NOAA系列卫星高能粒子数据一致性统计分析

顶部电离层是低轨道卫星的运行空间,是能量粒子沉降的重要区域,认识这个空间的能量粒子分布特征对研究各种空间天气事件、地震、火山以及其他人类活动引起的扰动具有重要的现实意义.本文利用位于顶部电离层的5颗NOAA系列卫星数据,统计研究了100~300keV的电子和80~2500keV的质子的全球分布特征.研究发现:高能电子和质子主要分布在两极辐射带和南大西洋异常区,两极辐射带观测到的高能电子通量比南大西洋异常区高几倍到一个数量级,而质子则相反;高能电子在两极辐射带地区通量分布具有不对称性,主要表现为在北辐射带西经75°到东经90°存在低值区,相对应的是粒子主要聚集在其磁共轭区,且其边界和南大西洋异常区相交;高能质子两极辐射带对称分布,在南半球东经0°至东经50°存在高值区.利用概率密度统计分析发现,各颗卫星在南大西洋异常区和两极辐射带的高能电子和高能质子通量总体上均呈正态分布.在南大西洋异常区,NOAA-15观测到的高能电子通量比其他卫星的低,NOAA-16观测的高能电子通量比其他卫星的高,各卫星的高能质子观测结果基本相同.在两极辐射带,各卫星观测的高能电子通量结果基本相同,NOAA-18和NOAA-19观测的质子通量最高,NOAA-16和NOAA-17次之,NOAA-15最低,其中NOAA-19比NOAA-15观测到的质子通量要高一个数量级左右.在磁暴期间顶部电离层高能电子的变化表明地磁指数Dst和空间粒子通量变化具有时间同步性.本文的研究成果将为我国下一代电磁卫星设计提供基础依据.     

额济纳绿洲近20年来土地覆被变化

土地利用/土地覆被变化研究是近年来全球环境变化研究的焦点之一。根据黑河下游额济纳绿洲土地生态分类,利用1982年与2000年2期TM遥感数据对比和野外实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,分为河岸乔木林、河岸灌草林、荒漠稀疏灌丛、荒漠稀疏草地、河道与水域、盐碱化土地、城镇、戈壁、流动沙丘和剥蚀地山丘陵, 从各类土地分布面积变化和类型转移趋向与幅度两个方面,分析了额济纳绿洲20年来土地覆被变化。结果表明：①土地覆被类型结构发生了较大变化,河岸乔木林面积萎缩了0.97％、斑块数减小了376,而河岸灌草林增加了0.92％,数量减小1 316;而％LAND指数荒漠稀疏灌丛由4.49％增加到5.65％,由于中游来水量的锐减,河道和水域的斑块数由40个减少到6个,％LAND指数减小了0.15％。与此同时流动沙丘％LAND指数增加了0.42％。②近20年来以胡杨为主的河岸乔木林和荒漠稀疏草地减小了45.02％和14.55％,相应地以柽柳为主的河岸稀疏灌草地和荒漠稀疏灌丛增加了35.03％和25.88％;河岸乔灌林向河岸灌草林景观转移概率为45.95％,向荒漠稀疏灌丛和稀疏草地转移了0.78%和3.01％,向戈壁转移了10.87%;河岸灌草林景观类型向河岸乔灌林转移8.06％,向稀疏灌丛和稀疏草地转移10.95%和19.64%,向戈壁转移11.88％;③额济纳绿洲具有从河岸乔木→河岸灌草地→荒漠稀疏灌丛快速演化的趋势。     

广西大厂X矿体数字化研究及其意义

以计算机为辅助工具,将GIS技术与矿床数学模型软件包相结合,完成对广西大厂X矿体的数字化研究.研究的第一步是建立矿体原始资料数据库,该数据库包括矿体所有探矿工程的品位数据、岩性数据以及空间坐标;第二步是建立矿体的矿体数学模型,科学地估算出矿体各点的品位值;第三步是根据建立好的矿体品位模型,结合GIS技术,建立矿体矿化强度模型.该矿体的数字化研究在实现矿山动态管理和进行找矿预测等很多方面具有重要的意义.     

化学物质释放激发中低纬扩展F的数值模拟

利用离子和电子动量方程、连续性方程以及电流连续性方程建立了适合描述中低纬spread-F发展的物理模型,并对模型进行了数值求解,讨论了利用H₂O释放来激发电离层Rayleigh-Taylor不稳定性的可能性. 结果表明,电离层处于不稳定状态时,H₂O在电离层底部释放后,造成电子的大量消耗,增强了峰值高度以下电子的密度梯度,有利于spread-F的发展,在spread-F发展的过程中,释放中心附近会形成电子密度的消耗区,两侧出现密度的增强区;而电离层比较稳定时,初始扰动会逐渐稳定下来,但化学物质释放仍能造成电子较长时间、较大范围的扰动.     

沙漠地区页岩气地质调查井施工技术

武威盆地儿马湖凹陷地质调查井武地1井钻井工程位于内蒙古自治区腾格里沙漠腹地,施工条件恶劣。上部第四系覆盖层主要岩性为黄色砂土和红色细砂,厚度大,松散易垮塌。针对武地1井钻井难点,从井场建设、钻井设备的选择、井身结构、钻井液优化等方面采取措施,为沙漠地区钻井施工积累了经验。     

导致塔里木河流域土地沙漠化扩展的深层次原因分析

就塔里木河流域的总体情况而言,在人类历史之前,沙漠化形成是一种完全受气候变化制约的自然过程,在现代干旱环境背景下,超载放牧、滥挖滥采、毁林毁草开荒以及水资源的不合理利用是导致目前塔里木河干流沙漠化持续扩展的几种主要的不合理人为活动。那么,又是什么原因促使人们在与自然相处过程中,采取了这些显然违背自然规律的活动？在实地考察基础上,结合前人研究的成果资料,对导致塔里木河流域沙漠化扩展的深层次原因进行分析。认为,主要是人口压力、政策失误和利益驱动促使人们在与自然相处过程中,采取了这些显然违背自然规律的活动。因此,控制人口增长、采取正确的政策引导、正确处理经济利益和生态环境之间的关系是促进当地土地沙漠化逆转所必须的。     

地震电离层探测技术及其应用研究进展

2017年即将发射的中国电磁监测试验卫星将填补地震电离层立体监测体系中不可或缺的空白区域,也将为天地一体化地震电磁对比校验及圈层耦合机理认识提供重要的科学支撑.针对近期地震电离层立体监测体系发展的需求,本文主要介绍了目前国内用于地震研究的地基及空基电离层探测技术,包括电离层垂测/斜测、甚低频(VLF)电波观测、舒曼谐振观测、GPS及空间卫星电磁等,并总结了各种探测技术在国内外地震应用研究中的进展; 最后结合不同探测手段的优势,探讨了地震电磁立体探测系统的构建,并就未来的多手段综合应用发展提出了建议.      

毛细饱和带横向渗流数值模拟

自主编写计算机程序构建了分别基于达西定律和非线性渗流规律的渗流数值模拟技术,并开展了稳定毛细条件下多孔介质中的横向渗流实验,揭示了多孔介质毛细饱和带中渗流流场的分布特征及其变化规律:①在渗透性良好的多孔介质毛细饱和带中的渗流,当补排水水位差增大时,总水势等势线在各区域均增大,分布得更为密集;压力势水平向梯度在各区域亦均增大;压力势垂向梯度在上升流动区增大,在下降流动区减小,在中部近水平流动区变化不大;毛细饱和带厚度在上升流动区减小,在下降流动区增大,在中部近水平流动区变化很小,且仍近似等于水静止时的毛细饱和带厚度。②在低渗透性多孔介质毛细饱和带中的低速渗流,在整个渗流区域,按达西定律推算的相同总水势值的等势线比按非线性渗流规律推算的更靠近排泄区;在水势梯度较小的区域,按达西定律计算出的总水势等势线分布比按非线性渗流规律推算的更稀疏;反之,在水势梯度较大的区域,按达西定律计算出的总水势等势线分布比按非线性渗流规律推算的更稠密;结果表明,以非线性渗透规律为基础的数学模型对低渗透多孔介质毛细饱和带中低速渗流规律的刻画更为准确。      

Meta分析在深部找矿预测中的应用——以铜陵铜山铜矿为例

为了深入研究找矿技术方法的优选和集成,引入了"有效性"的概念来衡量某种探测技术方法的找矿预测效果.Meta分析是一种起源于医学领域,对具备特定条件的、同类研究主题的大量研究结果进行综合后统计的超常规综合统计方法.文中对引入Meta分析的思路和可行性充分分析论证后,以铜山铜矿为例,首次应用Meta分析方法对CSAMT,TEM,EH4三种物探方法所获得的二维反演剖面进行了三种方法找矿预测的有效性定量对比研究.结果表明,在铜山铜矿前山南测区,CSAMT法与EH4法的找矿预测有效性比TEM法明显要高;而CSAMT法和EH4法的找矿预测有效性没有明显差异.     

浙江梅山湾表层沉积物中甲藻孢囊分布和多样性研究

甲藻孢囊可以为赤潮提供种源, 还可用于指示海区富营养化状态。以往对甲藻孢囊分布的研究多集中于开放性水域和自然形成的海湾中, 在半封闭性人工海湾中的研究较少。梅山湾原属南北开放水域, 但于2012~2017年在向陆侧建设了北坝和南坝, 使其成为半封闭式人工海湾。通过对梅山湾内外海域采集到的6份表层沉积物样品分析, 共鉴定出37种甲藻孢囊, 其丰度介于237~1 054 cysts/g。甲藻孢囊平均丰度湾内高于湾外, 推测是筑堤后湾内水动力减弱, 悬浮物质浓度降低, 水体透明度升高, 水中颗粒物质沉积速率降低和水体富营养化所导致。调查海域甲藻孢囊物种多样性指数介于1.63~2.47, 均匀度指数介于0.58~0.82, 两者湾外均显著高于湾内, 反映出湾内生态系统稳定性更弱, 发生赤潮的可能性更高。研究共检出16种赤潮种和9种有毒甲藻孢囊, 产毒种及赤潮种丰度和种类占比湾内都高于湾外, 优势种有原多甲藻(Protoperidinium sp.)、美利坚原多甲藻(Protoperidinium americanum)、透镜翼甲藻(Diplopsalis lenticula)、微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)、链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)。“筑堤效应”加剧了湾内外表层沉积物中甲藻孢囊分布的差异性, 也加重了湾内有毒有害赤潮发生的风险, 故应重视对湾内有毒有害甲藻的监测。