大糙率珊瑚礁附近规则波非线性特征实验研究

通过波浪水槽实验对大糙率礁面存在下珊瑚礁海岸附近规则波非线性特征参数(偏度、不对称度和厄塞尔数)的变化规律进行了研究。实验采用圆柱体阵列来模拟礁面的粗糙度,测试了一系列规则波工况。结果表明:偏度、不对称度和厄塞尔数的幅值分别在珊瑚礁破碎带结束位置、破碎带内和破碎带开始位置达到最大。3个参数的幅值均随着入射波波高的增大而增大;偏度值随着波浪周期的增大而减小,不对称度幅值和厄塞尔数随着周期的增大而增大;偏度值随着礁坪水深的增大而增大,不对称度幅值和厄塞尔数随着礁坪水深的增大而减小。深水厄塞尔数可以用来描述礁坪上波浪非线性参数的变化,最后给出了用其预测礁坪上3个非线性特征参数的经验关系式。     

温宿北—野云沟断裂的构造几何学与运动学特征及塔北隆起的成因机制

克拉通内古隆起的构造变形是探究板块内部变形行为与大陆流变构造学的理想场所,断裂研究则是其主要突破口。本文基于新的地球物理与钻探资料,对塔里木盆地北部隆起的断裂系统尤其是其北部边界断裂的几何学与运动学开展研究。分析表明,温宿北—野云沟断裂系在重磁场与反射地震剖面上具有清楚的反映,为塔北隆起的北部边界断裂,长达600 km,自西向东由温宿北断裂、温巴什断裂和野云沟断裂三段构成。该断裂系是在早奥陶世末沿基底软弱带自南向北逆冲形成的大型断层相关褶皱带基础上在前翼发生突破而形成的,加里东末期形成雏形,二叠纪末期,受南天山洋关闭的影响由北向南的强烈挤压形成自北而南的逆冲构造系统。该逆冲系统迁就原加里东期的滑脱面发育,并对原来的逆冲系统进行叠加、改造,形成一系列小断块叠加的大型背冲断裂系统,使得该断裂带基本定型。喜马拉雅期塔北隆起轴部发育张扭性断裂构造系统,该断裂系遭受左旋压扭,断裂的活动时序自东向西趋晚,具有长期演化、多期发育、继承、叠加与复合的特征。活动强度呈古生代强烈、中生代—新生代早期弱化、新生代晚期趋强的\"强-弱-强\"的演化趋势,在横向上呈西段强烈、东段略弱的特征。其成因主要与早奥陶世末期北昆仑洋关闭、二叠纪末期南天山洋关闭、古近纪新特提斯洋关闭引起的周缘地体与塔里木地块的碰撞拼合相关,表现出周缘板块构造事件对板内变形的强烈影响。该断裂系是重要的油气富集带。研究其成因与演化有助于该带油气勘探的拓展,例如西秋断裂带的油气发现。     

2016年冬季京津冀豫大气污染的时空分布及影响因子研究

利用2016年12月至2017年2月北京、天津、石家庄和郑州的PM2.5质量浓度、反应性气体质量浓度及其相对应的气象要素资料分析了大气污染的理化特征、传输和生消规律。结果表明:北京、石家庄、天津及郑州的PM2.5质量浓度分布频率均有两个较为明显的峰值,四个地区PM2.5质量浓度分布频率最高时均值分别为10.1、19.2、40.0和47.1μg·m^-3,大气的氧化程度为北京最低,其次为石家庄、天津,郑州最高。四个研究地区的交通源对环境大气污染均有重要贡献。PM2.5和CO的相关性在低相对湿度时高于高相对湿度时;而PM2.5和NO2的相关性在相对湿度较大时高于相对湿度较小时。四个研究地区的PM2.5质量浓度均随风速的增大呈快速降低后趋于平缓的趋势,其中北京、石家庄和郑州的风速阈值均为3m·s^-1,天津地区为4m·s^-1。受上游污染地区的影响,偏南风的输送作用滞后20~30h达到最大,而偏北风的影响作用在滞后8~12h达到最大。     

基于预测的双线偏振天气雷达数据无损压缩算法

随着双线偏振天气雷达技术的发展,雷达提供的探测参量越来越多,数据精度不断提高。探测性能提升使得天气雷达数据量急剧增长,数据存储和传输是雷达网络化应用中需要解决的重要问题。数据压缩算法用于减小传输和存储的数据量,但通用的数据压缩算法并未充分考虑双线偏振天气雷达数据的特点。文中提出适用于双线偏振天气雷达数据压缩算法（DPRC）,使用径向预测减小天气雷达数据相关性,实现了天气雷达基数据的高效无损压缩。使用CSU-CHILL雷达数据和双线偏振改造后的CINRAD SA雷达对DPRC的算法性能进行评估,试验结果表明,DPRC较通用的压缩算法压缩率更高,适用于高分辨率双线偏振雷达数据无损压缩。      

小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素

为了提高海上现场调查中沉积物稀土元素质量分数测定的准确度,采用小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对一个航次取得的3类(远洋黏土、硅质软泥和钙质软泥)75个印度洋深海沉积物中稀土元素Nd和Y的质量分数进行现场测定。与实验室电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定结果进行对比与相关性分析,建立现场测定深海沉积物中Nd和Y质量分数与15种稀土元素总质量分数的相关关系方程,以及沉积物中Nd与轻稀土总量、Y与重稀土总量的转换关系,3种类型深海沉积物稀土元素间相关关系基本可用同一线性关系表征,3种关系的相关系数都在0.96以上。采用太平洋和印度洋不同类型深海沉积物样品进行验证,通过转换关系估算出的轻、重稀土质量分数和总稀土量与实验室ICP-MS测定值基本吻合,相对偏差小于20%。结果表明,在大洋调查中小型台式EDXRF可应用于样品现场稀土元素质量分数的测定,这为调查现场及时了解大洋深海沉积物中稀土资源分布情况提供了一种重要可行测试手段。     

过程——一种地理时空动态分析的新视角

地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象的时间连续性,限制了地理时空动态的分析能力。把产生、发展和消亡的动态演变抽象为地理过程,从演变过程的尺度,提出一种新的地理时空分析方法。首先,提出“地理过程—演变序列—时刻状态”的分解抽象和逐级包含的地理时空过程语义,并基于“节点—边”的图思想建立地理时空过程图表达方法和存储模型,实现地理对象（节点）和对象演变行为（边）一体化表达和存储;其次,以地理过程为基本单元,设计“地理状态对象提取—演变序列追踪—过程对象重构”的过程对象提取方法,并基于节点的出度（该节点引起其他节点变化的边的个数）和入度（其他节点引起本节点变化的边的个数）实现过程对象演变行为的识别;再次,以地理过程为分析尺度,拓展时空邻域为过程邻域、时空相似性为过程相似性,设计面向过程的地理时空挖掘方法,开展地理对象及其演变行为的时空模式挖掘;最后,以1950—2019年月尺度的太平洋海洋表面温度异常变化过程对象...     

滑坡动态力学监测及破坏过程案例分析

边坡临滑预警一直是地灾研究的难点与热点问题。本文采用一种力学监测方法(牛顿力监测)对雅安宝兴县某傍山公路边坡进行监测,该边坡位于唐包滑坡老滑坡体下缘边界处。经过4个月的连续监测,获取了大量监测数据,并成功预报了两次局部滑坡。本文首先整合牛顿力监测数据和降雨量监测数据,再将监测曲线与滑坡演化过程进行对比分析,揭示滑坡过程中的力学演化规律,对降雨条件下诱发滑坡的原因进行了分析。然后对牛顿力监测预警成功的案例其临滑预警时长与滑坡体量间的关系进行拟合,发现存在明显的正相关关系。最后讨论了牛顿力监测方法与斋藤模型之间的关联性以及优劣势,并根据各自的特点提出了由面到点的监测预警思路。通过分析,牛顿力监测曲线与滑坡演化过程能较好对应,并可将土质滑坡分为3阶段:(1)牛顿力上升阶段; (2)牛顿力突降阶段; (3)滑坡阶段。本文为牛顿力监测系统的推广提供了实践经验,并为力学监测与位移监测结合的研究提供一个新的思路。     

生计风险及其对重点生态功能区农户生活满意度的影响

基于甘南黄河水源补给区入户调查数据,在分析农户生计风险及生活满意度特征的基础上,探明生计风险对农户生活满意度的影响。结果发现：① 甘南黄河水源补给区农户面临的主要生计风险为自然灾害、家人患病和子女学费开支,其对农户的冲击最为严重且持续时间较长;② 农户大多遭受多重风险的冲击,其生计风险多样化指数为4.12,面临家人患病与自然灾害、家人患病与子女学费开支、家人患病与建房开支等风险组合冲击的家庭较多;③ 农户的生活满意度处于中等水平,且经济示范区高于重点保护区和恢复治理区;④ 农户生活满意度除受子女学费开支、草场/耕地质量下降、人畜饮水困难、家人去世开支、生态政策等风险的严重程度和持续时间、家人患病风险的持续时间以及金融资本、自然资本、社会资本、心理资本、生计方式多样化程度的影响外,受家人患病与子女学费开支、自然灾害与子女就业困难及生计风险的综合严重性程度与综合持续性程度交互作用的影响更加显著。最后,提出防范生计风险、提高生活满意度的政策建议。     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节,为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理,选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验,总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明,烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大,但是对排出油中轻重烃的比例影响较低,排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主,在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显,烃源岩的类型越好,生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高,Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好,排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低,与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

基于多尺度相关性分析的InSAR对流层延迟误差改正算法

针对合成孔径雷达干涉技术中对流层延迟误差会影响DEM精度的问题,提出采用小波多尺度相关性分析方法来减弱与高程相关的对流层延迟误差的影响,来提高合成孔径雷达干涉DEM的估计精度。该方法基于小波多分辨率分析理论,根据差分干涉相位不同组成的频率特性,利用小波分解重构均方根误差变化率确定分解层数,降低地形残差相位、噪声相位等对大气延迟误差相位估计的干扰,提取对流层延迟误差相位所在频带;然后结合对流层延迟误差相位和雷达坐标系下的DEM在不同尺度上的相关性定权并进行降权处理,重构解缠差分干涉图,改正差分干涉相位中与高程相关的对流层延迟的影响。采用本文方法对覆盖河南义马地区的2景ENVISAT ASAR数据进行处理,得到对流层延迟误差改正后的差分干涉图,估计的与高程相关的对流层延迟相位,与地形变化情况吻合。将对流层延迟误差改正后的干涉图用于DEM高程估计,结果显示本文方法重建的DEM与Aster GDEM的标准差由30.7 m提高到26.37 m,提高了InSAR DEM估计精度。