基于深度学习的地震速度谱自动拾取研究

在常规的地震数据处理工作流程中,人工拾取地震速度谱中的叠加速度存在耗时长、效率低的问题,且容易受到人为经验的影响.本文基于目标检测的方法,应用改进后的FCOS（Fully Convolutional One-Stage Object Detection）神经网络模型实现速度谱中叠加速度的自动拾取.该方法将速度谱图像作为输入,经模型训练后输出"时间-速度"对序列.在处理低信噪比工区数据时,针对速度谱能量团聚焦特征较差的特点加入基于深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）的线性回归模型以拟合出全局速度曲线.Marmousi模型数据和实际工区数据测试结果表明,本文所设计的地震速度谱自动拾取模型准确性较高、鲁棒性强,有效地缓解了人工拾取的负担,在保证速度拾取精度的同时显著地提高了效率.     

青藏高原蒸散年际变化及其对西风和季风环流的响应

在评估4种蒸散格点资料（GLDAS,GLEAM,MERRA-2,CRET）在青藏高原适用性的基础上,以精度最高的CRET（R²为0.83,RMSE为14.76 mm）及同期气象环境数据,在年际尺度上分析了青藏高原蒸散变化特征及其受大尺度西风和季风环流的影响.结果表明,青藏高原年平均蒸散为414.2±18.32 mm,具有明显的年际变率和变化趋势,且区域（西风区、季风区和过渡区）间差异明显.蒸散年际变化与西风和季风环流强弱的年际变化密切相关,且季风和西风对蒸散的影响存在显著的区域差异.西风和季风通过调节局地气候环境因子影响蒸散：土壤湿度、归一化植被指数（NDVI）和风速三个局地气候环境要素是青藏高原蒸散主要调控因子,蒸散与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,与风速在高原西部呈显著负相关、在高原东部呈显著正相关;研究WYI（Webster-Yang Index）和WI（Westerly Index）与影响蒸散的主导气候环境因子的关系发现,WYI与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,且WYI与NDVI的相关系数在高原中部和南部较大,使得WYI对蒸散影响在中部分过渡区和南部季风区较大,WI也与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,但WI与NDVI的相关系数在中部和北部较大,WI对蒸散影响在中部过渡区和北部西风区较大,同时,WI与风速在大部分高原显著相关,WI在高原东部通过风速对蒸散变化具有正贡献,使得季风区东部蒸散年际变化也受WI影响,最终使得WI对蒸散的影响在除季风区西部以外的区域较大.该研究结果可加深认识青藏高原水循环变化及其机理,为区域水资源和生态系统管理提供科学依据.

     

FD─1型多功能防盗报警器

地震监测设施点多面广，被盗、被破坏的情况时有发生，直接和间接的经济损失十分严重。由此引起的仪器停记，造成资料中断的损失则无法用金钱计算、针对此问题，我们运用模糊控制技术技术，研制开发了ＦＤ－１型多功能防盗报警器。它通过检测来访者的文明程度，采取一系列相应的反击措施：即自动打开室内灯光、电视机、录音机等，造成室内有人的假象；对不知趣者给予警告、警铃……直至发出＂有电危险，请勿靠近＂的警告和电击（无生命危险），达到御敌于门外之目的。该报警器不仅适用于地震台站，也广泛用于各企业事业单位和家庭防盗等。     

开放系统下硫酸钠盐对土体冻胀的影响

易溶盐在土中的存在及其在冻结过程中的重新分布对土体的冻结过程有重要影响.在开放系统单向冻结条件下,对青藏铁路沿线粉质红粘土进行了冻结试验.结果表明:随着冷能的持续传递,硫酸钠盐和水分向温度较低处迁移,土体0℃曲线持续降低;但基于测定的含盐土大量冻结温度的基础上,对土体冻深的研究发现,在开放单向冻结条件下土体冻深随着水盐迁移进程的发展而减小,造成与补蒸馏水的土体相比,土体的冻胀较小.同时,利用冻深发展曲线和硫酸钠水溶液相图及溶解度曲线,对土柱中的冻胀和盐胀分别进行了计算,结果认为:土体变形主要是由冻胀引起,硫酸钠结晶膨胀只发生在未冻土段,这与试验结束后对土体冻土段和未冻土段的干密度分层测定的试验结果相一致.     

渭河平原全新世气候与季风强度变化

为探讨渭河平原全新世黄土沉积时期的气候、土壤与季风变化,本研究以2.15 m厚度的宝鸡宝陵剖面为研究对象,选取了化学元素、碳酸钙以及土壤微结构作为研究指标,对全新世气候特征、土壤类型以及季风降水与强度变化进行探讨。实验结果表明,S₀发育时期表现为中等化学风化,CaCO₃含量在S₀中下部小于1%,在全新世黄土层中的平均含量为12.14%。S₀以发育新生红色粘土胶膜的致密块状微结构为主要特征,L₀以孔隙发育的团块结构为主要特征。主要结论如下：1)晚全新世L₀黄土堆积时气候相对冷干,年均降水量为500~600 mm,冬季风增强,冬季风与夏季风强度相近,并非冬季风占主导地位;2)晚全新世L₀发育时夏季风带来的降水量占当时年降水量的50%左右,与其他来源的降水量基本相同;3)晚全新世发育的L₀黄土受成壤作用较弱,具有碱性褐色土的特征。中全新世的成壤作用较强,发育的S₀古土壤为湿润条件下的亚热带黄棕壤;4)中全新世气候温暖湿润,当时年均降水量为800 mm左右,夏季风带来的降水量明显多于其他来源的降水量,表明中全新世时期,夏季风确实占主导地位。

     

三门湾表层沉积物黏土矿物特征及来源分析

利用XRD方法分析了三门湾表层沉积物中的黏土矿物组成和含量,结合沉积物粒径趋势分析及长江和三门湾流域中小河流的黏土矿物组合特征,开展了三门湾沉积物的来源分析。结果表明,三门湾表层沉积物中黏土矿物以伊利石为主,其次为高岭石和绿泥石,蒙脱石含量最低。其中,伊利石高值区位于海湾中部,高岭石和绿泥石高值区分布在港汊附近,蒙脱石则在近岸呈斑块状分布。三门湾现代表层沉积物主要来源于长江入海物质,海湾周边短源山溪性河流带来的物质仅影响了河口近岸区。     

Seafloor topography and landform characteristics of Zengmu Shoal waters and their evolvement

The topography data of the Zengmu Shoal and its adjacent area are acquired by the SeaBat-8111 multibeam system.The full survey covering over the Zengmu Shoal area gives us new knowledge about the area. It is a flat underwater platform consisting ofcoral reefs, its fathom line is like a trap in near SN direction and its shape is like an isosceles triangle with the acute angle pointing to the north. The east and west sides ofthe shoal are steep while its south side is more gentle. As viewed from geological evolution, the Zengmu Shoal is a typical biologic coral landform caused by tectonic uplift.     

The importance of extratropical and tropical cyclones on the short-term evolution of barrier islands along the northern Gulf of Mexico, USA

Data are presented indicating the complexity and highly variable response of beaches to cold front passages along the northern Gulf of Mexico, in addition to the impacts of tropical cyclones and winter storms. Within the past decade, an increase in the frequency of tropical storms and hurricanes impacting the northern Gulf has dramatically altered the long-term equilibrium of a large portion of this coast. A time series of net sediment flux for subaerial and nearshore environments has been established for a section of this coast in Florida, and to a lesser extent, Mississippi. The data incorporate the morphological signature of six tropical storms/hurricanes and more than 200 frontal passages.

Data indicate that (1) barrier islands can conserve mass during catastrophic hurricanes (e.g., Hurricane Opal, a strong category 4 hurricane near landfall); (2) less severe hurricanes and tropical storms can promote rapid dune aggradation and can contribute sediment to the entire barrier system; (3) cold fronts play a critical role in the poststorm adjustment of the barrier by deflating the subaerial portion of the overwash terrace and eroding its marginal lobe along the bayside beach through locally generated, high frequency, steep waves; and (4) barrier systems along the northern Gulf do not necessarily enter an immediate poststorm recovery phase, although nested in sediment-rich nearshore environments. While high wave energy conditions associated with cold fronts play an integral role in the evolution and maintenance of barriers along the northern Gulf, these events are more effective in reworking sediment after the occurrence of extreme events such as hurricanes. This relationship is even more apparent during the clustering of tropical cyclones.

It is anticipated that these findings will have important implications for the longer term evolution of barrier systems in midlatitude, microtidal settings where the clustering of storms is apparent, and winter storms are significant in intensity and frequency along the coast.     

一种胶体光子晶体修饰的光纤

设计了一种胶体光子晶体修饰的光纤. 采用恒温快速蒸发法直接在经切割刀处理后的光纤端面生长胶体晶体,再与另一根切割后的光纤在毛细玻璃管中完成对接,制备成胶体光子晶体修饰的光纤. 用扫描电子显微镜和光谱分析仪对样品的形貌、结构以及光学特性进行分析. 实验结果表明,粒径为640 nm、体积分数约为0.5%的SiO₂胶体微球溶液在60 ℃的情况下沉积,大约12 h后可得到质量较高的胶体光子晶体. 在SEM下,观察到端面的胶体晶体为面心立方(fcc)结构. 透射光谱证明,该结构在(111)面上     

红树叶片衰老过程中活性氧和保护酶活性的变化

测定了红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza)和秋茄(Kandelia candel)幼叶、成熟叶和老叶间活性氧和三种细胞保护酶活性的变化。结果表明,在叶片衰老过程中,丙二醛和H2O2含量显著提高,超氧化物自由基产生速率加快,表明红树叶片衰老中膜脂过氧化作用增强,并且与H2O2和超氧化物自由基含量的上升相关。在3种细胞保护酶中,超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐降低,过氧化物酶(POD)活性显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性在叶片成熟过程中增高,随着衰老而急剧降低,细胞保护酶酶活的变化直接影响了叶片衰老过程中活性氧代谢的平衡。