元素具2种明显不同的配分型式,显示深熔作用特征。深熔作用早期混合岩Eu具正异常特征,晚期则具明显的负Eu异常,显示有分异结晶作用。有利的铀矿赋矿围岩为深熔作用晚期分异结晶形成的混合岩