艾比湖流域气候变化及其径流响应

利用艾比湖流域5个气象站45年的气温降水资料,分析了艾比湖流域的气候变化特征。在近45年当中,艾比湖流城的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。艾比湖流城气候变化对区城水文水资源的影响主要表现在:1)近45年来艾比湖流域气温存在着明显变暖的总趋势,尤其以20世纪90年代最为明显。气候变暖具有明显的季节性差异,主要是在冬季,而春季变暖的趋势较为缓慢;2)近45年来艾比湖流域降水量呈现增多趋势,尤其是进入20世纪90年代后期,降水量明显偏多,其中夏半年降水量增长趋势率要高于冬半年降水量增长趋势率;3)艾比湖流域主要河流年径流的多年变化不大,总体上博尔塔拉河下游径流量呈减少趋势,而精河径流量呈上升趋势。博尔塔拉河下游地表径流对博乐站年降水量有正响应,精河地表径流对精河水文年降水量有正响应;4)变暖也造成了河湖水质的不断恶化,艾比湖和河流下游水体的矿化度逐年升高,水体化学类型由碳酸盐型向碳酸盐—硫酸盐型再向硫酸盐—氯化物型过渡。     

非洲S盆地双层断裂体系的重力场反映与识别

非洲S盆地是西非Iullemmeden盆地东南边缘的一部分,现有地质资料认为S盆地是一个向西南倾斜的单斜盆地。为初步查明该盆地的地质构造格架为评价盆地的含油气潜力提供依据,在S盆地展开了1∶5万重磁调查。本文依据盆地的实测重力数据及已有地质资料,进行了数据处理与解释推断,在研究盆地不同深度空间的重力异常时发现,S盆地具有上下两层断裂系统:下层为一套控制盆地形成与发育的近南北向的基底断裂系统,是西非裂谷系一系列近南北向的地堑式盆地的组成部分;上层为一套有北东向与北西向断裂共同组成的盖层断裂系统(部分运动强烈的切入基底),这套断裂决定了盆地的最终形态并控制着油气流的运移通道和储存空间。     

东北哈尼泥炭沉积物磁化率特征及古气候意义

东北哈尼泥炭沼泽位于长白山西麓和龙岗山脉中段,沉积连续,受人为干扰较小,记录了东北地区全新世以来的古气候、古环境演变信息。本研究采用AMS ¹⁴C测年技术建立了哈尼泥炭剖面年代学框架,并对泥炭柱心磁化率进行测定,分析其古气候意义,结合相关气候代用指标,重建了东北地区14 ka B.P.以来的古气候与环境演化历史。结果表明,哈尼泥炭磁化率总体偏低,说明在全新世的大部分时间内哈尼泥炭中的磁性矿物颗粒富集程度较低。哈尼泥炭磁化率记录了区域环境温度和湿度变化信息,较高的磁化率表明气候温暖湿润,较低的磁化率表明气候干燥寒冷。磁化率参数变化响应了全新世多次气候干冷事件,如0.4~0.6 ka B.P.(小冰期)、2.8 ka B.P.、4.3 ka B.P.和8.2 ka B.P.等气候突变事件。哈尼泥炭磁化率不仅反映了东北地区全新世以来的气候变化,而且呼应了全新世的多起气候突变事件。     

邙山东侧地貌陡坎与老鸦陈断层活动性关系讨论

地貌陡坎的成因有许多种, 其中之一是由断层在新构造时期的活动造成。 因此, 地貌陡坎的存在可能指示了断层在新生代的活动性, 然而在运用地貌线性方法判定新生代以来断层活动的时候还需要有其他资料的相互验证, 否则可能得到相反的结论。 该文以邙山东侧陡坎与老鸦陈断层为例, 通过遥感影像解释、 中浅层地震探测、 联合钻孔对比、 地貌测量等方法, 得到了老鸦陈断层是一条倾向NE向的前第四纪正断层, 同时将陡坎分为三段, 陡坎总体走向NW—NWW向, 由北而南, 高差逐渐降低, 出郑州东南后消失。 分析两者之间的关系, 认为古黄河改道或其支流侵蚀切割形成邙山东侧陡坎, 与老鸦陈断层没有直接关系, 陡坎的形成时间不应早于晚更新世。     

基于数据挖掘的气象三要素空间一致性检验方法

质量控制是确保高质量气象观测数据必不可少的重要环节,空间一致性检验有助于更加精细化的数据质量控制。经典的空间一致性检验方法假设气象要素分布具有连续性、均匀性特征,但在复杂天气系统中效果不佳。因此,基于数据挖掘技术提出了一种新的空间一致性检验方法。将邻近5个台站的温度、湿度和2 min平均风速数据分别作为随机森林回归模型的输入,模型输出测试台站的预测温度,通过多次试验计算出预测值与真实值的均方误差。试验表明：随机森林回归算法在温度、湿度和2 min平均风速上都优于空间回归检验算法。同时随机森林算法运行速度快,并且不用人工手动设置阈值,它可以有效地降低算法的时间复杂度,运行时效可以满足实时业务需求,这为将随机森林算法应用到气象数据质量控制中提供了有力的支撑。     

藏南冰前湖枪勇错近百年沉积速率变化及冰川进退反演

青藏高原上分布着大量的大陆性冰川,其对区域及全球气候变化响应极其敏感.工业革命以来,随着全球升温速率加快(特别是北半球),青藏高原部分地区的冰川在近百年显著退缩.冰前湖沉积物是最直接的冰川变化记录载体之一,但其沉积速率如何响应冰川及气候变化,能否反演冰川进退过程却知之甚少.本文依据~(210)Pb和~(137)Cs限定藏南冰前湖枪勇错QY5沉积岩芯的年龄,计算出不同深度沉积物的沉积速率,且与前人(QY-3)的沉积速率进行对比,揭示了近百年来枪勇错流域冰川变化历史及其与气温之间的关系.结果表明,枪勇错QY5近百年来的平均沉积速率为0.21 cm/a,比湖心(QY-3)快2倍左右,但两者的变化基本同步,高沉积速率对应温度上升期,是冰川退缩的直接响应:(1)1900—1960年,枪勇错沉积速率整体增加且变幅较大,与1890—1950年之间西藏温度波动式升高相对应,反映枪勇冰川总体处于退缩状态;(2)1960—1985年,沉积速率低且变幅较小,同期气温下降,枪勇冰川退缩程度相对较低且保持平稳;(3)1985年以来,枪勇错沉积速率呈上升趋势,是全球增暖下冰川显著退缩的直接响应.在短时间尺度内冰前湖沉积速率所揭示的枪勇冰川变化主要受控于温度,降水量对冰川变化的影响较小,但冰川对温度变化的响应滞后5～10 a.由于全球变暖和冰川对温度响应的滞后,在未来几十年高原冰川的融化速率可能会加快,亚洲水塔将面临着新的挑战.     

基于多摄像头监控的人体跌倒检测算法

人口老龄化使得空巢老人数量越来越多。跌倒作为威胁独居老人生命安全的主要因素受到了社会的广泛关注。为保护老人的生命健康不受威胁,本文提出一种基于计算机视觉的两级人体跌倒检测算法。从监控摄像机中采集视频数据,对其做前景提取,通过形态学操作为前景块绘制矩形边界,根据矩形宽高比从中筛选出所有可能是跌倒的行为,这是粗粒度级检测。之后再用统计学方法对第一级检测出的前景块绘制椭圆边界,分析其形态变化,最终检测出跌倒行为,这是细粒度级检测。本文在开源多摄像头跌倒数据集上进行了评估。仿真实验和与当前的先进方法的对比表明本文算法取得了非常好的效果。     

Fast generation of cluster states in a linear ion trap

We propose a practical scheme to generate cluster states by simultaneously accomplishing two-qubit conditional gating on an array of equidistant ions by using transverse modes. Our operation is robust to heating and insensitive to Lamb--Dicke parameter. Meanwhile, as it is carried out in a geometric quantum computing fashion, our scheme enables the fast and high-fidelity generation of cluster states. The experimental feasibility is discussed with sophisticated ion trap techniques.     

210Pb和137Cs定年技术在湖泊沉积物中的应用与问题

湖泊沉积记录研究对了解流域侵蚀、揭示区域气候环境变化及人类活动影响、建立外生地球化学循环模式等均具有重要意义.放射性同位素~(210)Pb和~(137)Cs组合定年法是百年尺度湖泊沉积记录研究的首选方法,在过去几十年中得到了广泛应用,大力推动了湖泊沉积记录的高分辨率气候环境变化研究的开展.然而,如何理解和选择适用的计算模式来尽可能地提高定年准确度目前仍存在争议,这在一定程度上限制了该方法的应用.鉴于上述问题,本文基于本实验室近年来从青藏高原获取的若干支代表性湖芯的定年结果,从样品前处理、仪器及测试、数据分析及计算等全过程对~(210)Pb、~(137)Cs定年原理和方法进行了较为系统的阐述;在此基础上,提出了~(210)Pb定年样品封装原则,探讨了高纯锗γ谱仪在放射性活度测量中的影响因素,并建立了准确有效的比活度校正方法;明确指出了恒定初始浓度模式(constant initial concentration,CIC)可用于计算沉积物每层的年龄,而不是部分研究中认为的平均沉积速率,这对于深刻理解该定年模式并提供准确的定年结果具有重要的参考意义.同时,通过对比两种放射性核素的分布特征发现,相对于~(210)Pb而言,~(137)Cs更容易发生垂向迁移进而影响其时标准确性,这需引起研究者的充分重视,因此,当二者定年结果出现明显差异时,建议以~(210)Pb定年结果为准.     

基于EOF分析中西太平洋金枪鱼围网渔场的海洋环境

根据近10 a ECMWF的数值预报资料,主要分析了中西太平洋金枪鱼围网渔场四季和全年的海表温度、海面风场、有效波高的空间分布,利用经验正交方法(Empirical Orthogonal Function, EOF)和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)分析了空间和时间变化特性。研究表明:海表温度、海面风场、有效波高的四季及全年时空分布有着显著的变化;海表温度的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为62.59%、10.98%和6.7%,具有0.5 a、1 a和3 a的周期变化;海面风场的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为40.29%、18.39%和9.36%,具有0.2~0.25 a、0.5 a和1 a的周期变化;有效波高的第一、第二、第三模态方差贡献率分别为44.17%、17.35%和10.96%,具有0.2~0.3 a、0.5~1 a和1 a的周期变化。