基于激光雷达和微波辐射计观测确定混合层高度方法的比较

利用苏州地区2010年1月4,7,16日和2月4日4天的激光雷达及微波辐射计观测资料,比较了不同遥感手段探测晴天大气混合层高度的差异,发现试验期间该地区的混合层高度在300~1500 m之间。利用梯度法、标准偏差法、小波法从激光雷达数据中提取混合层高度并进行了对比,结果表明三种方法都能较好地反演混合层高度并且一致性较好,三者差异主要存在于大气边界层的发展和消亡阶段;梯度法和小波法结果无明显差异,而标准偏差法结果稍高于其他方法。在此基础上,利用微波辐射计探测的大气温度,使用温度梯度法估算大气混合层高度,并与激光雷达探测结果进行了比较,结果表明,大多数情况下激光雷达探测结果高于微波辐射计观测结果;两种遥感手段有较好的相关性,相关系数为0.76。激光雷达同微波辐射计结果存在差异,尤其是在边界层的发展和消散阶段,这是由两种遥感手段探测原理不同造成的。     

苏州城区大气边界层低空急流特征分析

利用2012年苏州城区风廓线雷达的观测资料,从低空急流个例分析入手,选取1、4、7、10月四个典型月份,分析该地区边界层低空急流的时空分布及强度变化特征。结果表明:冬春两季低空急流发生频率最高,夏季出现频率最低。在4个典型月份里低空急流均表现出日落后出现频率升高,夜间保持稳定,日出后出现频率降低的特征。全年有80%的低空急流分布在900 m以下高度上,冬、夏季平均高度最低。全年低空急流风速70%以上集中在4~12 m·s~(-1),小于4 m·s~(-1)和大于20 m·s~(-1)的低空急流出现频率较低。     

苏锡常地区热岛观测与数值模拟研究

结合气象观测、遥感和模式模拟的方法研究了环太湖城市的热岛现象,分析了苏锡常地区2010年5月24日的热岛特征。气象站资料显示苏锡常地区近地面热岛强度具有明显的日变化,12 h前热岛强度在0.5~1℃之间,夜间可达2℃以上。LANDSAT和MODIS卫星观测反演的地表热岛强度约5~7℃。随着太阳辐射的增加热岛加强,其分布及强度与城市下垫面结构和城市发展水平密切相关,苏州的热岛强度最高,无锡次之。WRF模式模拟结果表明城市感热通量大、潜热通量小,高波恩比促进了热岛的发展,进而抬升边界层高度。城市动力、热力特性的改变破坏了自然的能量平衡,会对边界层内气象要素和湍流通量的垂直分布造成影响。     

冈底斯岩浆弧东段晚白垩世花岗岩的变质作用：新生地壳生长与再造

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧形成于中生代新特提斯大洋岩石圈俯冲过程中。在冈底斯岩浆弧东段出露的中—高级变质岩代表岩浆弧的中- 下地壳组成，是探索大陆地壳形成与演化的窗口。作为这些中—高级变质岩原岩主要组成部分的里龙岩基由晚白垩世辉长岩、闪长岩和花岗岩组成。本文对由里龙岩基上部花岗岩变质形成的片麻岩进行了岩石学与年代学研究，探讨其原岩时代、成因、变质作用条件、时间及构造意义。所研究的片麻岩由斜长石、钾长石、石英、黑云母、绿帘石和白云母组成，含或不含角闪石，SiO2含量为61. 94%~74. 39%，铝饱和指数(A/CNK)为0. 89~1. 03，属于高钾钙碱性、准铝质到弱过铝质岩石。这些岩石具有轻稀土元素富集和重稀土元素亏损的配分模式，并表现为富集大离子亲石元素和相对亏损高场强元素的特征。片麻岩中的锆石由继承的岩浆核和变质边组成，岩浆核获得了92~86 Ma的结晶年龄，变质边获得了81~72 Ma的变质年龄，锆石岩浆核具正的εHf(t)值(+10. 2~+12. 1)。这些片麻岩的变质条件为740~750 ℃和0. 5~0. 6 GPa。本文和现有研究表明，里龙岩基是形成在晚白垩世新特提斯洋俯冲过程中具有亏损地幔地球化学特征的弧岩浆岩，经历了强烈的结晶分异作用，所研究的花岗岩是残余岩浆结晶产物。笔者认为，晚白垩世早期新特提斯洋中脊俯冲过程中巨量幔源岩浆的增生导致了冈底斯弧发生了显著的新生地壳生长；在晚白垩世晚期残余新特提斯洋岩石圈平缓俯冲过程中的弧地壳强烈缩短加厚使里龙岩基被运移到中下地壳，并发生了中—高级变质和部分熔融。冈底斯岩浆弧新生地壳在大洋岩石圈俯冲晚期经历了明显再造。     

锦屏水电工程区岩溶水化学研究

本文根据水化学成分、水化学动态及溶蚀化学性质的分析，论述了锦屏水电工程区天然水化学性质形成机制，岩溶发育强度，岩溶水系统及亚系统之间的关系，各自的补、径、排特征以及勘探平洞地下水的补给来源。     

绳索取心钻进中顶漏钻进工艺实践

2020年,宁夏地质矿产勘查院在宁夏中宁县烟洞山地区实施了50个石灰岩勘查钻孔。由于该矿区灰岩地层裂隙发育,普遍存在严重漏失现象,绝大多数钻孔出现冲洗液失返性漏失,施工初期,发生了2起烧钻事故,钻探成本居高不下。为了完成钻探施工任务和节约成本,项目组从钻孔结构、钻头选型、钻进参数及泵量优化入手,摸索出一套绳索取心钻进中的顶漏钻进施工工艺,采用清水代替冲洗液,同时严格控制各项钻进技术参数,顺利完成了全部钻探施工任务,平均台月效率883 m,平均岩心采取率98%,有效提高了施工效率,降低了钻探成本,为地方发展提供了有力资源保障。     

陕北侏罗纪富油煤有机地球化学特征

富油煤的有机地球化学特征对研究其形成时期的古沉积环境和演化过程具有重要意义。以陕北地区侏罗纪延安组6个主采煤层为研究对象,运用煤质分析和气相色谱–质谱联用方法分析其有机地球化学特征。结果表明:陕北地区延安组主采煤的氯仿沥青“A”含量较高,饱芳比较低;正构烷烃呈单峰型分布,中链饱和烃占优势,Pr/nC₁₇、Ph/nC₁₈、Pr/Ph的值较高;C₂₈和C₂₉的规则甾烷和重排甾烷占主导地位。分析表明:陕北地区延安组主采煤层处于低热–成熟阶段,为富氢基质镜质体和壳质组生油的有利阶段;有机质来源以陆生高等植物为主并有部分水生生物混入,形成于贫氧的泥炭沼泽环境,且经历了较强的生物降解作用,为富氢组分的形成提供了有利的条件。      

城市近地面高分辨率快速风场模型构建与应用

介绍了城市近地面高分辨率快速风场模型的构建,以中尺度模式结果作为背景驱动场,5m分辨率建筑物资料作为模型数据输入,通过区块处理、分区函数插值和质量守恒约束,实现了在较短时间(2～3 h)内获得可覆盖城市尺度的高分辨率(10 m左右)的近地面风场。基于该模型对北京四环内主城区(20 km×19 km)在8个典型时刻的10 m分辨率风场进行了模拟和检验,结果如下:(1)在风速方面,模拟值与观测值相比往往会偏大些,夏季4个时刻模拟的准确率在90%以上,冬季4个时刻模拟的准确率在60%以上;在风向方面,8个时刻的准确率均在40%以上。(2)基于该风场模型模拟得到的高分辨率风场能够反映出北京主城区风的山谷风日变化特征;明显的风速大值区往往对应着粗糙度较小的下垫面,而一些密集高层建筑区域始终是流场凌乱的风速小值区。(3)以东二环某一区块为例,该高分辨率风场模型还可对重点街区的精细化风场特征进行展示,可以清晰地反映出流场因建筑物分布产生的分流、汇合、局部环流,以及尾流。综上所述,该城市风场模型为实现短时间内获得覆盖城市尺度的高分辨率近地面风场提供了有效途径。掌握城市尺度的精细化风环境特征,有助于识别亟需改善或限制开发的关键区域,辅助城市通风廊道的合理构建和实施,从而达到优化城市内部通风性能、缓解城市热岛、增加风环境舒适度的最终目标。     

江苏沿海近地层强风风切变指数特征研究

利用江苏沿海5座测风塔长序列(连续42个月)、高时间分辨率(10 min一次)的梯度风、气温、气压等观测资料,分析不同地区、不同高度层的风切变指数变化规律,并筛选出对江苏产生较大影响的7次台风和17次寒潮天气过程,分析强风条件下的风切变指数变化特征。结果表明:(1)风切变指数随环境在0. 15～0. 26之间变化,风机有效风速段和15 m·s-1特征风速段的风切变指数分别平均为0. 20和0. 19,不同高度层之间风切变指数随高度增加而减少,随风速增大呈对数关系减少。(2)台风影响时垂直混合运动强烈,风切变指数变小,平均为0. 19。台风中心经过时的风切变指数和风速具有M型变化形态,最低为0. 05,加上风向剧变,易对风机叶片产生破坏。(3)寒潮影响时的风切变指数平均为0. 22,小于同期平均。风速倒置现象明显,在50～100 m之间风切变指数为负值的出现概率超过8%,50 m高度处容易出现近地层的最大风速层。     

不同取样单元对干旱区绿洲小麦地上生物量光谱估算模型的影响

为了更好地了解小麦高光谱特征与其地上生物量的关系,采用美国ASD公司手持便携式野外光谱仪（ASD Fieldspec HandHeld）在甘肃河西绿洲进行了小麦高光谱遥感地面观测。运用单变量线性和非线性回归分析方法,以不同绿洲为取样单元,建立4种NDVI-小麦地上生物量（ANPP）的地面光谱模型。研究结果表明,各模型均达到极显著检验水平（小样区:α=0.01,n=20;大样区:α=0.01,n=34）,通过对各个模型进行误差分析,确定基于同一绿洲和不同绿洲单元构建的最优光谱模型均为指数函数模型。其中,张掖绿洲、酒泉绿洲和河西绿洲模型分别为ANPP=0.1567e12.568NDVI(R2=0.8123)、ANPP=0.4082e11.108NDVI(R2=0.8321) 和ANPP=17.255e5.4326NDVI(R2=0.7369)。基于同一绿洲（小样区）构建的小麦光谱生物量预测模型在不同绿洲之间可以通用,但不能用于河西绿洲小麦估产;河西绿洲小麦估产要借助不同绿洲小样区构建的小麦光谱生物量模型进行预测。