2011—2050年长江流域气候变化预估问题的探讨

利用长江流域1961—2008年观测气象资料,对IPCC 第四次评估报告中12个全球气候模式及所有模式集合平均进行比较验证,结果表明：MIUB_ECHO_G模式对该地区降水模拟能力较强,NCAR_CCSM3模式对温度模拟效果较好。进一步利用MIUB_ECHO_G模式和NCAR_CCSM3模式结果在SRES-A2、-A1B、-B1 3种排放情景下的降水和温度数据,分析2011—2050年3种排放情景下长江流域降水和温度变化特征。结果表明,2011—2050年长江流域降水变化趋势不明显,温度呈增加趋势,增幅在2℃内。     

1998年11月4日至5日日冕物质抛射日地传输时间的数值模拟

在一维球坐标系下模拟了1998年11月4日至5日3个连续日冕物质抛射(CME)在行星际空间的传播和相互作用并最终形成“复杂抛射”的日地传输过程.首先在磁流体力学(MHD)数值模拟中应用Harten总变差减小(TVD)格式,通过调节计算模型中的引力无量纲参数α、等离子体参数β和气体多方指数γ,构造出数值计算所需的初态背景,使之在拉格朗日点处L1的太阳风速度vr、质子数密度Np及质子热压力与磁压力的比值βp与ACE卫星的观测数据一致.接着仅采用速度脉冲的扰动形式,其输入的幅度和持续时间由Lasco/C2、GOES、LEAR的观测数据并结合Michalek等提出的CME“锥模型”来确定.数值计算结果得到的两个激波到达时间和ACE卫星观测值的时间误差分别是3h和4h.这表明该模型能估算续发CME在行星际空间演化后驱动激波的到达时间和大致强度,在空间天气的激波到达时间的预报方面有潜在的应用价值.     

新矿物丁道衡矿的晶体结构

对产于内蒙白云鄂博晶态富Ti和Fe2+的硅钛铈矿族新矿物丁道衡矿Ce4Fe2+(Ti,Fe2+)2Ti2Si4O22进行了晶体结构的精测,求得晶胞参数:a=1.34656(15)nm,b=0.57356(6)nm,c=1.10977(12)nm,β=100.636(2)°,晶胞体积V=0.84239(16)nm3。单位晶胞中的分子数Z=2。晶体结构测定中分别用P21/a和C2/m空间群来进行晶体结构解析,解析表明,两种结构模型最终得到的R因子分别为0.026和0.021。两种结构精修后的原子坐标、键长键角都完全合理。根据结构分析及衍射数据消光规律统计认为,丁道衡矿的空间群应该为P21/a,而C2/m为赝对称空间群,结构属于具有C2/m赝对称的P21/a超结构,是一种超结构的新类型。     

西藏罗布莎铬铁矿中硅铁合金矿物的X射线衍射研究

天然成因的硅铁合金,通常认为与地幔及陨击事件有关。通过应用新的衍射技术,得到了西藏罗布莎蛇绿岩块豆荚状铬铁矿床中硅铁合金的粉晶X射线衍射数据,确认了合金物相为FeSi_2和FeSi及少量自然硅,确定了物相组合关系。本区硅铁合金具有FeSi→FeSi_2→自然硅的晶出顺序,推测其形成环境中的还原程度依次增高。     

SINS的SRC-KF姿态估计算法

基于飞行器载体SINS姿态计算精度要求,提出了一种SINS(strap-down inertial navigation system)的球面径向容积卡尔曼(spherical-radial cubature Kalman filtering, SRC-KF) 姿态确定算法。该算法把笛卡尔坐标系中状态向量变换到球坐标系中,通过Gauss-Hermite求积计算获得2n个球面径向容积点及其权值系数来逼近计算系统状态估计及其方差矩阵,其计算精度可达到三阶;采用四元数姿态建模方法构建新型SINS状态变量与噪声向量相关的姿态方程模型,利用伪观测向量构建观测噪声与四元数相关的观测方程模型,设计系统噪声方差分离计算算法进行系统噪声方差计算,引入拉格朗日乘子算法计算四元数估计均值,最后利用SINS/CCD姿态估计仿真系统开展的SINS 的SRC-KF姿态模型算法进行仿真验证。通过与中心差滤波(CDKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法计算结果进行对比,可以看出SRC-KF算法具有计算精度高以及数值计算稳定等特点。

     

长江中游武汉-九江河段河道形态及水动力学特征

Based on measured hydrological data by using ship-mounted Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) instrument, we analyzed shapes of river cross sections of the middle Yangtze River basin (mainly focusing on Makou and Tianjiazhen river reach). Hydrodynamic properties of river channels were also discussed. The research results indicate that nonlinear relationships can be identified between river-width/river-depth ratio (W/D ratio), sizes of cross section and mean flow velocity. Positive relations are detected between W/D ratio and mean flow velocity when W/D<1; and negative relations are observed when W/D>1. Adverse relationships can be obtained between W/D ratio and cross-section area. Geomorphologic and geologic survey indicates different components of river banks in the wider and narrower river reaches respectively. These may be the main driving factors causing unique hydrological properties of river channels in the middle Yangtze River basin. Narrower river cross sections tend to raise water level in the upstream river reach near narrower river channel, giving rise to backwater effects. River knots can cause serious backwater effects, which is harmful for flood mitigation. However river knots will also stabilize river channel and this will be beneficial for river channel management. The results of this paper may be helpful for flood mitigation and river channel management in the middle Yangtze River basin. Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.40701015; Key Project of National Natural Science Foundation of China, No.40730635 Author: Zhang Qiang (1974–), Ph.D and Associate Professor, specialized in natural hazards and climatic changes, hydrologic statistics, floods and fluvial geomorphology.     

核-幔物质晶体化学、矿物学及矿床学初探

大量的高温、高压实验表明随着温度和压力的增加 ,地幔氧化物及硅酸盐的晶体结构会发生与其温度和压力相适应的多型转变 ,并导致元素金属性的增加 ,即氧离子半径的缩小以及硅和其他阳离子半径的增大。来自地核部分物质的晶体化学及晶体物理目前还很少涉及 ,根据其物质组成 ,可能具有金属及金属互化物的性质 ,即原子呈等大球最紧密堆积 ,具有高熔点、难溶性等特征。在地球形成时作为地核物质是最先凝聚的 ,并由于重力分异沉入地核 ,上升至浅部时不与其他元素化合 ,保持了零价状态 ;等大球最紧密堆积使其在地球各层圈中晶体结构保持恒定。地幔热柱使核、幔物质上升至地球浅部成为可能 ,并形成矿物及矿床。以西藏罗布莎铬铁矿床为例 ,已经发现了多达 5 0种的铂族元素矿物、铁族元素矿物及其金属互化物 ,包括成分复杂多变的Os Ir ,Os Ir Ru ,Pt Fe ,Ir Fe Ni,Fe Ni Cr及Fe Co等矿物 ,它们还与来自核幔边界的Si,Fe ,FexSiy,FeO和SiO2 矿物共生 ,其中铂属矿物及其金属互化物矿物应视为来自E层的地核矿物 ;探讨了该区矿物与陨石矿物在共生组合方面的相似性 ,地核矿物的聚集可能会形成新型的金属元素矿床     

新矿物——汉江石

新矿物汉江石的理想分子式为Ba2CaV23＋[（Si3AlO10）（OH）2]F（CO3）2。矿物呈黄绿色、深绿色,显微镜下呈浅绿色、淡绿色;单斜晶系,空间群为C2,a=0.52050（12）nm,b=0.9033（2）nm,c=3.2077（8）nm,β=93.49（8）°,V=1.5054（8）nm3,Z=4;二轴晶,正延性,负光性,一组完全解理,干涉色为三级绿,多色性明显,浅绿色-黄绿-深绿色;折射率α=1.615,β=1.655,γ=1.700（589 nm）,2Vobs=114°～115°,2Vcalc=88.8°;显微硬度平均值203 kg/mm2,相当于莫氏硬度4;实测密度平均3.69 g/cm3,计算密度3.78 g/cm3。X射线粉晶衍射的强谱线有1.5866 nm（7）（002）、0.5340 nm（91）（006）、0.4010 nm（10）（ī14）、0.3209 nm（23）（027）、0.2676 nm（100）（ī110）、0.2294 nm（29）（ī37）和0.2008 nm（11）（228）。汉江石的晶体结构由硅酸盐结构单元TOT（二八面体型）和碳酸盐结构单元Ba2Ca（CO3）2F交替组成,可能有3个多型,即1M型,2M型和3T型。     

西藏罗布莎铬铁矿床中的金刚石包体X射线衍射研究

在西藏罗布莎蛇绿岩的豆荚状铬铁矿石及橄榄岩中找到了金刚石，少数金刚石存在有硅酸盐包体。本研究采用X射线衍射中的CCD（电子藕合）探测技术，测得了粒度仅为20μm左右的包体矿物的粉晶X衍射数据，数据表明该硅酸盐包体有两种，为滑石和蛇纹石，从而说明了西藏罗布莎产于蛇绿岩中的金刚石是天然金刚石，并非“人工合成物”。     

SMART APEX-CCDX射线单晶衍射仪的粉晶衍射新技术及应用

顾名思义 ,单晶衍射仪是进行单晶衍射及结构分析而设计的 ,在传统的X射线衍射仪器中 ,单晶衍射仪及粉晶衍射仪功能各别 ,如四圆单晶衍射仪 ,如果所挑选的晶体颗粒不是严格的单晶体 ,则无法进行后继的测试研究 ,而粉晶衍射仪也不能进行单晶数据收集。与上述的衍射仪不同 ,SMARTAPEXCCD单晶衍射系统采用了平面电子耦合探测装置在面上进行衍射数据收集 ,当在旋转照相时可在面探测器上得到清楚的衍射点 ,如果衍射是彼此分离的单晶衍射斑点 ,则启动单晶测定程序进行晶胞参数、空间群测定及数据收集 ,如果得到的不是分离的衍射斑点而是连续…