利用主成分分析法提取绿洲水体专题信息的研究

水资源对于以荒漠为背景的绿洲具有极其重要的作用,及时掌握绿洲水体的动态变化定量信息,对于合理调控绿洲区域生态环境,可持续发展区域经济活动具有重要意义。针对塔里木盆地南部特有的极端干旱地区,选择策勒绿洲为重点研究靶区,采用主成分分析方法,提取1990和1998年两幅卫星图像中水体专题信息。与以往方法相比,该方法不仅可有效避免常规分类法中存在的误差累积,结果出现较多伪变化信息的缺陷;亦可减小辐射差异对光谱比较法的极大限制,从而直接获得水体变化信息,实现过程简单、清楚,可操作性强。     

Modelling spatial variations in dissolved oxygen in fine‐grained streams under uncertainty

This paper presents a novel triple‐layer model, called VART DO‐3L, for simulation of spatial variations in dissolved oxygen (DO) in fine‐grained streams, characterized by a fluid mud (fluff or flocculent) layer (an advection‐dominated storage zone) as the interface between overlying stream water and relatively consolidated streambed sediment (a diffusion‐dominated storage zone). A global sensitivity analysis is conducted to investigate the sensitivity of VART DO‐3L model input parameters. Results of the sensitivity analysis indicate that the most sensitive parameter is the relative size of the advection‐dominated storage zones (A_s/A), followed by a lumped reaction term (R) for the flocculent layer, biological reaction rate (μ_o) in diffusive layer and biochemical oxygen demand concentration (L) in water column. In order to address uncertainty in model input parameters, Monte Carlo simulations are performed to sample parameter values and to produce various parameter combinations or cases. The VART DO‐3L model is applied to the Lower Amite River in Louisiana, USA, to simulate vertical and longitudinal variations in DO under the cases. In terms of longitudinal variation, the DO level decreases from 7.9 mg l at the Denham Springs station to about 2.89 mg l^?1 at the Port Vincent station. In terms of vertical variation, the DO level drops rapidly from the overlying water column to the advection‐dominated storage zone and further to the diffusive layer. The DO level (C_F) in the advective layer (flocculent layer) can reach as high as 40% of DO concentration (C) in the water column. The VART DO‐3L model may be applied to similar rivers for simulation of spatial variations in DO level. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

湖南宝山矿床花岗岩类硫-铅同位素和流体包裹体研究及其成因意义

宝山铜铅锌多金属矿床是湖南重要的铅锌生产基地。矿床内矽卡岩型铜(钼)矿化受侏罗纪花岗闪长斑岩的控制,而主要的铅锌矿体则产于远离岩体的碳酸盐地层中,且缺乏可靠的矿化年龄限制。为了查明宝山铅锌矿体与花岗闪长斑岩之间的成因关系,文章对宝山花岗岩类中浸染状黄铁矿的硫同位素和钾长石的铅同位素,以及铅锌矿石萤石脉石的流体包裹体进行了测试和研究,并与前人报道的铅锌硫化物矿石的硫、铅同位素进行了对比,尝试为宝山铅锌矿化的物质来源及成因提供依据。研究表明,花岗闪长斑岩中浸染状黄铁矿的δ34S值为+1.5‰~+3.5‰,与铅锌矿石硫化物(方铅矿、闪锌矿及黄铁矿)相一致;同时,花岗岩类中钾长石的铅同位素组成206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为18.4789~18.7668、15.6835~15.7220和38.7903~39.1035,具有壳源的特征,且与铅锌矿石硫化物的铅同位素分布范围相吻合。宝山矿床的硫、铅同位素特征表明,花岗闪长斑岩应是铅锌矿化的主要硫源及金属来源。宝山矿床铅锌矿石萤石中的流体包裹体具有低温(130~150℃)、低盐度(8%)的特征,可能是岩浆热液演化到晚期的产物。结合已有的有关资料加以对比和分析,研究认为,宝山铅锌矿床的成矿物质应来源于花岗闪长岩的岩浆期后热液,在热液演化晚期迁移到远端地层中沉淀,形成了宝山的主要铅锌矿体。     

我国尾矿综合利用研究现状及建议

尾矿资源综合利用问题已受到世界各国的重视,其对策已由消极的废物处理转向物质再回收,尾矿资源化的发展趋势越来越清晰。但是,我国尾矿综合利用率和发达国家相比还存在较大的差距。大量的尾矿积存,对矿山周边地区环境、土地利用造成了严重的影响。开展典型尾矿资源综合利用技术研究和推广尾矿资源产业化利用技术研究与推广,不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山焕发青春,而且还能够重新成为新的资源基地,以开辟新的材料科技领域,推动科技进步,同时也可以解决环境污染、改善生态环境和整治国土,具有巨大社会、经济和环境效益。因此尾矿的综合利用要做到国家重視、立法保障、评价先行、技术支撑、全部利用,才能真正解决尾矿污染等问题。     

绿柱石与硅铍石原位结晶实验研究

绿柱石与硅铍石均为铍矿物家族中的主要成员,是重要的工业铍矿物,利用背散射和电子探针研究矿物特性时,常可见两者共生或发生交代的现象（饶灿,2009;Reyf, 2008; Evensen, 1999）,其结晶条件对于成矿环境与成矿机制均具有重要的指示意义。前人已进行了关于绿柱石,硅铍石等铍矿物稳定性的实验研究,但研究多采用高温淬火的高温高压实验装置,误差大,且无法原位观测矿物结晶习性（王振杰, 1992;Sirbescu et al., 2009）,本文利用热液金刚石压腔,原位观测了绿柱石与硅铍石的结晶过程,得到了它们结晶的温压条件及结晶习性。     

双线偏振雷达资料在数值模式中的应用: 模拟器的构建

基于Rayleigh-Gans散射原理构造一个S波段双线偏振雷达模拟器。模拟器考虑了云冰、雪、雨和雹4种水凝物,以水凝物的混合比和数浓度以及水凝物粒子的轴比、相对介电常数、下落倾角为输入量,计算得到水平/垂直偏振反射率因子、差分反射率、比差分相位等偏振量。通过二维理想飑线模拟的试验结果表明,模拟器合理地再现了二维理想飑线系统成熟期的主要偏振特征:雹的反射率较高,差分反射率较低(又称Zdr洞);对流云区的Zdr柱;层云区的反射率和比差分相位的0℃层亮带特征;雨滴反射率与差分反射率因子的“雨线”统计特征。利用该模拟器建立了模式变量和偏振雷达观测的联系,有助于未来将偏振雷达观测资料应用于模式预报效果评估及对流尺度资料同化等方面的研究和应用。      

中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风和大气湿度的关系

利用1961-2013年中国地面台站长期观测资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,以华北、江淮和华南为研究区,分析了中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风以及大气湿度的关系。结果表明:(1)冬季霾日与东亚冬季风强度成显著的负相关。首先,东亚冬季风强度的减弱使得地面风速减小,进而导致冬季霾日增多。其中,华北7-8 m/s最大风速日数和江淮6-8 m/s最大风速日数的减少,及华南≤2 m/s最大风速日数的增多对各区冬季霾日的增多作用较大。其次,东亚冬季风减弱引起冬季气温的持续升高,易导致冬季霾日的增多,这在华北地区较之在江淮和华南更为明显。(2)由于气候变暖,冬季气温升高,使得近地面相对湿度减小。在江淮和华南地区,冬季霾日的增多与近地面相对湿度的减小显著相关,而在华北地区这种相关较弱。(3)冬季气温升高也有利于大气层结稳定度的增强,3个区域冬季霾日的增多均与大气层结稳定度的增强显著相关,特别是与对流层中低层(850-500 hPa)大气饱和度的降低显著相关。(4)冬季霾日数变化与区域水汽输送关系密切。其中,华北地区的冬季霾日数与水汽总收入成显著正相关,江淮地区与纬向水汽收入成显著正相关,与经向水汽收入成显著负相关,华南地区与经向水汽收入成显著负相关。     

2015年汛期气候预测先兆信号的综合分析

文章全面回顾了发布2015年汛期预测时考虑的先兆信号及其应用情况。2015年春夏季厄尔尼诺事件进一步发展,并由中部型向东部型转变,热带印度洋为一致偏暖模态发展;冬、春季北大西洋三极子为正位相;冬、春季北极海冰较常年略偏少,南极海冰偏多;冬季欧亚积雪增量略少,青藏高原积雪略多但气温偏高。通过诊断分析,认为2015年汛期预测的主导外强迫信号是太平洋厄尔尼诺事件和印度洋海温一致偏暖模态。同时参考动力气候模式的预测,在4月初的预报中,重点考虑了厄尔尼诺事件的强度和空间型变化对东亚夏季风环流的影响,有利于东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压偏强偏西,季风季节内进程偏晚,我国降水呈南多北少型。在5月底的订正预报中,进一步考虑热带印度洋偏暖模态对副热带高压偏强偏西偏南的影响,以及南半球越赤道气流强度偏弱特征及对夏季风季节进程和强度的影响。经过综合分析,准确地预测了2015年东亚夏季风偏弱、我国夏季降水南多北少的布局,以及季节内主要气候事件的演变。最后对汛期气候预测存在的不足进行了初步分析和讨论。     

风暴分类识别技术在人工防雹中的应用

利用新一代多普勒天气雷达资料,在风暴跟踪识别算法的基础上,发展了风暴分类技术,以提高人工防雹作业指挥的效率。首先以SCIT算法为基础,结合风暴的结构特征,综合利用雷达、探空资料,自动提取风暴结构特征指数;其次采用基于决策树模型的风暴自动分类技术,将风暴按强度分为雷雨云、单体风暴、多单体风暴和强风暴;最后根据风暴强度、高度和位置等属性,对有可能产生冰雹的单体,结合GIS,自动对下游方向或附近作业点进行预警或输出作业参数。通过对2006—2014年期间重庆、辽宁大连和河南三门峡三地发生的较为典型的31次冰雹天气过程、182站次冰雹样本的检验来看:该方法通过对风暴按强度、垂直结构等综合属性进行分类,能有效提高冰雹识别的命中率、降低空报率,其中强风暴的命中率能达到100%,空报率仅为11.4%。能有效提高人工防雹作业的自动化程度,对防雹作业的科学决策有着重要参考作用。     

南海海岛自动气象站防护应用技术探索

立足海南及南海的自然条件,结合海岛自动气象站在南海高温、高湿、高盐雾、强辐射、强风等恶劣气候环境下使用情况,通过对历年来海岛自动气象站故障及失效模式的统计和分析,总结分析故障原因。根据设备维护人员多年气象设备保障工作积累总结的经验,从海岛自动气象站结构和防护要求出发,集成应用市场上优质材料、先进工艺和多种成熟、关键设备防护技术,形成一些气象设备防护的有效方法措施,以提高海岛自动气象站对海洋环境的适应性和性能,延长设备使用寿命。