基于IMAGIS的3维数字校园的设计与实现

作为数字城市建设的一个层面,数字校园的建设必将推动数字城市的建设,为整个数字城市的信息数字化打下良好的根基.本文基于3维可视地理信息系统软件IMAGIS,实现了数字校园的3维建模及虚拟漫游,并就有关技术问题进行了详细讨论.     

2007/2008和2008/2009冬季平流层强、弱极涡事件对应的行星波活动的对比分析

在对逐日气象资料进行纬向谐波分析的基础上, 对比和讨论了2007/2008年冬季强极涡期间和2008/2009冬季弱极涡期间平流层和对流层不同波数的行星波的变化特征, 特别关注强极涡或弱极涡发生之后, 500 hPa 沿60°N和30°N行星波1波和2波振幅和位相的差异, 以及相应的500 hPa位势场的差异, 进而讨论为什么不同的平流层极涡异常会对东亚有不同的影响, 特别讨论为什么同一种极涡异常, 对我国南北方近地面气温的影响会不同。结果表明:平流层极涡发生异常时, 平流层行星波活动有明显的异常。随着极涡异常的下传, 对流层行星波的振幅和位相也有明显的变化, 而且, 对于不同的纬度带, 其变化又有不同, 表现为:2008年1月强极涡发生之后, 500 hPa行星波1波和2波的扰动都向南伸, 而2009年1月的弱极涡(SSW)期间和之后, 1波和2波的扰动都偏北; 在对流层, 强极涡和弱极涡发生之后不但行星波1波和2波的振幅有所差异, 其位相也有明显的不同。特别是, 其位相的差异还随纬度而变化。就同一年(或者说对于同是强极涡或者同是弱极涡)而言, 无论是1波还是2波, 在60°N和30°N附近的扰动相比, 几乎反位相。这样就使得它们的500 hPa 位势场也有明显不同:在东半球, 主要表现为乌拉尔高压和东亚大槽的强度和位置不同。2008年1月强极涡发生之后, 乌拉尔高压和东亚大槽东移, 不利于冷空气向欧亚大陆北部(包括我国北方)的输送, 使这些地区的温度偏高;而2009年1月弱极涡之后, 东亚大槽西退, 利于冷空气向欧亚大陆北部输送, 导致这些地区较冷。对于同一种极涡异常(如2008强极涡或者2009弱极涡)由于南方和北方行星波扰动的位相不同, 对南方和北方冷暖空气的输送也就不一样。所以同一种极涡异常对(我国)南北地区的温度影响是不同的。     

项目后评价在水利工程建设中的应用初探

项目后评价,是项目生命周期的最后一个流程。实施项目后评价,及时总结项目建设的成功经验和失败教训,对于优化以后类似项目的建设程序,提高决策水平、管理水平和投资效果都有着重要的意义。当前国内项目后评价中尚存在一些突出问题:没有将后评价和前评估区分开;后评估系统的独立性不够;后评估的实施部门缺乏必要的调查核实手段,选取的数据资料面窄、量小、时间期限短,缺乏应有的代表性。针对上述问题并结合水利项目自身特点,提出相应的对策和建议。     

Carboniferous eclogite and garnet–omphacite granulite from northeastern Hainan Island,South China: Implications for the evolution of the eastern Palaeo‐Tethys

High‐P (HP) eclogite and associated garnet–omphacite granulite have recently been discovered in the Mulantou area, northeastern Hainan Island, South China. These rocks consist mainly of garnet, omphacite, hornblende, quartz and rutile/ilmenite, with or without zoisite and plagioclase. Textural relationships, mineral compositions and thermobarometric calculations demonstrate that the eclogite and garnet–omphacite granulite share the same three‐stage metamorphic evolution, with prograde, peak and retrograde P?T conditions of 620–680°C and 8.7–11.1 kbar, 820–860°C and 17.0–18.2 kbar, and 700–730°C and 7.1–8.5 kbar respectively. Sensitive high‐resolution ion microprobe U–Pb zircon dating, coupled with the identification of mineral inclusions in zircon, reveals the formation of mafic protoliths before 355 Ma, prograde metamorphism at c. 340–330 Ma, peak to retrograde metamorphism at c. 310–300 Ma, and subsequent pegmatite intrusion at 295 Ma. Trace element geochemistry shows that most of the rocks have a MORB affinity, with initial ε_Nd values of +2.4 to +6.7. As with similar transitional eclogite–HP granulite facies rocks in the thickened root in the European Variscan orogen, the occurrence of relatively high P?T metamorphic rocks of oceanic origin in northeastern Hainan Island suggests Carboniferous oceanic subduction leading to collision of the Hainan continental block, or at least part of it, with the South China Block in the eastern Palaeo‐Tethyan tectonic domain.     

蒙古中部剖面重力异常研究

在蒙古中部106°E附近布设一条南北走向的重力剖面,首次获得该地区精确的实测重力值,经过数据预处理和改正计算,得到剖面重力异常结果。分析表明,剖面自由空气异常和地形有很强的相关性|剖面布格重力异常变化总体较为平缓,只在戈壁-阿尔泰-曼达尔戈壁加里东区带(GAB)和哈拉加里东区带（HRB）附近发生相对较快的变化,推测这两个区域可能存在较明显的深部构造变化|在蒙古-鄂霍兹克造山带附近,并未发现与板块缝合带相对应的重力异常变化|剖面均衡重力异常以负值为主,多数地区地壳未达到重力均衡状态,剖面附近地震活动和均衡重力异常之间的关系与中国南北地震带北段相关研究结果类似。     

Soil organic carbon storage and soil CO<Subscript>2</Subscript> flux in the alpine meadow ecosystem

High-resolution sampling, measurements of organic carbon contents and ¹⁴C signatures of selected four soil profiles in the Haibei Station situated on the northeast Tibetan Plateau, and application of ¹⁴C tracing technology were conducted in an attempt to investigate the turnover times of soil organic carbon and the soil-CO₂ flux in the alpine meadow ecosystem. The results show that the organic carbon stored in the soils varies from 22.12×10⁴ kg C hm⁻² to 30.75×10⁴ kg C hm⁻² in the alpine meadow ecosystems, with an average of 26.86×10⁴ kg C hm⁻². Turnover times of organic carbon pools increase with depth from 45 a to 73 a in the surface soil horizon to hundreds of years or millennia or even longer at the deep soil horizons in the alpine meadow ecosystems. The soil-CO₂ flux ranges from 103.24 g C m⁻² a⁻¹ to 254.93 gC m⁻² a⁻¹, with an average of 191.23 g C m⁻² a⁻¹. The CO₂ efflux produced from microbial decomposition of organic matter varies from 73.3 g C m⁻² a⁻¹ to 181 g C m⁻² a⁻¹. More than 30% of total soil organic carbon resides in the active carbon pool and 72.8%281.23% of total CO₂ emitted from organic matter decomposition results from the topsoil horizon (from 0 cm to 10 cm) for the Kobresia meadow. Responding to global warming, the storage, volume of flow and fate of the soil organic carbon in the alpine meadow ecosystem of the Tibetan Plateau will be changed, which needs further research. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40231015, 40471120 and 40473002) and the Guangdong Provincial Natural Science Foundation of China (Grant No. 06300102)     

基于GRACE数据的格陵兰冰盖质量变化研究

基于GRACE得到的时变地球重力场数据反演了格陵兰冰盖2002～2011年期间的质量变化。结果表明:格陵兰冰盖2002～2011年的年消融总量为188±10km3/a,2002年以来冰盖整体的消融速率呈现出增加趋势;冰盖的消融区域主要集中在冰盖的东南部和西北部;自2008年以来,冰盖东南部的消融速率虽然有所放缓,但消融速率仍然维持在55±7km3/a;冰盖西北部的消融速率仍在增加,2008年以后达到了48±6km3/a。     

气溶胶对雷暴云起电以及闪电发生率影响的数值模拟

本文利用二维耦合气溶胶模块的雷暴云起电模式,结合一次南京雷暴个例,进行250 m分辨率雷暴云起电模拟实验,探讨了气溶胶浓度对雷暴云空间电荷分布以及闪电发生率的影响。在这个气溶胶模块中,假定一个三模态的气溶胶对数分布,考虑了气溶胶活化过程。结果显示:(1)随着气溶胶浓度增大,雷暴云电荷结构保持为三极型。(2)当气溶胶浓度从50 cm-3增加至1000 cm-3时,水成物粒子浓度上升,雷暴云电荷量和闪电发生率增加明显。(3)气溶胶浓度在1000~3000 cm-3范围时,云水竞争限制了冰晶的增长,导致雷暴云上部主正电荷堆电荷量降低。云滴和霰粒子浓度缓慢上升促进中部主负电荷堆和底部次正电荷堆电荷量继续增大。闪电发生率保持稳定。(4)当气溶胶浓度大于3000 cm-3时,水成物粒子浓度稳定,云内的电荷量以及闪电发生率保持为一定量级。     

分布式光纤声波传感微振动响应特征

分布式光纤声波传感技术(Distributed Acoustic Sensing, DAS)利用光纤中的瑞利散射来获取振动信息, 具有高密度、低成本、可长时监测等优点, 目前已经广泛应用于地震勘探领域.DAS系统可用于采集沿光纤轴向的应变或应变率, 且DAS响应与地震波传播方向和偏振方向有关.本文推导获得了不同震源模型的应变辐射花样, 并通过数值模拟获得了不同震源机制和不同布设条件下的分布式光纤微振动数据.理论合成算例结果表明, P波的应变辐射花样和速度辐射花样在各类震源机制条件下都具有较为相似的形态, 而S波的两种辐射花样在某些震源机制条件下具有较为明显的形态差异.此外, 包含DC(Double Couple, 双力偶)成分震源的S波DAS响应记录与常规速度检波器记录相比, 极性反转的位置具有较大差异.

     

页岩气储层水平井压裂分布式光纤邻井微振动监测及震源位置成像

水力压裂是进行非常规油气储层改造,提高单井产量的必备技术.为了实现安全、高效压裂,通常使用地震检波器进行微地震监测和压裂效果评估.一般情况下,井中检波器数量较少且采集方位角较窄,难以获得准确的微地震震源位置,导致无法准确评估储层改造情况.通过将光纤永置式布设于页岩气储层水平井的套管外,我们实现了基于水平井光纤分布式声波传感（Distributed Acoustic Sensing,DAS）的全井段、宽方位、高密度水力压裂过程微振动实时监测,并进一步使用震源扫描算法对监测到的微地震有效事件进行震源位置成像.合成数据算例表明,与常规检波器技术相比,DAS技术具有以下两点优势：（1）DAS技术实现了水平井全井段监测,显著增加了监测数据的采集方位角,可以有效提升震源位置成像的空间分辨率;（2）DAS技术显著增加了监测数据的空间采样密度,可以有效提高低信噪比监测数据的震源位置成像精度.昭通页岩气储层水力压裂监测数据算例进一步验证了DAS技术的有效性,表明了宽方位、高密度的DAS数据可以获得高分辨率的震源位置成像结果,有助于提高储层改造效果评估的准确性.