湖泊沉积物中元素相态的连续提取分析—以岱海为例

如何利用湖泊/海洋沉积物地球化学代用指标有效地指示环境很大程度取决于元素的来源及其在沉积物中赋存形态的确定.对位于半干旱区的内蒙古岱海14个沉积物样品的连续提取实验及18个元素在水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态及残留态等六种赋存相态中含量变化进行了测试和研究,结合沉积物的矿物组成,结果表明在岱海流域内只经历了较弱的化学风化过程,除了Ca和Sr外,其他元素主要赋存于残留态中,只发生了很小程度的活化溶解.受元素亲合性和湖水物理化学状态的制约,出溶的Sr与Ca的赋存相态基本一致,而出溶的Pb、Be、Co、Cu、K、Mn、Fe等元素则与自生碳酸盐、有机质表现出一定的亲合性.元素在不同赋存相态中分布为地球化学环境代用指标的提取和解释提供了机理性的实验依据.     

基于多尺度特征深度学习的短临降水预报

雷达回波外推是短临降水预报的一种重要方法。针对雷达回波外推中随着外推时间的增加而出现回波演变信息丢失这一问题,本文提出一种多尺度特征融合的深度学习短临降水预报模型(以下简称为MSF2)。首先,采用多尺度的卷积核对网络的浅层信息进行特征提取,弥补单一特征检测带来的不足。其次,将不同维度的特征信息进行拼接及通道混洗,进一步增强特征图通道之间的信息流通和信息表达能力。最后,将特征图中的多尺度信息进行融合,从而有效保留不同尺度的特征信息。利用华南雷达回波拼图资料数据,在3种不同降水强度（5 mm/h、10 mm/h和25 mm/h）下进行降水预报研究,并与光流法和ConvLSTM两种主流算法进行了对比。结果显示,在3种不同降水强度条件下,MSF2在所有评价指标（命中率POD、临界成功指数CSI、误报率FAR）中表现最优,这表明引入多尺度机制能改善模型的特征提取能力。相比于目前主流的光流法和ConvLSTM,本文提出的模型对于短临降水预报具有较好的适用性和较高的预报精度,而且实现了业务化运行。     

“20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析

2020年5月底至6月上旬广西出现了12天的严重致灾持续性暴雨过程,由于其形成的极端复杂性,有必要进行深度剖析,揭示其特征和成因。利用欧洲中期天气预报中心（EC）ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析及实况资料,对该次过程进行了多尺度综合分析。中期天气预报：（1）该次过程具有强降雨持续时间长、范围广、强度强、累积雨量大、多地24 h雨量破历史记录及灾情特别重等特点。（2）该次过程发生在中高纬度环流、副热带高压、孟加拉湾低槽、低空急流及南亚高压有利配置的环流背景下。南亚高压过渡层与副热带高压不形成稳定对峙,中高纬经向型环流重建向纬向型环流转换,冷空气影响华南地区具有波动式特点,造成冷锋、静止锋及暖区交替影响,从而形成局地性、区域性及全省性暴雨交替,具有与以往持续性暴雨明显不同的特点。（3）大气聚积较大能量,锋面和暖区暴雨前聚积巨大能量,能量聚积及有效释放与最大小时降雨量成正相关。低层大气高温高湿且整层大气湿层深厚及较小的CIN和较低的TCL＿P有利于能量的积聚和对流触发,暖区和静止锋暴雨具有更易于触发的环境条件。能量、动力及水汽辐合的极端性造成了降雨极端性。（4）锋面暴雨由地面中尺...     

《湖泊科学》生物工作十年─回顾与前瞻

光阴荏苒,转眼迎来《湖泊科学》问世十年之庆．十年中,《湖泊科学》由出生而逐步成长,目前虽未臻成熟,但已是五官端正,具备了自家面目,受到了广大读者的普遍欢迎,更于近年跻身中国科学院优秀期刊之列,表明工作有成,可喜可贺．成绩的取得,首先应感谢广大科技工作者踊跃慧赐稿件,为刊物输送丰富的营养,成为《湖泊科学》赖以生存的“衣食父母”;成绩也与编辑部同仁的努力难分难割,作为杂志的“保育员”,他们竭尽全力,夙兴夜寐,保证并提高了《湖泊科学》出版的周期和质量．总之,《湖泊科学》是大家共同努力的产物．十年的时间…     

海底管道管跨段在内外流体作用下的竖向动力特性研究

根据在复杂的海洋环境条件下,管道的动力特性受到内外流体的综合作用影响,呈现与陆地管道不同的特点。研究了结构受到外界流体所产生的涡激作用,同时考虑管内恒定流的影响,利用有限元方法对海底管道管跨段竖向振动的微分方程进行求解。在此基础上得出了管跨段在不同外流流速情况下,内流流速与结构动力响应幅值的关系及其对管跨段振动频率的影响,并进一步探讨了管跨失稳时的极限管内流速与跨长的关系,这些结论对于海底管道设计具有一定实际指导意义。     

黄海夏季典型站位的底边界层动物

2002年8月25~26日,在黄海夏季冷水团区域内的抛锚站位(35°22′N,121°59′E),使用柱状界面采样器进行了昼夜连续取样,对底边界层动物的种类组成与昼夜丰度变化进行了研究,以获得对黄海底边界层动物的初步认识。共记录底边界层动物21种,隶属18科、19属。超底栖动物和中型浮游动物是黄海夏季底边界层动物的2个重要类群,主要种类有尖额真猛水蚤(Euterpina acutifrons)、挪威小毛猛水蚤(Microsetella norvegica)、异厚盖钩虾(Synchelidium miraculum)、双刺纺缍水蚤(Acartia bifilosa)和小拟哲水蚤(Paracalanus parvus),其丰度皆有明显的昼夜波动现象。以桡足类无节幼体为代表的小型浮游动物也是底边界层动物中不容忽视的类群之一。采集到5个黄海区的新记录物种:美丽猛水蚤(Nitocrasp.)、跛足猛水蚤(Mesochrasp.)、咸水剑水蚤(Halicyclopssp.)、掌刺梭剑水蚤(Lubbockia squillimana)和异厚盖钩虾(Synchelidi-um miraculum),显示出底边界层动物种类组成的特殊性。     

斜轴式望远镜动力学建模与鲁棒控制

斜轴式望远镜是一种新颖的望远镜结构, 其独特的结构设计更适合南极等极端气候环境, 但目前国内外缺乏针对斜轴式望远镜详细的动力学建模与控制研究. 提出一套斜轴式望远镜动力学建模与鲁棒控制方法, 首先, 对斜轴式望远镜进行了动力学分析, 采用拉格朗日法建立望远镜2自由度刚体模型; 接着, 结合望远镜驱动系统的柔性和所受干扰, 完成了斜轴式望远镜的干扰情况下刚柔耦合系统数学模型的推导; 然后, 针对抗干扰问题, 根据所建数学模型, 设计了基于干扰观测器的滑模控制器, 对于所受干扰进行抑制, 实现了斜轴式望远镜的鲁棒控制; 最后, 仿真结果显示, 在考虑模型的非线性外部干扰的情况下, 相比于传统的比例-积分-微分控制器, 基于干扰观测器的滑模控制器使得系统具有更好的动态性能和抗干扰特性.     

基于遗传支持向量机的地下工程裂隙岩体注浆量预测

提出了地下工程裂隙岩体注浆量预测的遗传支持向量机方法,通过支持向量机对实际注浆数据样本进行学习,建立注浆量及其影响因素之间的非线性映射关系,基于这种关系实现注浆量的预测。模型建立过程中,考虑到支持向量机惩罚因子和核参数对预测精度的影响,以预测误差为适应度,采用遗传算法对最佳参数进行搜索。结果表明,本文方法计算快速,预测精度高,是一种注浆量预测的好方法。     

1961-2009年辽河流域气候变化特征及其对水资源的影响

辽河流域是我国七大流域之一,长期以来一直存在水资源严重不足的问题。采用1961-2009年辽河流域境内水文、气象观测数据,研究气象、水文要素历史变化特征,并采用同期和滞后相关分析,建立气象要素与水文要素的最优相关关系。结果表明：辽河流域气候变暖明显,增温幅度远高于全球和中国的同期增温幅度;辽河流域降水量增减趋势不明显,总体上为略减少趋势,但存在明显的少-多-少-多-少5个阶段性变化。辽河流域蒸发量为略减少趋势,春季、夏季是蒸发量较大季节;辽河流域近50年来径流量为减少趋势,经历了偏多-偏少-偏多-偏少4个阶段的变化,最近的1996-2009年经历了年径流量最少阶段,平均年径流量仅为16.2亿 m³,只达到多年平均径流量的58 %、径流量最多年代的32 %。7月、8月是流量最为集中的月份,2个月流量就占到全年的50.24 %,超过全年的一半;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系。在年尺度,径流量与铁岭、法库等周边地区相关系数基本达到0.6左右;在日尺度,日降水量与降水发生后第二日流量相关程度最好,在所有等级上两者相关系数均在0.7以上,在日降水量大于等于25 mm等级上,相关系数最高可达到0.85。     

MOTION AND INTENSITY AND IMPACT CHARACTERISTICS OF TROPICAL CYCLONE AFFECTING THE LIAODONG PENINSULA

Conventional data and the Yearbook on Tropical Cyclones (TC) data from 1971 to 2000 are used to study the climate and disaster features of TC affecting the Liaodong Peninsula. Results indicate that interannual change of TC activities is obvious. Different sources of TC have different impacts on the area of interest. Intensity and moving speed of TC vary substantially in the progress of northward movement. Besides, tracks and damage distributions of TC are quite different.