基于YOLO算法的海洋中尺度涡三维结构构建

海洋中尺度涡是一种常见的中尺度海洋现象,研究海洋中尺度涡的分布及运动特性对航运、气候、军事等具有重要作用,海洋中尺度涡的识别是海洋学和计算机科学领域的一个热门研究课题。运用深度学习的方法和框架,对中尺度涡的二维识别和三维结构构建展开研究分析。首先,获取全球海洋再分析数据并进行流线可视化,构建涡旋流线数据集;其次,利用YOLO v5s卷积神经网络对涡旋流线数据集进行训练,并对南海区域中尺度涡进行有效检测。实验结果表明,YOLO v5s训练后得到最优模型经过测试,平均检测精度均值达到了86.10%;最后,根据涡旋检测结果,对检测出的同时刻不同深度的涡旋判断是否属于同一涡旋,确定后进行该涡旋的三维结构构建。     

微陆块属性厘定的依据——以中亚造山带南缘中段为例

造山带中残存有许多前寒武纪地质体,其中一些被当作前寒武纪基底用于探讨所在微陆块的大地构造属性。由于微陆块属性对于造山带结构和演化具有重要意义,以及所讨论的前寒武纪地质体蕴含地球早期历史演化信息,对微陆块属性的厘定成为造山带研究的重点和难点问题之一。笔者等以中亚造山带南缘中段的微陆块为例,总结梳理了微陆块厘定的相关依据：岩石组合和变质变形特征,碎屑锆石谱峰显示的源区时代特征,地质事件序列,前寒武纪地壳演化信息,继承锆石、捕获锆石和古生代侵入体同位素显示的深源地壳信息,以及地球物理等方面的特征。由于不同学者采用的厘定依据不同,对微陆块属性认识争论不断,即使相同依据也有一定的差异,从而影响对造山带结构和演化的认识。基于以上原因,笔者等认为前寒武纪基底的亲缘性探讨不仅要注重岩石组合和形成时代,还要在精细野外解剖和高精度年代学工作基础上,注意其变质—变形特征、接触关系、源区时代特征、岩石成因和构造环境、地壳增生信息和深源地壳信息等的综合对比分析,以得到较全面依据,探讨其构造属性。当获得一组前寒武纪地质体信息时,可先进行同构造单元内对比,再与其他构造单元对比。当特征相异时则需进行构造单元拆分或考虑构造就位的可能（包括但不限于推覆体、走滑外来体、俯冲刮削的构造岩片）;当特征相似时,可能指示了相同微陆块的裂解或破坏或者不同的微陆块共同经历了相似的前寒武纪演化历程。     

安哥拉东北部地区Inkisi组碎屑锆石U- Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

Inkisi组是刚果盆地西南缘最古老的沉积地层之一,岩性主要为一套紫红色、红褐色细粒、细中粒长石砂岩、杂砂岩。通过对安哥拉东北部Inkisi组长石砂岩开展碎屑锆石测年、岩石地球化学研究,探讨其沉积时代、物质来源、沉积环境和大地构造背景,为研究刚果盆地演化提供科学依据。结果表明,碎屑锆石206Pb/238U年龄主要集中于3个年龄峰值区间2350~1900 Ma、1150~850 Ma、850~500 Ma,最年轻的锆石峰值年龄为531±9 Ma,据此,笔者等认为Inkisi组的沉积时代上限应厘定为早寒武世。Inkisi组砂岩地球化学特征显示,物源具有长英质物源近源搬运特征,沉积时期的水体为陆相开阔的淡水环境。通过碎屑锆石年龄谱特征、主微量元素物源判别及构造判别图解,本文认为,West Congo构造带为安哥拉东北部地区Inkisi组主要物源区,Lufilian构造带、Angola 地盾等是其次要物质来源,物源区构造环境主要为活动大陆边缘和被动大陆边缘构造环境背景。     

基于ROSE2.0的普洱地区CINRAD/CC雷达冰雹探测算法评估及参数本地化

为提高冰雹探测算法（Hail Detection Algorithm,HDA）产品的可用性,针对2015—2020年普洱地区监测到的22次冰雹个例,利用新一代雷达业务应用软件ROSE2.0对相关雷达基数据进行回放及产品分析,以命中率、虚警率、临界成功指数为指标对HDA算法在普洱地区的识别效果进行评估并给出本地化参数配置方案。结果表明:HDA算法在普洱地区命中率接近100%,但虚警现象非常普遍,使用强冰雹概率（Probability of Severe Hail,POSH）的预警效果优于任意大小冰雹概率（Probability of Hail,POH）,且冰雹尺寸越大POSH虚警的概率越低。进一步使用模拟测评法对POSH算法的适配参数进行分析,发现正确输入降雹日当天的0 ℃层和-20 ℃层高度能有效减少POSH的虚警率及提高临界成功指数;同时使算法预测的最大冰雹直径普遍偏大的情况得到控制,其中,中小冰雹直径偏离百分比减小76.07%,改善效果显著高于大冰雹。此外,增大反射率因子及POSH阈值能有效控制虚警,但也导致漏报次数快速增加,当阈值太大时命中率明显降低,为了保证较高的命中率和临界成功指数,选择Z=50 dBz或POSH=70%为阈值能明显改善HDA算法的识别效果。     

葛洲坝至胭脂坝长江干流段江豚活动规律

长江江豚是我国一级保护野生动物,也是长江生态系统的指示性物种,其种群数量恢复情况及活动规律一直备受关注。本文选择长江宜昌段江豚活动频繁的葛洲坝下游至胭脂坝江段为研究区域,于2021年6月-2022年5月采用定点目测、水上流动监测与无人机监测相结合的方法分区监测长江江豚的游泳行为,分析长江江豚的活动规律,构建了长江江豚出水头次的零膨胀泊松回归模型,识别影响长江江豚出水头次的关键因素,建立长江江豚出水头次与各因素间的相关关系。结果表明:(1)葛洲坝至胭脂坝长江干流段监测到最大江豚出水头次为19头次,长江江豚集群规模以2~3头最为常见,占比达58.1%;长江江豚主要表现出4种行为特征,各行为占比从大到小依次为:玩耍＞休息＞摄食＞抚幼。(2)长江江豚在葛洲坝下游近坝区(A区,葛洲坝至至喜长江大桥)出水头次最多,且在秋冬季节累计出水头次多于春夏季节,冬季累计出水头次最高,达252头次。(3)长江江豚出水头次与电站下泄流量呈显著负相关;浊度增大,长江江豚出水的概率减小。本文研究结果对长江江豚生态保护策略及长江十年禁渔效果评估具有重要参考价值。     

洞庭湖中枯水期水情变化及其驱动因素

为揭示洞庭湖中枯水期水情变化特征及其驱动因素,采用长短期记忆神经网络模拟洞庭湖出湖流量及湖区水位,通过情境模拟开展水情变化归因分析。洞庭湖1992—2019年9—10月出湖流量大幅减少,主要受长江流量降低的影响。洞庭湖中枯水期水位主要呈下降趋势,其中9—10月平均水位在西洞庭湖、南洞庭湖降幅约1 m,在东洞庭湖降幅约2 m。地形变化对中枯水期水位主要起拉低作用,长江和流域四水流量变化在9—10月起拉低作用、在12月至次年3月起抬升作用,其中对东洞庭湖水位的影响相对更为显著。研究结果可为洞庭湖中枯水期水资源管理和湿地保护提供参考。     

湘中南二叠系孤峰组硅质岩的成因属性及其地球动力学指示意义

华南二叠系底部的硅质岩及同一层位对应于华南重要的地幔强活动期和成矿期，有非常重要的动力学指示意义。研究表明，孤峰组剖面的岩性可划分为三段：泥页岩段、厚层状硅质岩段和薄层状硅质岩段。沿剖面自下而上，Al2O3、K2O和TiO2含量逐渐降低，MnO、TFe等组分逐渐升高；稀土元素显示出一定的铈负异常，∑REE偏低，且向上∑REE逐渐减少而HREE／LREE逐渐增高；一些热水沉积诊断性微量元素如As、Sb、Hg等也显示出一定程度的异常。这些特征均表明硅质岩的成岩过程中包含有正常沉积和热水沉积的共同作用，且自下而上热水沉积作用逐渐增强的趋势。这种成岩作用的演化特征，代表了下扬子地台拉张裂陷盆地对晚古生代伸展背景的沉积响应，对于探讨裂谷盆地阶段性发育的动力学特征有一定的指示意义。     

东北冷涡引发的局地暴雨数值模拟研究

利用CDAS-NCEP/NCAR 再分析资料,应用Penn State/NCAR的高分辨率中尺度模式MM5V3-7,成功模拟出2005年7月9—12日东北冷涡诱发的一次连续雷雨过程,重点分析了7月9日造成沈阳及周边地区的一次局地暴雨过程,并对其中的一个连续发展的中β尺度对流系统的演变、中尺度结构特点进行了研究。结果表明：冷涡总是以水平旋转的中高层的干冷空气堆作为其结构特点。在冷涡的东南侧高空干冷堆的边缘区域,轨迹呈直立状,从行星边界层向上穿越整个对流层,显示出该地区存在强对流。干冷堆的边缘区域下方的低层暖湿输送是冷涡局地强对流发展的关键。局地对流发展时,出现干冷堆的边缘区域的S_e上下层接近或者打通现象。     

储层沉积-成岩过程中物性演化的主控因素

对鄂尔多斯盆地Y25、Zh40区块长6段储层的岩石学特征、微观孔隙结构、成岩作用等进行详细研究.研究发现,胶结作用对储层质量的影响具有双重作用.胶结作用一定程度上提高储层的抗压实能力,也为后期的次生溶蚀提供物质基础,但胶结物的产生也占据一定的孔隙空间.两区块储层成岩作用是物性演化的最主要控制因素,储层类型为次生低渗透储层(或成岩型低渗透储层).Y25区块表现为早期胶结作用和后期的溶蚀作用强;Zh40区块表现为早期压实作用强,后期溶蚀作用、交代作用强.储层形成过程中物性演化的主要控制因素是沉积环境基础上,成岩场和构造应力场共同作用的结果.     

有机蒙脱石层间微结构的分子模拟

采用分子动力学模拟方法,对舍烷基长链阳离子表面活性剂改性有机蒙脱石的层间域内分子环境及烷基长链排列状况进行模拟研究,并考察改性剂负载量与层间域含水量的改变对烷基链排列方式和活动性以及表面活性剂离子中N,C原子的分布状况的影响.1.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下(干态),N,C原子均呈双层分布,表明烷基长链为双层平卧排列.含水量的提高(湿态)会导致烷基链从双层分布向在层闻域内均匀分布转变.2.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在舍少量水的情况下(干态),烷基链呈双层倾斜分布于层间域内,烷基链的头部靠近四面体片层.含水量的提高(湿态)对烷基链在层间域内分布状态影响有限,但会导致烷基链整体向层间域中心平面移动,水分子优先占据靠近四面体片层的位置.