瞬变电磁视时间常数tau成像分析与应用研究

基于瞬变电磁二次场的衰减理论,分析了地质异常体岩性参数与瞬变电磁响应规律,即电导率与时间常数tau成正比,导电性越良好的矿体,其时间常数越大,且二次场曲线衰减越慢。将瞬变电磁数据分解成多时窗的含有tau参数的自然指数衰减规律,得出了晚期道基于时窗提取的视时间常数tau成像方法。通过物理模拟试算和实测数据的验证,视时间常数tau成像能很好地反映晚期道地质异常体在水平面上的空间分布特征。该方法计算速度快,克服了反演速度慢的问题,也为地质异常体的定位提供了重要依据,并为其他成像和反演方法提供约束条件有重大的指导意义。     

气候变化问题研究中的科学不确定性和亟待加强研究的课题

气候变化问题是当今世界各国政府和科学家极为关注的热点问题之一，本文对这一问题的研究进展及其科学不确定性进行了较为全面评述，弼出了近期我国在该领域亟待加强研究的课题。     

基于MODFLOW-SUB建立变渗透系数的地下水流-地面沉降模型

在基于MODFLOW-SUB建立的地下水流-地面沉降模型中,设定黏性土夹层内垂向渗透系数为常数,但黏性土夹层在压缩过程中,其垂向渗透系数会随之变化,因而运用该模型预测长期地面沉降可能与实际情况有较大差距。本次研究通过结合沉降过程中黏性土夹层内垂向渗透系数与水头的变化规律对SUB源代码进行改进,建立变渗透系数模型,并以美国地质调查局建立的加州羚羊谷典型结构为基础设计算例,分别对常渗透系数模型和变渗透系数模型进行模拟。结果显示：在开采初期的前20 a,两模型具有较好的一致性;随着开采的持续进行,变渗透系模型计算的累计沉降量逐渐小于常渗透系数模型,80 a内沉降量减少了约15.6%;随着开采量的增大,两模型产生差异的时间逐步提前且最终沉降差值增大;随着夹层厚度的增大,两模型产生差异的时间逐步滞后但最终沉降差值增大。由此表明,常渗透系数模型和变渗透系数模型在开采初期都具有很好的适用性,可以满足模型精度,但随着开采时间的延续,变渗透系数模型可以更好地反映实际压缩沉降过程。     

基于WebGIS的地面沉降监测预警信息系统构建的研究

首都地质资源环境承载能力监测预警平台,将建成为地质勘查管理与服务的"智慧型"大数据平台,其中地面沉降监测预警信息系统是平台的重要组成部分,与当前平台已实现了初步的集成、整合。而WebGIS技术是传统GIS在网络上的延伸和发展,也是监测预警平台搭建的关键技术之一。本文重点研究了以Arc GIS Server构建的地面沉降监测预警信息,采用分布式体系结构,技术手段上使用B/S模式,以ArcGIS API For Java Script搭建框架,实现空间数据的展示、交互、分析等功能,为加快推进首都地质资源环境承载能力监测预警平台建设,提供技术支撑和前期探索。     

基于双重稀疏表示的地震资料随机噪声衰减方法

针对固定字典难以完全匹配实际资料复杂的形态特征,以及学习字典不具备快速算法、计算复杂等问题,文中选择双重稀疏字典来兼备结构性和自适应性,不仅降低了训练样本的数量,而且更适于高维信号的分析。该方法以过完备离散余弦变换(overcomplete discrete cosine transform,ODCT)作为训练基字典,将待处理资料的特征数据作为样本,利用稀疏K-SVD算法,建立了基于双重稀疏字典的地震随机噪声衰减模型。典型的合成及实际高维地震资料处理结果表明,本文方法不仅可以有效地对地震资料随机噪声进行衰减,而且能更好地保持断层等边缘结构。     

QuikSCAT卫星遥感与MM5模拟海表面风场的综合分析

利用2000—2009年中国近海海域(105~135°E,0°~45°N)Quik SCAT卫星遥感风场资料和2007年MM5模拟风速结果,运用对比验证、经验正交函数(empirical orthogonal functions,EOF)和奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法,分析了Quik SCAT卫星遥感风场资料和MM5数值模拟风速结果的特征。结果表明:两者风速的空间分布形态相似,且风速变化密切相关;QuikSCAT卫星遥感风场的空间分布形态更加接近实测结果,而模拟风速结果的量值更加接近实测结果。采用PS(Pattern-Scaling)方法分别提取了Quik SCAT卫星遥感风场的空间分布形态和模拟结果的量值,得到的风速空间分布形态与Quik SCAT卫星遥感风场一致,且风速量值与模拟风速结果相同。通过初步检验发现,PS方法改善了卫星遥感风速在中国近海海域风速偏大的问题。     

GCM STUDIES ON ANTHROPOGENIC CLIMATE CHANGE IN CHINA

Impacts of human activities on climate change as simulated by the general circulation models(GCMs)in China for the recent ten years have been summarized and reviewed in this paper.Theresearches show that it might be getting warmer over China due to the greenhouse effects.Theatmospheric circulation and precipitation also might be changed due to the greenhouse effects.Theassessments and evaluations of the models over the globe and China have also been presented in thispaper.     

人工智能应用于地球系统科学

1地球系统科学需要人工智能众所周知,地球系统包含了大气圈、水圈、陆地岩石圈、冰雪圈和生物圈等的复杂的相互作用和反馈,涵盖自然的和人类的全方位相互作用,直接涉及复杂的数学、地理、物理、化学和生物等多学科,间接则涉及社会和经济等众多领域。时间尺度可以从百万分之一秒到亿年,可以研究古代、历史时期、现代,以及未来的预测与预估;空间尺度宽泛,从原子到行星尺度,可以研究一个点,也可以研究整个宇宙,因此对认识地球系统带来许多困难。然而地球系统的变化涉及人类的生存,因此是全人类共同关心的问题。     

QuikSCAT卫星遥感风场可靠性分析及其揭示的中国近海风速分布

利用2000—2009年美国国家航空航天局(NASA)在中国近海海域(0°~45°N,105°~135°E)的QuikSCAT卫星遥感风场资料与近海测风塔(位于上海近海)、海上石油平台(位于东海和渤海)、岛屿站(南海珊瑚岛和西沙海边观测塔)的实测风场资料进行对比分析,检验了QuikSCAT卫星遥感风场资料在中国近海海域的可靠性。研究结果如下:各站点实测风速与站点位置以及站点附近的QuikSCAT卫星遥感风场资料相关系数均在0.7以上;QuikSCAT卫星遥感风场资料与海上石油平台的风速均方根误差较小(约1.5 m/s);其年均值均大于实测值,差值范围是0.1~1.3 m/s;其Weibull形状参数K与海上石油平台以及近海测风塔的K值较为接近,表明QuikSCAT卫星遥感风场资料各风速段的频次分布形态与观测站的实测值基本吻合,QuikSCAT卫星遥感风场资料能基本合理地反映出中国近海风速的分布状况。利用QuikSCAT卫星遥感风场资料分析了中国近海及其邻近水域风速的空间分布特征:(1)台湾海峡是中国近海风速最大的区域,从台湾海峡向东北至日本海,往西南至南海北部115°E附近和巴林塘海峡为风速的次大值区;(2)28°N到长江入海口的东海海域年均风速为7.0~7.5 m/s,在黄海和渤海为5.5~7.0 m/s,在南海北部自东向西由8.5 m/s递减为6.0 m/s,北部湾最大风速区位于东方附近海域。