应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征

河南省淅川县位于我国重要绿松石产区——秦岭东部绿松石矿区东延部分,与淅川毗邻的许多早期考古遗址中出土了大量的绿松石制品,因此淅川绿松石的矿料流布受到许多考古学者的关注。研究淅川绿松石的矿物学特征有助于完善我国不同矿区绿松石矿物学研究,为追溯我国早期绿松石文物的矿料来源提供重要的数据支撑。本文利用偏光显微镜观察、扫描电镜、粉晶X射线衍射等技术对淅川绿松石进行结构研究,辅以电子探针、背散射电子图像观察等方法研究了淅川绿松石的矿物组合。结果表明:淅川绿松石主要由细小的鳞片状、短柱状、板片状微晶集合体组成,可见环带状、结核状、碎斑碎粒状结构;通过对比不同样品的微晶结构,可知其微晶的大小、晶型和分布状态会影响淅川绿松石集合体的致密程度和颜色;淅川绿松石集合体中常见石英、玉髓和铁氧化物,部分样品含有硫磷铝锶矿。通过对比其他矿区绿松石矿物组合,发现淅川绿松石与湖北地区的绿松石矿物组成相近,主要杂质为石英、褐铁矿,明显区别于安徽地区以高岭石为主要杂质矿物的绿松石。     

中国沙尘天气空间分布差异的气候背景

利用1951～2000年中国470个台站沙尘天气和地面气象资料进行了分析,并做了沙尘暴、扬沙、浮尘的空间分布图.分析结果表明沙尘天气主要发生在我国西北、华北地区,有3个多发中心：①以民勤为中心的河西走廊及内蒙古阿拉善高原区;②以和田为中心的南疆盆地南缘区;③以朱日和为中心的内蒙古中部区.另外,以宁夏盐池及内蒙古鄂托克旗为中心的宁、蒙、陕交界处等也是较高的活动区.扬沙、浮尘与沙尘暴的分布很相似.在此基础上,又计算了沙尘天气空间分布与地面气象要素的关系,结果表明：沙尘天气与降水量、相对湿度、植被覆盖率呈显著的负相关,与蒸发量呈正相关.说明影响沙尘天气发生的主要因子是植被覆盖率、蒸发量、降水量和相对湿度.在西北干旱地区,多年平均温度与沙尘天气的发生相关不显著,多年平均风速与沙尘天气的相关也弱.     

GNSS授权接收机防破解设计

通过剖析接收机内部信息流,明确了GNSS授权接收机中需要进行安全防护的各类信息及相应的部件,结合当前国内外芯片破解技术的进展,归纳出了GNSS授权接收机安全防护措施和安全性能评估方法,为授权接收机设计提供了参考。     

CPR雷达探测北半球夏季多层云系结构统计特征分析

利用2007~2010年北半球夏季（6~8月）CloudSat卫星搭载的云廓线雷达（Cloud Profile Radar,CPR）探测结果对0°~60°N区域单层、双层和三层云系的水平分布、垂直结构特征及各云层云类组成、云水路径等物理量分布进行分析。云量的统计结果表明CPR探测的单层、双层和三层云系的云量分别为36.63%、8.26%和1.40%,云量的水平分布表明其高值区主要位于对流旺盛区域,且高值区的云层云顶高、厚度大,而低值区则多位于副热带高压区域。对不同云类的出现频率统计分析结果表明,单层云系中各云类的出现频率相近;多层云系的上层以卷云为主,下层以层积云为主。对比海陆差异发现洋面卷云和层积云的出现频率显著高于陆面,但高层云和高积云的出现频率低于陆面。云水路径分析表明,单层云系的冰水路径和液水路径均最大,而在多层云系中云层越高、厚度越大、冰水路径越大,液水路径则随着云层的降低增大。     

北京地区一次空气重污染过程的气象条件模拟参数化敏感性试验

气象预报是影响大气重污染预报精度的关键所在。针对2016年12月16～21日北京市一次重污染过程,开展了中尺度气象模式WRF的参数化方案配置敏感性试验。对微物理过程、长波辐射过程、短波辐射过程、陆面过程、边界层过程、近地面过程以及积云对流参数化过程进行组合优选,共设计51组参数化方案组合,分析不同模拟方案下北京市8个气象站点温度、相对湿度、10 m风速的模拟精度及其敏感性。试验结果表明:温度模拟对长波过程参数化方案最为敏感,集合离散度达2.4～7.4°C,再次是短波过程参数化方案;相对湿度模拟也对长波过程参数化方案最敏感,再次是陆面过程;风速模拟对不同过程参数化方案的敏感性程度差异不大。通过模拟结果与观测的统计对比,优选出模拟误差最小的方案组合为Lin微物理方案、RRTMG长波方案、RRTMG短波方案、Tiedtke积云对流方案、Noah陆面方案、MYNN 3rd边界层方案和MYNN近地面方案,并将其与集合平均、基准方案进行对比。对于集合平均来说,其温度模拟与观测相关系数为0.69,高于基准方案,其模拟偏差与均方根误差比基准方案低25%和11%;集合平均的相对湿度和风速模拟相比基准方案变化较小。与集合平均相比,优选方案能同时改进温度、相对湿度和风速模拟,使温度模拟偏差和均方根误差比基准方案下降35%和17%,使相对湿度模拟偏差和均方根误差下降43%和13%,使风速模拟偏差和均方根误差下降33%和24%。以上结果表明,参数化方案的敏感性试验和优选能显著减小重污染期间气象要素的模拟误差,重污染预报改进需重点关注参数化方案模拟上的不确定性。本研究也发现MYNN3rd边界层方案在这次重污染过程的气象要素模拟上具有良好性能,可为未来重污染预报改进提供参考。     

2004年长江口浮游植物群落结构特征分析

根据2004年2月、5月、8月、11月长江口生态环境调查资料,分析了长江口及邻近海域浮游植物群落结构的时空变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,2004年,共鉴定浮游植物153种,其中硅藻类111种,甲藻类42种。与20世纪80年代同期相比,春季硅藻种类数目显著增加,夏季减少,秋冬两季变化不大,甲藻种类数目在春、夏、秋季均有明显增加。2004年浮游植物种类以温带近岸性种类为主,暖水性和广布性种类和丰度增加;除冬季以外,中肋骨条藻在长江河口及邻近海域仍处于绝对优势。受长江巨大径流影响,2004年浮游植物丰度季节变化是单周期型,高峰期出现在春季,与以往调查结果不同。通过CCA梯度分析,将长江口浮游植物分为六大类群,不同浮游植物类群对环境因子的响应机制不同。2004年影响长江口浮游植物群落结构的主要环境因素为温度、盐度、透明度、溶解氧、总磷、pH、氨氮和磷酸盐（P〈0．01）;与80年代相比,长江口生态与环境发生了显著改变：硅酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐增加1倍余,氨氮和溶解氧含量降低,冬季、春季和秋季的水温显著上升。环境因子的改变直接影响长江口浮游植物的群落结构,各季节要引起长江口浮游植物群落结构变异的驱动因素不同。     

中国黑戈壁地区日照时数时空变化及影响因素

利用1960～2011年中国黑戈壁地区11个气象站日照时数数据,分析了该地区日照多年变化特征。研究表明,该地区近52a来日照时数减少的变化并不明显,其趋势变化率为-2．0h／10a,远小于周边地区。四季之中,春季日照时数呈增加趋势,其他三季呈减少趋势。从空间分布上看,不同区域,年日照时数变化也不相同。黑戈壁地区年日照时数的减少与年降水量的显著增加和年平均风速的减小密切相关。     

从矿物粉晶表面反应性到矿物晶面反应性——以黄铁矿氧化行为的晶面差异性为例

地球系统中各种矿物相的物理化学反应大多是从矿物表面或界面开始的。要揭示矿物表面反应性的本质,就需要从控制其反应性的表面结构入手。由于实验条件的限制,绝大多数关于矿物表面物理化学性质的研究主要采用粉晶作为研究对象。尽管粉晶方法在研究诸如硅酸盐、碳酸盐溶解和沉淀结晶等过程中被普遍采用,但这种基于矿物粉晶的研究方法还是有一定的不足。因为形成粉晶的破碎研磨过程会导致晶体高能面的出现,高能面所具有的高活性可能会加速其反应过程,应用于地球化学反应的计算结果就可能高估了实际的地球化学反应速率。本研究以黄铁矿表面氧化反应的晶面差异性为例,从晶面结构制约反应性的角度出发,重新审视了黄铁矿氧化的相关问题,弥补了传统"粉晶研究"中对黄铁矿氧化速率和氧化机理认识的缺陷。黄铁矿宽范围的氧化速率实测值很可能是由不同晶面间较大的反应性差异导致;水在黄铁矿的氧化过程中同时扮演着传递电子的催化剂和反应物的角色,也是黄铁矿氧化反应速控步(rate-limiting step)的核心物质。这些认识首次明确了黄铁矿不同晶面反应性差异的重要性,并提示我们应将传统表面矿物学的研究推向更为精确的晶面矿物学水平。这一从晶面角度考察发生在矿物表面的地球化学反应的研究方法可为构建更为精确的地球化学模型提供理论基础。     

楼板隔震消能结构的振动台试验研究

用同一个单层钢框架结构模型,分别做成传统结构体系和楼板隔震消能结构体系。模型在每一种结构体系下分别做模拟地震振动台试验,先后在x向按7度小震和大震烈度输入E l Centro波、Taft波和天津波,比较单层钢框架模型在两种结构体系下的地震反应。试验结果表明,采用楼板隔震消能结构体系能够显著减小结构的加速度反应和底部剪力反应。     

坡缕石吸附水中阳离子桃红FG染料的热力学研究

研究了纯坡缕石对水中阳离子桃红FG染料的吸附热力学及其机理。结果表明：在298．328K和实验浓度范围内,纯坡缕石对水中阳离子桃红FG染料的吸附是吸热过程,吸附等温线符合Langmuir方程。根据热力学函数关系计算出坡缕石对阳离子桃红FG的吸附焓变为0．49kJ／mol,吉布斯吸附自由能改变量为-27．48-30．29kJ／mol,吸附自由能的变小是阳离子桃红FG染料在纯坡缕石上吸附的推动力,吸附熵变为93．85J／rnolK。