基于SOM的海表温度遥感数据集的EOF算法重构

针对海表温度数据集的数据缺失,提出了一种基于自组织映射算法(SOM)和经验正交函数算法(EOF)有机结合的重构缺失值的新方法。该方法应用了SOM的非线性估计,能够很好的反映数据集的非线性结构,并把SOM估计的结果用于EOF算法的初始化,克服了EOF对数据集初始化敏感的问题。在处理过程中,对奇异值分解使用了lanczos算子分解矩阵,提高了程序运行效率。此外,该方法还引入蒙特卡罗交叉校正集,确定最佳重构的EOF模态数,最终高精度计算出重构误差。使用AQUA遥感卫星海表温度数据进行实验,结果表明该方法能够很好地重构出缺失率高达83.23%的数据集,且重构精度高。     

南堡油田保持中深层泥页岩井壁稳定钻井液研究

在南堡油田中深层钻井过程中,东二、东三、沙一段泥页岩的剥落掉块经常造成井壁坍塌掉块、钻具阻卡、电测遇阻等井下复杂情况。分析了中深层泥页岩的理化特性,研究探讨了泥页岩的坍塌机理。在此基础上,提出了选用强封堵抑制型钻井液是有效抑制中深层泥页岩剥落掉块的根本措施。这一研究成果对于在南堡油田中深层开发工程中提高钻速、减少井下复杂情况发生具有重要意义。     

Composition and distribution of fish species collected during the fourth Chinese National Arctic Research Expedition in 2010

There are awareness and concerns caused by the decreasing sea ice coverage around the Arctic and Antarctic due to effects of climate change. Emphasis in this study was on rapid changes in Arctic sea ice coverage and its impacts on the marine ecology during the fourth Chinese National Arctic Research Expedition in 2010. Our purpose was to establish a baseline of Arctic fish compositions, and consequent effects of climate change on the fish community and biogeography. Fish specimens were col- lected using a multinet middle-water trawl, French-type beam trawl, otter trawl, and triangular bottom trawl. In total, 36 tows were carried out along the shelf of the Bering Sea, Bering Strait, and Chukchi Sea in the Arctic Ocean. in total, 41 fish species belonging to 14 families in 7 orders were collected during the expedition. Among them, the Scorpaeniformes, including 17 species, accounted for almost one third of the total number （34.8%）, followed by 14 species of the Perciformes （27.0%）, 5 species of the Pleuronecti- formes （22.3%）, and 2 species of the Gadiformes （15.4%）. The top 6 most abundant species were Hippoglossoides robustus, Bore- gadus saida, Myoxocephalus scorpius, Lumpenus fabricii, Artediellus scaber, and Gymnoeanthus trieuspis. Abundant species var- ied according to the different fishing methods; numbers of families and species recorded did not differ with the various fishing methods; species and abundances decreased with depth and latitude; and species extending over their known geographic ranges were observed during the expedition. Station information, species list, and color photographs of all fishes are provided.     

民航飞机气象资料的应用及探讨

为了将AMDAR资料应用于常规观测预报中,对天气系统的演变特征进行更细微的监测,利用2011年5月1~3日的AMDAR资料,分析AMDAR时空分布特点;对比气象常规高空观测实际,研究AMDAR资料处理技术,得出具体算法,并结合2011年5月1~3日常规高空观测资料分析天气形势,看出常规高空观测中显示的1日20时移出盆地的高原东部至盆地上空的浅槽于1日14时就已经移出盆地了,延安伸出的槽在14时也已出现。研究结果表明,高空气压的计算可直接用等温大气中的压高方程代替;AMDAR资料应用于常规高空观测可以得到比常规高空观测更为细致的结果。     

区域人地耦合系统脆弱性及其评价指标体系

从概念界定与目标定位入手,以气候变化和系统结构要素为分析框架,建立了包括敏感性、暴露性和适应性等三类指标要素和本底脆弱性、潜在脆弱性和现实脆弱性等三个评价层次的区域脆弱性评价系统,并以南方丘陵地区为例,针对泥石流、滑坡、干旱与洪涝等区域自然灾害,构建了水土流失敏感区的人地耦合系统脆弱性评价指标体系。作者认为,区域人地耦合系统脆弱性主要是针对全球气候变化扰动下与自然灾害有关的脆弱性,敏感性与易损性是其脆弱性的本质属性,敏感性、暴露性和适应性是脆弱性的系统要素。自然灾害频率指标可以作为反映灾害空间集聚性的区位暴露性指标,现实灾害度可以提供脆弱性评价因子厘定、指标权重确定、模型建立与阈值分析的结果验证。     

黑河下游额济纳绿洲生态需水关键期及需水量

黑河流域中生态最为脆弱、植被退化最为严重而对全流域生态治理目标的实现极为关键的地区在下游额济纳绿洲。黑河分水方案主要控制年总量,由来水过程确定分水时机,采用“全线闭口、集中下泄” 的分水方式,这容易导致分水与下游绿洲需水的时间错位。要实现黑河分水对下游天然绿洲的作用和意义,不仅要充分保证分水量,更要选择适宜的分水时间,如果分水错过了下游绿洲生态需水的关键期,将会直接影响绿洲植被的正常生长。要维持黑河下游额济纳绿洲健康、稳定和持续发展,确定生态需水的关键期是首当其冲的问题。本文通过对黑河下游额济纳绿洲地下水位时空动态变化过程、天然植被耗水过程和绿洲生态过程及水文过程的关系研究,确定了黑河下游额济纳绿洲生态需水的关键期。建议在生态关键期保障输送必需的水量,合理调节水库出水量与河道径流量,保障4月和8月关键期的需水量,其中4月至少要保证0.80亿m3的输水量,8月至少要保证1.08亿m3的输水量,确保下游绿洲植被的生理需水,同时考虑到前期缺水和随后的月份水量消耗,尽可能增加关键月的配水量。     

基于生态足迹的宁夏回族自治区可持续发展评价

对可持续发展能力的定量评估是进行可持续发展研究的关键,基于生态足迹计算的发展能力指标是较好的评价指标之一。采用生态足迹模型,首次对宁夏1991-2010年长时间序列生态足迹进行了计算,对生态赤字的构成进行了分析;修正了Ulanowicz的发展能力模型,创新性的在计算公式中将万元GDP生态赤字（盈余）因子引入,对宁夏生态经济系统的可持续发展能力进行了评价。结果表明：1991-2010年宁夏人均生态赤字高于全球0.4 hm2,和全国0.68 hm2的水平相比,1991-2010年宁夏生态赤字扩大5倍,20 a间系统稳定性逐渐下降,但近年有向良性化方向好转的趋势。在2010年资源利用效率最高;生态经济系统可持续发展能力持续上升,2010年最大,为2.993,是20 a前的16倍多。提高生态足迹多样性、提高资源利用效益,是宁夏提高发展能力的途径;且通过政策手段对能耗进行控制,宁夏建设可持续发展经济是可期待的。     

高空急流对一次强沙尘暴过程沙尘传输的影响

使用GRAPES_SDM沙尘暴数值模式,对2011年4月28-30日中国北方强沙尘暴天气进行分析,讨论高空急流在此次过程中对沙尘传输的影响,得出以下结论:（1）GRAPES_SDM沙尘暴模式较好地模拟了此次沙尘暴过程的范围和强沙尘暴中心,整体模拟效果较好;（2）沙尘天气发生时间及移动路径与200 hPa高空急流的加强、移动发展有很好的对应关系;（3）高空强纬向风速的加强能够促使中低层形成垂直环流圈,其下沉支流使高空动量有效下传到近地面,进而在地面形成大风及扬沙和沙尘暴天气,强沙尘暴中心位于此垂直环流圈的下沉支;（4）等熵位涡与高空急流及地面沙尘浓度分布演变有很好的对应关系,等熵位涡位于高空急流北侧,地面沙尘浓度中心位于高空急流出口区、等熵位涡中心西南侧、等值线密集带;高层高值位涡区向下延伸的路径与高空急流北侧纬向风速等值线密集带有非常好的对应关系。本文还通过对高空急流轴线动力、热力结构垂直剖面的分析,探讨了高空急流对大范围沙尘天气影响的可能机制。     

汶川地震高速远程滑坡速度研究

汶川地震诱发了大量的高速远程滑坡。在超强的地震动作用下,坡体结构被撕裂并抛射后,受到坡体前缘地形及自身势能的影响,很容易转化为碎屑流作远程运动,这种高位滑坡以其很快的运动速度和超常的运动距离造成了巨大的灾害与损失。本文在对汶川地震大型典型高速远程滑坡大量现场调查的基础上,分析了坡体临空飞行运动初始速度、滑程运动最大速度以及碎屑流运动速度,并且以东河口滑坡为例,对比了不同计算方法下的运动速度和运动性,得到东河口滑坡的运动特征值μ=0.2292,最大运动速度Vm ax=63.40 m/s,平均运动速度超过25 m/s,属于超高速滑坡运动以及强碎屑流性质。     

不同年龄杉木人工林土壤无机氮比较研究

在福建南平杉木林中心产区,选取11、21、28、40、88年生杉木人工林以及采伐迹地、杂木林为研究对象,研究不同年龄杉木林土壤无机氮的差异．结果表明：不同年龄杉木林土壤NH4^＋-N含量差异显著,以21年生的杉木人工林最高（11．91±0．43mg·kg^-1）,其他的为88年生的（8．33±0．38mg·kg^-1）〉28年生的（8．19±0．25mg·kg^-1）〉11年生的（5．65±0．17mg·kg^-1）〉40年生的（5．63±0．38mg·kg^-1）;NO3^--N含量较低（3．15～4．11mg·kg^-1）,且没有显著差异,这与杉木林所处的生长阶段、土壤理化性质有关．杉木林取代杂木林后,NH4^＋-N和NO3^--N含量都有所下降;采伐迹地土壤NH4^＋-N（19．74±1．44mg·kg^-1）和NO3^--N（18．05±0．72mg·kg^-1）含量远高于88年生的杉木林,分别是88年生的2．37和4．60倍．本地区无机氮含量较低,NH4^＋-N占无机氮的比例为60．0％～74．3％,NH4^＋-N为无机氮的主要形态．