基于遥感数据的多年平均物候不确定性研究

多年平均物候能够反映植被生长发育节律的均衡状态,是植被物候模拟与预测的关键参数之一。遥感已广泛用于地表物候监测,是空间多年平均物候信息的重要来源。然而,基于遥感的多年平均物候存在不同计算方法,如先确定每年时序曲线的物候点再求平均值（平均法）,以及先求多年平均时序曲线再确定物候点（参考曲线法）。上述方法的结果可能存在差异,但目前尚缺乏对这一不确定性及其影响的认识。针对该问题,本研究利用2001年—2016年遥感植被指数数据,分别在平均法和参考曲线法下提取中国森林生长季起始时间的多年平均值（■）,比较■的差异（■）及其空间异质性;进一步选取物候研究中常用指标,即以■为基础的温度“季前时长PD (Preseason Duration)”,分析■不同计算方法对物候—气候关系的潜在影响。结果表明,（1）不同方法下的■差异显著,总体上平均法小于参考曲线法（-2.6±2.2 d,占88%）,其中存在8.0%和6.0%的有效像元其动态平均法和固定平均法小于参考曲线法超过7 d,主要分布在东南丘陵地区。（2）■具有显著的空间异质性,主要表现为随年均温的升高而减小（Slope=0.07 d/℃,P<...     

埋藏方式控制储层压实效应的定量表征--以库车坳陷白垩系砂岩储层为例

埋藏方式对于储层压实作用的制约效应非常明显,但其定性描述无法精确反映其所涵盖的诸多因素。由此引入时—深指数（TDI指数）,是对储层埋藏历史中时间、温度和埋藏压力三者的综合表征,并以定量形式揭示埋藏方式的差异。以库车坳陷白垩系砂岩储层为例,探讨TDI指数对于储层粒间体积的制约效应,两者呈现明显的相关性,表明TDI指数不仅可以较好地表征储层埋藏方式的差异,也对于储层储集物性有着特殊的预测效果。     

岱海与太湖沉积物焦碳和烟炱最近200年历史对比研究

黑碳是不完全燃烧产生的一种难熔的含碳物质的连续统一体,由焦碳（char）和烟炱（soot）组成。岱海与太湖沉积物焦碳和烟炱浓度对比显示,两个湖泊焦碳浓度和通量变化受局地火事件影响,无明显的规律;  而烟炱具有相似的变化历史,主要反映在1970年代后期急剧升高,与中国工业化历史一致。烟炱粒径细小,具区域传输特点,可以通过沉积物指示大气烟炱。结合当前大气气溶胶烟炱浓度,恢复了岱海与太湖地区最近200年来的大气烟炱浓度。其变化趋势与200年来北半球温度对比显示,大气烟炱中的高浓度对应于高温,低浓度对应低温。这种历史关系进一步证实大气烟炱在全球增温中具有极其重要的作用。     

基于多GPU的Harris角点检测并行算法

提出了一种基于多图形处理器(graphic processing unit,GPU)设计思想的Harris角点检测并行算法,使用众多线程将计算中耗时的影像高斯卷积平滑滤波部分改造成单指令多线程(single instruction multi-ple thread,SIMT)模式,并采用GPU中共享存储器、常数存储器和锁页内存机制在统一计算设备架构(com-pute unified device archetecture,CUDA)上完成影像角点检测的全过程。实验结果表明,基于多GPU的Har-ris角点检测并行算法比CPU上的串行算法可获得最高达60倍的加速比,其执行效率明显提高,对于大规模数据处理呈现出良好的实时处理能力。     

水力压裂脉冲频率对煤岩预制孔密封效果影响

脉冲水力压裂技术是改造低渗储层的一种重要手段,通过水楔效应和脉冲疲劳损伤双重作用沟通裂隙网络,提高低渗储层导流能力。在脉冲水力压裂室内试验中,试样中预制孔的密封问题是决定水力压裂试验成败的关键,而起裂压力又是评价脉冲封孔段密封效果的重要指标。通过煤岩脉冲水力压裂室内试验,建立了封孔段薄弱结合面与煤岩基体力学性质的关联,研究不同频率对煤岩起裂压力的影响,最终拟合相关数据得到：基于煤岩脉冲作用下起裂压力的预制孔封孔压力经验公式。研究结果为脉冲水力压裂室内试验的试样预制孔密封提供依据。     

东阿拉伯海拉克希米盆地浊流沉积序列的粒度变化及其对中更新世气候转型的响应

阿拉伯海印度沉积扇是世界第二大海底扇,保存着来自喜马拉雅和喀喇昆仑等山系的新生代风化沉积物,是研究印度季风和南亚地区环境演化的理想材料。通过对2015年3~5月完成的IODP 355航次U1456钻孔A段总长345.36 m沉积物（约1.8 Ma以来）的沉积特征分析,发现其为典型的浊流沉积。通过对757个样品高分辨率的粒度测试,揭示研究区沉积序列在构造时间尺度上的粒度变化主要受到印度季风降水控制,阿拉伯海深海沉积物的粒度变化可作为一个新的季风演化的替代指标。从1.80~1.18 Ma到1.18~0.10 Ma,浊流沉积物的堆积速率降低,粒度变细,揭示了更新世印度季风强度的阶段性减弱。在沉积序列上,砂组分的变化周期从约41 ka向更长周期转化,推测东阿拉伯海U1456A钻孔沉积物序列在中更新世的粒度变化可能是对印度季风气候转型的响应。

     

浑善达克沙地地表沉积物有机碳同位素组成 与植被-气候的关系

研究现代地表沉积物有机碳同位素与植被-气候的关系,对于重建过去气候变化过程有重要意义。然而,对于气候变化幅度大、生态环境脆弱的浑善达克沙地,尚缺少相关的研究。本研究对浑善达克沙地进行了全面采样,对42个地表样品进行了有机碳同位素分析。结果表明,浑善达克沙地表土有机碳同位素(δ13C)介于-25.0 ‰ ~-19.4 ‰ 之间,平均为-22.2 ‰。通过两端元方法估算,研究区C4生物量介于0~46% 之间,平均为17.9%,与前人的C4植被调查结果有很好的可比性。相关分析表明,C4生物量与年降水量呈显著负相关关系,而与温度关系不大,这表明在该地区年均温差异较小的情况下,降水可能是控制C4植物生物量的主要因素; 另外,推测也可能是研究区C3生物量的变化主导地表有机碳同位素的变化。建立的δ13 C-年降水量转换函数,预期可用于重建浑善达克沙地全新世降水量的变化。     

宁夏沙坡头沙漠扩张的时代: 来自黄河阶地光释光年龄证据

由于新构造运动作用,宁夏沙坡头地区从早更新世以来发育了多达9级的黄河阶地。在高阶地上部发育非水相结构的黄色粉砂-砂沉积物。光释光测年结果最老为74ka,大部分年龄处于末次冰期的早期。这与黄河阶地的形成时代不一致,推断这些沙沉积物并不是与阶地同时形成的,而是末次冰期干冷环境下的风成物质。这些风成沙沉降到阶地面后,进入以砾石为主的黄河阶地堆积物而保存下来,可能指示了腾格里沙漠东南缘沙漠在末次冰期干冷气候背景下的扩张。本研究提供了在末次冰期气候干冷背景下腾格里沙漠扩张和风沙活动增强的直接证据。     

菲律宾以西海域的高温暖水与南海夏季风爆发

为了揭示高温暖水在中国南海（文中简称南海）夏季风爆发中所起的作用,依据欧洲中期天气预报中心发布的第5代全球大气海洋再分析资料,发现气候平均意义下印度洋—太平洋暖池中30℃以上高温暖水会在5月出现移位：5月上旬高温暖水出现在孟加拉湾中部,而到下旬消退并移位到南海南部。通过分析局地天气尺度的海洋-大气相互作用过程,揭示了上述高温暖水月内移位的物理机制：在孟加拉湾夏季风爆发后,逐渐增强的潜热释放和减少的短波辐射会导致孟加拉湾高温暖水的面积逐渐缩小;与此同时,在副热带高压影响下,南海菲律宾岛西南高温暖水出现,并因其面积逐渐增大,并与泰国湾的高温暖水共同构成了南海南部的高温暖水。研究发现南海季风爆发几乎都出现在上述高温暖水移位之后,因此孟加拉湾中部和南海南部海表温度的差由正转负可以作为南海季风爆发的先兆。

     

渤海湾盆地新生界生油岩系底界面温度分布

依据渤海湾盆地2000余口测温井的地温梯度数据、地层岩性描述、分层数据以及钻井资料,计算了该盆地各生油岩系底界面的温度。统计结果表明:渤海湾盆地沙河街组大部分凹陷区地层底界面温度介于90℃至150℃,目前仍具有大量生油的温度条件,而在隆起或一些凸起地区,该地层组段温度普遍小于90℃,未能达到生油的温度指标。东营组和孔店组地层也仍具有一定的生油温度条件。研究还表明:地层温度与地层界面埋深密切相关,温度随界面埋深的增大而升高,沉积厚度大的凹陷区地层界面温度大于沉积厚度小的凸起区或斜坡地带,说明地层界面埋深是决定地温高低的主要控制因素,而地温梯度对地层界面温度的影响相对较小。