南太平洋富稀土海区海水中的溶解态稀土元素空间分布特征研究

深海富稀土沉积物因其资源潜力巨大,近年来备受关注。一般认为,沉积物中稀土元素和钇（总称REY）的主要来源为上覆海水,但针对富稀土海区上覆海水中REY的研究较少。本研究针对南太平洋富稀土海区采集的3个站位的全水深海水样品,测试出了15种溶解态REY,并对比了邻近海域已发表的数据,分析了该海区REY的空间分布特征。研究区表层水中溶解态REY浓度主要受风尘输入影响,而中层和深层水体中溶解态REY浓度主要受水团控制。经过澳大利亚后太古代页岩（PAAS）和北太平洋深层水（NPDW）归一化后的配分模式可确定REY间的分馏特征,分辨出不同水团。与其他大洋中报道的REY数据比较发现,表层水中REY浓度受风尘和河流输入影响导致差别较大,中层水中REY浓度与印度洋较为接近,深层水中REY浓度与不同大洋的水团年龄表现为正相关趋势,即REY浓度由小到大依次为大西洋、印度洋、南太平洋、北太平洋。     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

多源卫星遥感海面风速误差分析和交叉标定

利用多源卫星散射计和辐射计构建高时间分辨率的海面风遥感数据集是当前海洋遥感研究的热点。本文针对2019年同时期在轨运行的卫星散射计和辐射计,利用浮标数据和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）第五代大气再分析数据（ERA5）,定量评估了不同传感器获取的海面风速数据的误差特性和标定系数,阐明不同卫星遥感海面风单位误差相对大小,为多源卫星海面风场融合、同化等定量应用提供技术支撑。与常用的中性参考风相比,微波散射计和辐射计反演的风速更适合用等效应力风解释,以便实现卫星遥感数据的优化应用。现有微波散射计和辐射计遥感的海面风速与浮标和ERA5等效应力风在总体上具有良好的一致性,但在高风速条件下（风速大于20 m/s）呈明显的偏差。本文提出的一种用于风速误差横向对比的指示因子,实现了散射计与辐射计风速相对误差估计,为多源数据同化应用中的误差设置提供重要的参考。结果表明：5种散射计风速固有误差介于0.40～0.73之间,5种微波辐射计的风速固有误差介于0.86～1.23。总体而言,在0～20 m/s风速范围内,散射计的风速精度优于辐射计。     

海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。     

基于高度计和漂流浮标数据的墨西哥湾东南部暖涡融合过程研究

本文结合卫星高度计和漂流浮标数据,采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件,通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式,有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示,一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上,随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹,在融合发生前8天时,一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡,表明融合事件被高度计观测到之前,涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后,欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变,其中欧拉半径提升了96.2%,受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响,海表面温度场也表现出不同的环境响应,进一步验证了融合过程的发生。最后,对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变,以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程;涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变;涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联;受限于单核涡结构,在融合过程中部分属性统计存在偏差,可能导致事件前后发生突变。     

MIS6期以来热带西太平洋降雨与ITCZ的关系

通过Ontong-Java海台KX97322-4孔沉积物中浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber的Mg/Ca海表温度(SST)并结合其 δ18O得到过去约200ka B.P. 以来当地水文(盐度和降雨)指标,结果表明从MIS 6期以来,热带太平洋暖池区温度变化存在明显的冰期-间冰期波动,降温幅度超过3℃.通过与赤道东太平洋对比表明热带太平洋在过去冰消期和冰期中的升温阶段呈现出类 El Niño 的状态,向两极输送水汽和热量.在冰消期,热带太平洋纬向温度梯度降低,全球升温,全球冰量下降.在冰期中升温阶段(MIS 6)热带太平洋纬向温度梯度降低时全球冰量却持续增加,可能此时输送热量不足以使两极冰川融化,带来的水汽又促进了两极冰川的形成.通过与中国石笋记录和热带降雨记录对比,表明热带太平洋纬向温度梯度的变化与热带辐合带(ITCZ)的移动密切相关,并且影响到东亚夏季风的降雨状况,热带太平洋类ENSO过程可能对ITCZ的变化存在内部系统调谐的作用.     

渤海湾西岸全新世海面变化

在讨论海面标志点基本定义的基础上,从渤海湾西岸534个原始数据中获得了136个指示高水位、潮间带或低水位的海面变化标志点,并重建了它们的相对海平面时空分布,进而获得了渤海湾西岸全新世相对海平面变化带.约10cal.ka B.P. 时,相对海平面变化带达到-25m,以约6m/1000a(即约6mm/a)的平均速率上升,在6cal.ka B.P. 前后达到现代海面的高度; 6cal.ka B.P. 至今,变化带的高度介于+1m~-2m之间,未发现中全新世相对高海面.再搬运海相贝类和陆相泥炭类样品的 14C 年龄,分别存在约600年和660年的驻留时间.经过驻留时间校正的新海面变化年代学序列,将渤海湾相对海平面达到现代高度的时间点确定为约6cal.ka B.P.,从而与全球海面变化的对比更为准确.渤海湾盆地的长期稳定下沉和沉积自重压实的共同作用,可能抵消了冰川均衡调整(GIA)引起的中全新世数米高的相对高海面.     

青海柴达木盆地新近纪河狸化石及其古环境意义

描述了2005年和2010年采自青海柴达木盆地中部地区大红沟背斜和东陵丘背斜的河狸科化石, 其中大红沟的材料包括1件下颌、1件门齿和6枚零散颊齿, 被归入中国北方中中新世常见的通古尔单沟河狸(Monosaulax tungurensis); 其牙齿尺寸较小, 门齿的釉质层圆凸, 表面光滑; 颊齿齿冠低, 前臼齿大于臼齿; 颊齿的(下)次沟向下延伸几乎到达牙齿基部, 所有褶沟均填充白垩质; P4的前沟明显深于中沟和后沟; 无次生的小坑发育。东陵丘的材料仅有1枚上臼齿, 尺寸较大, 冠面仅具4条褶(沟), 褶沟有厚实的白垩质填充, 次沟向下延伸近至齿根, 唇侧沟深浅不一, 被归入上新世早期的安氏河狸(Castor anderssoni)。河狸科多营半水栖生活, 生活于林地的湖或河流边, 具有非常强的环境指示意义。柴达木盆地内新近纪河狸科化石的发现, 进一步证明在中中新世和上新世早期, 盆地的中部地区仍存在较大的水体和较多的林木。     

新疆吐鲁番胜金店墓地小麦遗存加工处理方式初探

脱粒是谷物加工处理的重要环节之一。本文选择新疆吐鲁番胜金店墓地M9墓葬出土大量保存完好的小麦遗存进行原始脱粒方式分析, 并尝试结合现代小麦原始脱粒方式模拟实验, 将现代模拟实验结果与古代材料进行对比分析, 从而初步探讨新疆吐鲁番地区先民的小麦脱粒方式。本文首先对胜金店墓地M9墓葬出土的小麦遗存进行初步分类, 将不同的小麦脱粒产品与副产品(麦秆、花序轴、小穗轴等)进行分析和统计; 其次设计并完成现代小麦脱粒模拟实验, 包括手搓、徒手摔打、木棍击打等3种相对原始的小麦脱粒方式, 统计不同脱粒方式所产生的小麦加工产品与副产品的组合比例; 将现代模拟实验所得结果与M9墓葬出土小麦遗存进行进一步对比分析。研究结果表明, 在距今约2000多年前, 新疆吐鲁番胜金店先民可能使用木棍击打方式对小麦进行脱粒。     

澳大利亚中部Alice Spring红色表土磁学特征分析

炎热干旱的澳大利亚中部是现代正在形成红色地表的区域。围绕中部Alice Spring地区采集了一系列红色地表样品。这些红色样品按照岩性大致可以分为三类: 砂土、沙丘砂和岩石。通过对这些样品详细的磁学测量, 发现这三类样品存在明显磁学特征差异, 红色砂土和沙丘砂样品磁化率较岩石样品高出许多(砂土和沙丘砂磁化率均值为93.82×10-8m3/kg), 红色岩石样品磁化率值最低(均值为23.2×10-8m3/kg); 三者主要磁性矿物也不尽相同; 磁颗粒均以超顺磁(SP)颗粒为主, 而单畴(SD)颗粒含量少。研究区百分比频率磁化率χfd % 均值为8.28 %, 较黄土高原西部表土(兰州为3.5 %)高出许多。该区现代年降水量约300mm, 比兰州(约330mm)还低, 成土导致百分比频率磁化率增高却比兰州明显高出几倍。这可能反映了黄土高原表土频率磁化率增高与降水量密切相关; 而在澳洲中部可能与持续高温成土条件和作用的时间存在更密切的关系。澳洲中部不论岩石还是表土均以红色为主。磁学实验表明, 砂土和沙丘砂样品均以磁铁矿为主, 三类样品普遍含一定量磁赤铁矿和赤铁矿的贡献, 与地表红色外貌相符。说明澳洲红色地表过程很可能是黑色磁铁矿颗粒表面被长期氧化条件下形成的红色磁赤铁矿/赤铁矿所包裹的现象, 使得澳洲中部广大地区岩石露头和地表沉积物, 普遍形成一层红色染色层。