哨兵1号和高分三号SAR数据海浪谱反演精度评估

Ocean wave is one of the important marine dynamic phenomenon that affect human activities. At present, the main observation means include buoy observation, marine numerical prediction model, and microwave remote sensing observation. However, we cannot conduct large-scale observation by buoy, and the marine numerical prediction model’s result is not measured data. Spectrometers and altimeters in microwave remote sensing instruments can also measure spectral parameters. However, SAR, which has a higher resolution, can provide 2D sea surface information. The Sentinel-1 satellite of ESA and GF-3 satellite independently developed by China are now in orbit, and numerous teams are working to retrieve wave parameters from SAR data of these two satellites. In this work, we compared the wave parameter inversion accuracy of Sentinel-1 SAR Interferometric Wide Swath model and GF-3 SAR strip model based on wave spectrum, which provides a reference for the wide application of GF-3 SAR data. The sea states according to the ERA-5 data of ECMWF are divided into three categories: low, moderate, and high sea states. The sea areas of Hormuz and Malacca Straits of the maritime Silk Road in the Indian Ocean and the coastal waters of the Pacific and Atlantic Ocean are selected as the study areas. Meanwhile, the SAR data of Sentinel-1 and GF-3 satellites under different sea states are selected as the data source. The MPI method is used to retrieve the wave spectrum and wave parameters using the E spectrum as the initial guess. Subsequently, the SAR data inversion results of the two satellites under different sea states are compared with the ERA-5 and buoy wave data. The inversion accuracy of the wave parameters can be verified by calculating the values of the Root Mean Square Error (RMSE) and Scatter Index (SI), and the inversion accuracy of the wave parameters of the two satellites under different sea conditions can be compared. The RMSEs of significant wave height (Hs) retrieved by GF-3 SAR under low, moderate, and high sea conditions are 0.30, 0.34, and 0.48 m, and those of mean wave period (Tm) are 1.02, 0.99, and 0.95 s, respectively, compared with the ERA-5 data. In addition, the RMSE of Hs retrieved by Sentinel-1 SAR under low, moderate, and high sea conditions are 0.30, 0.29, and 0.33 m, respectively, and the RMSEs of Tm are 0.94, 0.51, and 0.64 s, respectively. The RMSEs of Hs and Tm under different sea conditions retrieved by GF-3 SAR are 0.38 m and 0.99 s, and those of Hs and Tm retrieved by Sentinel-1 SAR are 0.31 m and 0.70 s, respectively, compared with the ERA-5 data. The RMSEs of the retrieved Hs and Tm of GF-3 satellite are 0.42 m and 0.94 s, and those of the retrieved Hs and Tm of Sentinel-1 are 0.40 m and 0.91 s, respectively, compared with the buoy data. The SAR wave parameter inversion of Sentinel-1 and GF-3 SAR based on the wave spectrum shows that the inversion results of the two satellites meet the index requirements in this field, and the accuracy of the inversion results of wave spectrum is the same. The strip mode SAR data of GF-3 satellite, China’s first self-developed SAR satellite, has broad prospects in marine research fields. © 2023 National Remote Sensing Bulletin. All rights reserved.     

核岛结构设计地基场地及计算基底效应研究

针对新型核电工程结构AP1000核岛结构设计地基中的5类非坚硬岩场地,即硬岩场地、软岩场地、上限软-中等土场地、软-中等土场地和软土场地,采用一维土层场地模型开展场地土和计算基底条件对设计地震动影响计算分析。分析中,场地模型的计算基底剪切波速分别取为700、1 100、2 438 m/s,计算基底输入地震动分别选择基于核电建设相关技术文件和规范规定的反应谱RG1.60谱、AP1000谱和HAD101/01谱（5个阻尼比）合成的人工地震动时程。计算分析表明：非坚硬岩场地会导致场地地震动峰值加速度及频谱特性显著变化,场地越软影响程度越显著;除软土场地外,场地对地震动峰值加速度和反应谱的影响均为放大作用,软土场地对地震动较低频段反应谱有放大作用,但对峰值加速度和较高频段反应谱具有强烈的减小作用;对于各类场地,计算基底及其剪切波速的变化均会导致地表地震动峰值及频谱特性明显甚至显著变化,其影响程度与计算基底剪切波速成正比;随着场地由硬变软,计算基底剪切波速的变化对场地地震动的影响程度大为减小,至软土场地几乎不产生影响。考虑到场地类型及计算基底选取对场地地震动的显著影响,我国核电厂建设引用AP1000标准设计时应合理分析场地的适宜性。     

《地球科学概论》教学理念形成和课程体系建设

《地球科学概论》是大学一年级地质类学生的学科基础课,也是专业入门课,承担着构建专业知识框架、培养地球科学兴趣等重要任务。文章系统梳理了中国地质大学（北京）《地球科学概论》的发展历程、教学理念形成与课程体系改革和建设,重点阐述了教学理念形成过程中“因材施教和因才施教”等4种教学思想及其应用效果,强调了高水平教学团队在课程建设中的关键作用,提出了模块化教学体系能够最大程度发挥我校两本教材各自的优势。在课程体系改革与实践方面,首先是将理论学习和实践课程的学时对半,突出了该门课程的实践特色;其次是将以往单一的课堂授课的教学方式,逐渐过渡到课堂理论授课、室内和野外地质实践、平台在线学习和虚拟仿真野外实习等多种教学方式相结合。希望我校上述课程体系改革与建设能为相关院校同类课程提供一定的借鉴和参考。     

辽宁地区不同降水云系雨滴谱参数及其特征量研究

根据2013—2014年5—10月西安地区观测得到的雨滴谱数据,结合C波段新一代多普勒天气雷达的观测资料,对西安地区43次积层混合云降水的平均雨滴谱分布、微物理特征量及雷达反射率因子Z和雨强R的关系进行统计分析。结果表明：积层混合云降水的平均雨滴谱呈单峰型,Gamma分布对降水大粒子的拟合明显优于M-P分布;积层混合云中雨滴数浓度最大值及对雨强贡献最大值均出现在雨滴直径小于1 mm的范围内;利用最小二乘法建立了西安地区积层混合云的Z-R关系Z=168R^1.43;当雨滴谱数据计算的回波强度小于（大于）30 dBz,雷达对回波强度有明显高估（低估）现象,针对此现象提出了积层混合云雷达回波的5档修正方案;利用Z=168R^1.43估算西安积层混合云降水个例的降雨量更接近实测降雨量,估算降雨量的相对误差从51.3%减小到25.4%。

     

湖南芙蓉锡矿床40Ar/39Ar 同位素年龄及地质意义

文章以金云母、角闪石和白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年的方法,精确厘定了芙蓉超大型锡矿床的形成时间。研究结果表明,白腊水矿区3个金云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(150.6±1.0)Ma、(157.3±1.0)Ma和(154.7±1.1)Ma;热液成因角闪石的坪年龄为(156.9±1.1)Ma。淘锡窝矿区云英岩中2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄为(159.9±0.5)Ma和(154.8±0.6)Ma;因此芙蓉矿床的形成时间为151～160Ma,这与骑田岭主体花岗岩的侵入时间(151～162Ma)相吻合。湘南地区的柿竹园超大型W-Sn-Mo-Bi-F矿床、新田岭大型W矿床、瑶岗仙W矿床和黄沙坪Pb-Zn多金属矿床的形成时间亦集中在150～160Ma之间,因此,湘南有色金属矿化集中区可能主要集中在150～160Ma发生成矿,这种大规模成矿作用可能与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关。     

松辽盆地王府凹陷泉三、四段浅水三角洲沉积特征及模式

在岩心观察的基础上,结合测井、地震和区域背景资料分析,认为王府凹陷泉三、四段沉积时期普遍发育浅水三角洲沉积。由于受地形、古气候和水动力条件等多重因素的影响,研究区发育的浅水三角洲在沉积构造、沉积序列、微相类型、三角洲内部结构以及地球物理响应特征等方面呈现出与经典三角洲不同的沉积特征:具有建设性三角洲沉积特征,平面上呈网状,前缘相带延伸较远。具有相对发育的水下分流河道,河口砂坝欠发育;垂向上发育多次间断正韵律。紫红色泥岩大面积展布,生物扰动强烈;砂岩中发育强水动力浅水沉积构造,Gilbert型三角洲的3层结构不明显。浅水三角洲识别出两个亚相和7个微相。研究区具有良好的生储盖配置关系,利于岩性油气藏的形成,其中水下分流河道和分流河道砂体储层物性好,为最有利储层。     

广西北海银滩侵蚀及其与海平面上升的关系

基于历史图件对比方法和Bruun法则对广西北海银滩岸线的侵蚀进行评估和预测.结果表明银滩在近30a内海岸侵蚀达10.40 m/a,其中人类活动作用是造成海岸侵蚀的主要因素,人类活动对岸线位置蚀退的影响贡献为98%;海平面上升导致岸线蚀退的贡献仅为2%.然而,在未来100 a内,基于历史图件对比分析估算的银滩侵蚀宽度可能超过1 000 m,银滩环境将会发生退化.因海平面上升而对岸线蚀退的贡献权重增加为9%.由于人类活动导致的银滩退化可以进行控制和预防,故对未来海平面上升引发的银滩环境退化应该予以重点关注.     

两个气候模式对我国MIS 5e气候的模拟研究

理解历史时期气候变化的现象和机制,对预测未来气候变化有重要的启示意义。过去多个间冰期中,末次间冰期最暖期（MIS 5e）被认为是研究未来气候变化的典型时期。我们利用NorESM-L和CESM两个气候模式对MIS 5e开展数值模拟研究。模拟结果揭示,由地球轨道参数导致的太阳辐射变化是造成MIS 5e温暖气候的主导因素。在我国,与工业革命前相比,MIS 5e年平均地表温度降低、夏季升高、冬季降低;年降水量和夏季降水量在中部地区减少、其他地区增加,冬季降水量一致减少。与地质记录重建的年平均结果相比,模拟结果整体上比代用资料重建偏冷、偏干。这种模拟与地质记录重建之间的差异可能由以下因素导致：地球系统模式的模拟方案存在简化、古气候代用指标的气候意义存在多解性、模拟的地表温度和降水与代用指标重建结果之间的对比存在不确定性。如何减小模拟与重建记录对比的差异,这仍需在今后的研究中不断探索。

     

基于高光谱遥感的四种典型道路光谱特征分析

利用高光谱遥感的方法,采用美国ASD公司生产的FieldSpec 4(背负式非成像高光谱仪),光谱范围覆盖350—2 500 nm,开展了对水泥混凝土道路、沥青道路、砖路和泥路这4种最为常见的典型道路的高光谱数据野外观测。利用光谱均值、反射率计算、一阶导数、二阶导数、倒数后对数变换等方法,对原始光谱数据进行处理,分析对比4种道路的光谱曲线,研究4种道路各自的光谱特征并找到能很好地区分这4种不同道路类型的最佳波段。旨在探索不同道路类型的光谱特征,为道路识别与提取提供重要依据。     

宁夏及邻区重力均衡异常的初步研究

本文利用布格重力异常和地形高程资料,采用爱里——海斯坎宁(Airy-Heiskenen)的理论模式,计算和绘制了宁夏及其邻区的均衡重力异常图。其特征为:宁夏北部地区有一个负均衡异常区,南部有三个正均衡重力异常区及一个接近零的负均衡重力异常区;中部的卫宁地区是接近零的负均衡重力异常区。结合大地测量资料的分析认为,宁夏地区的地震活动在空间上与上述异常区的展布相吻合。