基于三种机器学习方法的降水相态高分辨率格点预报模型的构建及对比分析

冬季降水相态及其转变时间的精细化客观预报对提高气象预报和服务质量具有重要的现实意义。利用京津冀地区国家级自动气象站观测资料及网格化快速更新精细集成产品,统计分析了京津冀地区复杂地形下各类降水相态温度和湿球温度平均气候概率的分布差异及不同降水相态时网格化快速更新精细集成产品中可能影响降水相态判断的特征信息。然后将地面观测天气现象资料、复杂地形下降水相态气候特征及高分辨率模式输出产品作为特征向量,分别基于梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）、深度神经网络（DNN）3种机器学习方法建立了降水相态的高分辨率客观分类模型,并对同样条件下3种机器学习方法对雨、雨夹雪和雪3种京津冀主要降水相态的预报效果进行了对比检验,进一步提升了雨夹雪复杂降水相态的客观分类预报技巧。      

基于各向异性理论的深水区地震资料叠前处理技术

南海北部深水区白云凹陷海底地质构造复杂、速度变化剧烈,各向异性现象普遍存在,多次波极为发育,地震成像难度大。为了更好地提高该深水区地震资料的成像质量,笔者引入了基于各向异性介质的叠前地震资料处理技术,并将其应用到深水白云6-1工区。该技术系列主要由三维广义多次波衰减、各向异性速度分析和偏移成像等技术组成。深水资料应用结果表明：GSMP建立的多次波模型,能有效地压制多次波,使剖面更显著;基于各向异性的高密度速度分析可以更好地描述地质信息;剖面的断层能量在基于各向异性叠前时间偏移处理后得到聚焦,最终该技术系列提高了地震资料的成像质量。     

西藏当雄县拉屋铜铅锌矿地质特征及找矿标志

拉屋矿区铜铅锌矿床为矽卡岩型矿床,矿体主要产于灰岩、大理岩与二长花岗岩接触带上的矽卡岩内。矿区主要构造为北西向拉屋断裂(F3)及其次级断裂,与成矿关系密切。矿体受围岩接触带及断裂、岩层界面控制。围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。     

沉积物重力流流体转化沉积-混合事件层

随着浊流和碎屑流理论体系日臻成熟,重力流的流体转化过程逐渐受到重视,而与其相关联的混合事件层概念也应运而生。混合事件层是单次碎屑流或浊流流体转化中的沉积记录,是多种流变学特征的垂向沉积组合。典型混合事件层沉积序列具有五段式的特征（即纯净砂岩段H₁、条带状砂岩段H₂、黏性碎积岩段H₃、波状层理段H₄、块状泥岩段H₅）,其内部通常存在岩性突变界面。混合事件层发育于粗粒三角洲内部、海底扇和水道与舌状体过渡区、舌状体侧缘、远端及限制性的微型盆地边缘地区,其垂向叠置厚度可达数十米。混合事件层的发现对重力流流体转化、重力流沉积物空间流变学性质研究具有重要意义,同时也推动了油气储层构型和非均质性研究,为进一步寻找深水有利储集砂体提供了新思路。混合层地球物理识别方法的建立及其相关概念在湖泊重力流研究中的灵活应用将是下一步的研究方向。     

基于雷达组合反射率拼图和深度学习的中尺度对流系统识别、追踪与分类方法

中尺度对流系统（Mesoscale Convective System,MCS）是很多对流性天气的主要致灾体,可导致严重的气象和水文灾害,如雷暴大风、冰雹、龙卷风和山洪。对MCS进行准确的识别和追踪,并根据追踪轨迹及获得的MCS特征实现MCS的分类,对灾害天气的分析和预报有重要意义。基于京津冀地区2010—2019年的雷达组合反射率拼图资料,分别使用支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、极度梯度提升决策树（XGBoost）和深度神经网络（DNN）4种机器学习方法,研发了京津冀地区MCS的自动识别算法。使用时、空重叠追踪法对识别的MCS进行追踪匹配,得到包含强度、时间和空间信息的MCS追踪数据资料。在区分线状对流系统和非线状对流系统的基础上,进一步从经典的尾随层云（Trailing Stratiform,TS）、前导层云（Leading Stratiform,LS）和平行层云（Parallel Stratiform,PS）三类准线性MCS的概念模型和结构特征出发,根据追踪轨迹计算MCS的运动方向和MCS近似长轴两侧层状云和强对流云的面积占比,建立准线性MCS的分类算法。MCS的识别属于二分分类问题,以命中率（POD）、虚警率（FAR）、临界成功指数（CSI）和准确率（ACC）为评价指标,综合对比各项指标发现DNN模型较SVM、RF和XGBoost模型对MCS的识别效果更好。使用时、空重叠追踪法对DNN模型识别的MCS进行追踪,结合对两个追踪实例的分析,发现本研究所用的算法取得了很好的追踪结果,也进一步说明了深度学习方法识别MCS的准确性和优势。根据追踪轨迹计算某时刻MCS的运动方向,结合识别的层状云和强对流云的分布位置,准确实现了TS、LS和PS型准线性MCS的分类,为准线性MCS的生命史预测及其致灾天气特别是短时强降水的强度、位置和持续时间的客观预报提供了一种技术思路。      

中亚造山带北山南部柳园洋晚古生代两阶段古地理演化

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段,其间的柳园洋是古亚洲洋的重要分支之一,关于该洋盆的演化过程存在两阶段裂谷盆地和单阶段长期俯冲两种认识。柳园洋位于北山南部石板山地块和双鹰山地块之间,石板山地块的晚古生代沉积序列和物源变化完整记录了洋盆的古地理演化过程,对于重建区域构造演化有重要意义。此次研究聚焦石板山地块独山地区的上古生界火山- 沉积序列,通过砂岩碎屑颗粒组分和碎屑锆石U- Pb- Hf同位素分析,提供柳园洋古地理演化的约束证据。本文数据表明：独山地区下—中泥盆统碎屑锆石年龄为早古生代单峰式分布（~415 Ma）,来自于柳园洋向南俯冲在石板山地块边缘而形成的岩浆弧;上石炭统—下二叠统样品中出现了明显的中元古代碎屑锆石年龄（~1426 Ma）,来自于北侧的双鹰山地块和中天山地块,指示洋盆闭合事件;下二叠统碎屑锆石年龄主要为晚石炭世—早二叠世单峰式分布（301~290 Ma）,来自于裂谷火山活动。此外,本次研究通过对北山南部已发表物源学数据的统计计算,进一步证明并完善了古生代柳园洋两阶段演化模型：中奥陶世—中泥盆世,柳园洋双向俯冲至敦煌- 石板山地块和双鹰山地块之下;晚泥盆世,柳园洋闭合,直至石炭纪晚期,敦煌- 石板山- 双鹰山地块形成了统一的陆缘环境;早—中二叠世,柳园裂谷盆地逐步发育至原洋盆地。     

电感耦合等离子体质谱法直接同时测定地球化学样品中镓铟铊

报道了用HF—HNO3—HClO4分解样品，以^103Rh为内标元素，采用电感耦合等离子体质谱法直接同时测定地球化学样品中痕量镓、铟、铊的方法。方法检出限(6s)Ga、In、Tl分别为0．059、0．002、0．004μg／g，方法精密度(RSD，n＝12)为2.6％—5.3％。用国家一级标准物质进行验证，测定结果与标准值吻合。     

福寿螺入侵中国的扩散动态及潜在分布

福寿螺(Pomacea spp.)严重破坏了农业生产和生态系统,并且对人类健康形成致命的威胁.其中小管福寿螺(Pomacea canaliculata)是世界100种恶性外来入侵物种之一.通过收集福寿螺分布数据绘制分布动态图,重建福寿螺在我国的扩散动态,明晰福寿螺的扩散方向和扩散速度.扩散过程表明福寿螺在中国南方的分布区将会继续扩大范围,有进一步向北扩散的趋势,扩散速度持续增长,未来可能在南方形成全面入侵格局.使用气候和海拔数据变量构建最大熵模型,预测福寿螺的潜在分布区和影响福寿螺分布的关键环境变量,结果显示:浙江、福建、江西、广东、广西、海南和台湾等省已成为福寿螺的高分布区,其危害十分严重;上海、湖北、湖南、四川、西藏、贵州、重庆和云南为中分布区,但也具有较高的潜在暴发风险.环境变量分析显示:年均温度是影响福寿螺分布的最重要环境变量.受试者工作曲线(ROC)检测了模型预测结果的准确度,AUC平均值为0.97,说明预测结果准确,可信度高.这些结果可为进一步开展福寿螺在我国的扩散趋势预测、建立风险评估体系以及制定有效的防治措施提供依据.     

地震预警仪观测地脉动差异与评估场地条件的可行性研究

根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别场地的地脉动观测,多角度对比分析时、频差别,探讨基于地震预警仪观测地脉动评价场地条件的可行性。结果表明,加速度仪灵敏度越高,H/V谱比卓越频率越易识别;速度仪与力平衡式加速度仪观测的地脉动,三分向傅氏谱和H/V谱比的谱形与卓越频率均一致;与TAG-33M强震仪相比,TMA-53烈度仪观测的地脉动整体幅值略高,波形较差,但随着振幅增大趋于一致;在近80%的场地上,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱卓越频率相差<0.5 Hz;当幅值均方根值>0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱均趋于一致;当幅值均方根值为0.02 Gal～0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱谱形均有较高的相似性;当幅值均方根值<0.02 Gal时,TAG-3...     

ＬＣ滤波器设计的优化解析公式

给出了改进的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ和Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ低通原型ＬＣ滤波器的解析设计公式．此公式充分利用阶数取整带来的余量,在不改变滤波器阶数的前提下减小了通带波动,极大地方便了集成滤波器的实现．给出了集成有源高通滤波器设计实例,验证了改进的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ和Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ低通原型ＬＣ滤波器解析设计公式的有效性．