西南喀斯特地区地表水热过程研究进展与展望

西南喀斯特地区水文二元结构以及生境条件的异质性导致地表水热过程异常复杂。水热过程机理研究薄弱,已经成为生态系统退化关键过程识别、生态恢复重建推进的关键限制因素。首先从野外科学实验、陆面过程参数化、遥感反演技术3个方面简要论述了地表水热过程的研究方法,指出在喀斯特地区,目前亟需开展的工作是在样地和坡面尺度上对地表水热过程进行系统的观测和实验,以深化水热过程机理研究,并发展适用于喀斯特地区的陆面过程模式和遥感反演模型。进而评述西南喀斯特地区地表水热过程已有研究进展与存在问题:水分循环研究的重视,但在特殊的地质背景与复杂的生境条件下,土壤水分时空异质性及降雨入渗产流和土壤侵蚀过程的机理仍不明晰,而且水热耦合研究非常缺失。最后从地表水热过程机理、水热过程变化影响机制、生态系统恢复重建水热调控等方面展望了其未来发展趋势。     

东太平洋克拉里昂-克里帕顿断裂带WPC1101沉积柱样磁性地层及沉积环境

对采自东太平洋CC区西部的WPC1101重力活塞柱样进行了岩石磁学、古地磁极性地层及古生物地层年代学研究工作。等温剩余磁化强度（IRM）、磁滞回线和反向场退磁曲线测试结果表明,沉积物中的磁性矿物主要为磁铁矿,仅在柱状样底部存在少量赤铁矿/针铁矿。340~350 cm发育的埋藏结核层,标志着一处沉积间断的存在;60~336 cm发育上新世晚期的硅藻化石Cosinodiscus nodulifer,但古地磁极性地层缺失上新世-第四纪的2r反极性时;0~60 cm见第四纪标准化石Pseudoenuotia doliolus、Spongaster tetras,且顶部缺失1正极性时。综合对比古生物地层学、磁性地层学以及邻近区域地层学特征,认为该柱状样记录了从晚渐新世至第四纪的沉积历史,期间存在晚渐新世至早上新世、上新世晚期至第四纪早期及第四纪晚期3个时期的沉积间断,上述沉积间断的形成可能是南极底流的形成与增强、CCD界面抬升及海底侵蚀作用增强共同控制的结果。     

中高层大气环流模式的初步评估与敏感性分析

提高大气环流模式的模式顶层高度对中高层大气(如平流层准两年振荡)的准确模拟至关重要.本研究将IAP大气环流模型(IAP-AGCM)延伸至中层大气顶(～0.01 hPa,～80 km)并提高垂直方向分辨率(91层),发展了一个中高层大气环流模型(IAP-AGCML91).结果表明,与低层模式相比,该中高层大气模式在整体上...     

一次暴雨与特大暴雪并存的华北强降水过程分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年11月3—4日华北地区产生大范围雨雪天气的成因和降水相态进行分析。结果表明:深厚的低涡和地面气旋是本次过程的直接影响系统,东南风低空急流带来东部海上的充沛水汽,使得暴雨雪区整层大气可降水量远高于当月平均值;低涡和气旋等低层辐合系统与高空辐散叠置,为强雨雪天气提供了持久强烈的上升运动,暴雨区、暴雪区分别为对流不稳定、条件性对称不稳定大气层结,而锋生作用更有利于暴雪产生;雪花形成和增长的环境条件与雪花下降过程是否融化在判断降水相态方面同等重要,二者兼具才能保证地面降雪的出现。     

华北区域性低能见度天气的自动识别及预报

利用2002~2011年的能见度观测资料以及NCEP格点资料,采用天气学方法研究了华北地区的低能见度天气过程。结果表明:造成研究区域低能见度的500 h Pa天气形势可分为3种类型:2槽1脊型、低槽型、纬向气流型;用特征物理量作为这3种天气型的入型判据,建立了华北区域性低能见度天气的自动识别系统;并在此基础上,利用K指数、露点温度差以及500 h Pa和850 h Pa的假相当位温差等天气诊断物理量,进行第二次判别,进一步消空,最后制作低能见度天气预报。利用以上建立的预报方案,对2002~2011年进行冬半年逐日回代检验,预报准确率达到了78%左右;对2012年的试预报结果为:出现3 d区域性低能见度天气过程完全报对,试验结果表明预报方法达到了较好的效果。     

基于WebGIS的气象服务产品自动加工关键技术

针对融媒体时代对气象服务产品加工个性化、准实时、智能化新诉求,以SOA架构组件式开发思想为指导,归纳气象服务产品加工业务共性,提出一套集成应用WebGIS、并行计算和大数据技术的气象服务产品自动化加工解决方案。利用组件开发和工作流引擎技术,搭建面向服务体系架构的产品加工模型装备框架,对产品加工组件进行模型编排,实现无须编程情况下的产品加工模型快速构建;利用基于分布式架构的加工服务器集群技术,搭建加工服务器集群环境,对产品加工模型服务进行发布和管理,实现产品加工任务的秒级高并发处理;利用基于消息和定时机制的加工任务调度技术,开发了产品加工任务调度器,通过设置消息主题和定时计划策略,实现加工任务参数智能解析和适配应用,统一协调触发各加工模型服务进行自动化作业。智能化气象服务产品自动加工系统自业务化运行以来,在加工效率、美观性和扩充性等方面表现出很好的应用价值。以温度、降水、风速、相对湿度全国实况格点服务产品加工为例进行实验,加工耗时由797 s缩减至14 s,效率提高50倍以上。     

A Study of Chromium Adsorption on Natural Goethite Biomineralized with Iron Bacteria

Goethite, especially biogenic goethite, has high specific surface area and great capacity for the adsorption of many contaminants including metal ions and organic chelates. Chromium is a redox actively toxic metal ion that exists as either Cr^Ⅲ or Cr^Ⅵ in nature, and as such it is essential to understand its behavior of adsorption on natural goethite mineralized by iron bacteria, as Gallionella and Leptothrix in water body. The adsorption of Cr^3＋ and Cr^Ⅵ on naturally biomineralized goethite is studied in this paper. The results show that both Langmuir and Freundlich adsorption isothermal models are able to accurately describe the adsorption of these two ions. Investigation of SEM/EDS, TEM/EDS indicates that the two ions do not adsorb homogeneously on goethite owing to the different microstructures of goethite, and that the microspherical goethite has a greater adsorption capacity for chromium ions than the helical one. XPS data show that redox reaction of chromium on the surface of biomineralized goethite takes place in the adsorption of both Cr^3＋ and Cr^Ⅵ. The CrvI adsorbed on biogoethite is much easier to transform into CrIII than the oxidization of Cr^Ⅲ on the bio-goethite.     

华北板块北缘中段姚五沟岩体锆石U-Pb定年、地球化学特征及其与区域构造演化的关系

内蒙古太仆寺旗地区的姚五沟岩体位于华北板块北缘中段,主要岩石类型为花岗斑岩。岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为141.6 Ma±1.3 Ma(MSWD=0.78),形成于晚侏罗世。岩石化学特征显示岩体具高硅富碱的特征,A/CNK=0.93～1.07,为准铝质-弱过铝质,属高钾钙碱性系列。稀土配分模式呈右倾"V"字型,Eu负异常较显著(δEu=0.30～0.43),轻重稀土分异明显(w(La)N/w(Yb)N=34.04～48.59)。微量元素表现出富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr和Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有较高的10000×w(Ga)/w(Al)值(2.85～2.92)和w(Zr+Nb+Ce+Y)值(537.80×10~(-6)～584.10×10~(-6));表明其属A型花岗岩,由下地壳部分熔融而来,并伴随少量幔源组分参与,形成于非造山伸展环境。与研究区内的后淖S型花岗岩(255.8 Ma±1.6Ma,晚二叠世)和白旗A型花岗岩(134.6Ma±1.1Ma,晚侏罗世)的地球化学特征对比,发现由晚二叠世到晚侏罗世,岩浆源区由上地壳的泥质岩部分熔融转换为下地壳部分熔融,并伴随少量幔源组分参与,其大地构造背景由陆-陆碰撞环境转换为非造山伸展环境。     

富稀土磷酸盐及其在深海成矿作用中的贡献

中国最近几年对中北太平洋海域开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量高达2000×10~(-6)的富稀土泥。深海泥样品稀土与各主要氧化物相关图解中,∑REY与P_2O_5含量始终保持良好的相关性。在太平洋各沉积物柱状样中,∑REY随着P2O5变化非常敏感。如果将P_2O_5含量高于0.25%的样品剔除,深海泥的∑REY不高于400×10~(-6),指示了磷对稀土元素的控制。海洋磷酸盐能够继承海水的负Ce异常及高Y/Ho比值特征,深海泥样品具有相似特征,且表现为稀土含量越高,其稀土配分模式越接近磷酸盐。酸淋滤实验显示,滤液中萃取出大部分的P及∑REY,且∑REY与P含量具有良好的正相关关系。无论∑REY高低,滤液稀土配分均呈现出显著的负Ce异常;而难溶残留物的∑REY普遍较低,且无负Ce异常特征。根据12组滤液中PO_4~(3-)与∑REY,估算出深海泥中的磷酸盐具有的∑REY含量范围为9495×10~(-6)~28287×10~(-6),这与深海泥中生物磷灰石的稀土含量和稀土模式均吻合。综上所述,我们认为深海泥中的磷酸盐主要以富稀土磷酸盐的形式存在,其稀土含量远高于深海泥中的铁锰氧化物和铝硅酸,因此磷含量的变化对于深海泥的稀土含量和模式影响至关重要。相较于碳酸盐沉积环境下容易形成贫稀土的磷块岩,深海环境下的化学沉积以及有机P的成岩作用容易形成富稀土磷酸盐。     

湖南锡田钨锡多金属矿田燕山期NE向断层演化历史及其成矿意义

为了确定湖南锡田矿田燕山期NE向断层演化历史、蚀变特征及与钨锡成矿关系本文调查了矿田内燕山期断层野外宏观特征,对断层中充填石英脉进行了显微鉴定、阴极发光、含矿元素分析,结果显示:(1)断层以NE60°～70°平行分布于茶汉盆地南北两侧,均倾向茶汉盆地,断层的陡倾、棱角状角砾及梳状石英等指示了断层的张性性质;(2)断层经...