扬科学之帆 打攻坚之战

灾难与辉煌相伴的2008年过去了,我们已经站在2009年春天的关口。脚踩阔阔大野,目视茫茫长天,催春的鼓点不仅让我们感受到送旧迎新的欢乐,也给我们传递了新起点新挑战新考验新希望的信息。     

基于MODIS数据的北疆积雪黑碳和雪粒径反演及时空变化分析

积雪是地球上反射率较高的自然表面,对于中高纬度地区的水文和能量收支平衡发挥着重要作用。表层积雪中的黑碳和雪粒径变化可以显著影响积雪反照率,造成积雪对太阳辐射吸收的变化,进而对区域气候变化和水文循环产生反馈作用。利用遥感技术对季节性积雪表层黑碳和雪粒径进行定量评估,可以获取时空上连续系统的雪表黑碳浓度和雪粒径变化情况,这也是许多气候和水文模型的输入因子。以中国主要季节性积雪区北疆为研究区,基于MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）数据的3（0.47 μm）、2（0.86 μm）和5（1.24 μm）波段,采用SGSP（Snow Grain Size and Pollution Amount）算法反演2000-2018年积雪期的雪表黑碳浓度和雪粒径,并结合地面观测数据对于反演结果进行了精度验证,综合分析北疆雪表黑碳浓度和雪粒径时空变化趋势。结果显示,SGSP算法能够同时反演雪表黑碳浓度和雪粒径,并且验证结果表明纯雪像元上反演结果具有较好的精度;2000-2018年北疆雪表年均黑碳浓度和年均雪粒径都随时间变化呈现微弱下降趋势;受地理位置和局部污染源的影响,北疆积雪黑碳浓度空间分布复杂,天山北坡经济带平均黑碳浓度最高,伊犁地区平均黑碳浓度最低,雪粒径的空间分布显示塔城地区平均雪粒径最大,伊犁地区最小。     

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流, 流域径流过程对气候变化极为敏感, 为了合理管理和规划水资源, 确保水资源的可持续利用, 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台, 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证, 有效提高了模拟结果的“真实性”, 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）, 占全年总径流量的77.9%, 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势, 由于降水的增加, 降雨和融雪径流均呈增加趋势, 但冰川径流呈现明显减少趋势, 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下, 未来该流域气温呈现明显升高趋势, 降水表现为微弱下降趋势; 气候变暖后, 更多降水以降雨形式发生, 未来降雨径流将明显增加, 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值, 随后明显减少; 冰川面积将持续萎缩, 冰川径流于21世纪10年代达到拐点, 随后明显减少, 导致河道总径流量也将明显减少。     

祁连山区风吹雪对积雪质能过程的影响

风吹雪是山区积雪水文过程的重要组成部分. 采用祁连山区冰沟流域2008年积雪期观测数据, 通过对风吹雪实地观测分析、风吹雪的发生概率、风吹雪迁移以及风吹雪升华等分析, 从野外观测、计算模拟两个方面对祁连山区风吹雪质能过程进行了详细探讨. 结果表明: 位于流域海拔较高处(海拔4 146 m)的研究区垭口站, 风吹雪现象较为显著, 因之造成的积雪重新分布极为严重. 垭口站风吹雪频发于冬季及初春融雪未发生时, 积雪在风速作用下迁移量较大; 而进入融雪期之后, 因气温上升、雪面融化以及再冻结, 风吹雪发生概率急剧减小. 风吹雪在积雪升华中占有较大比重, 2008年积雪期, 垭口站风吹雪升华估算值约占积雪升华(包括雪面升华)的41.5%.     

天山南坡科其卡尔巴契冰川消融期气候特征分析

通过分析天山南坡科其卡尔巴契冰川区的气候变化特征及其对冰川消融变化过程的影响, 研究了冰川对气候变化的响应机理及其对塔里木河水资源的影响规律.科其卡尔巴契冰川区夏季气温比较高, 基本处于正温, 日较差较小; 气温直减率较小, 平均值为0.60·℃\5(100m)-1, 冰川冷效应不明显; 对流性降水较多, 降水量的75%发生在白天; 冰川区局地环流--山谷风发育, 海拔3 900 m以上冰川受西风环流影响显著; 净辐射在7月和8月中上旬均较大, 在8月下旬后净辐射开始逐渐减小, 与冰川消融是一致的. 7月初至7月下旬是消融较强的两个时段, 冰川平均消融速率为38.66 mm·5d-1, 到8月中旬消融速率略有降低, 平均为34.79 mm·d-1, 至9月中旬降至28.83 mm·d-1.     

傅里叶变换离子回旋共振质谱的地球化学意义及其在油气勘探中的应用前景

NSO杂原子化合物在烃源岩和原油中通常只占很小的一部分,但其包含重要的地质地球化学信息。由于组成复杂且难以分离,对该类化合物的组成研究相对薄弱。电喷雾电离源（ESI）结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）是一种新型检测石油组分的手段,具有选择性电离、超高质谱分辨率和质量精度等特征,非常适合检测石油复杂基质中微量NSO极性杂原子化合物分子组成,近年来开始应用于油气勘探领域。结合对塔里木盆地海相油与陆相油、辽河稠油等样品的FT-ICR MS分析,发现原油中NSO化合物受母源岩与油气成因类型、成熟度、油气运移示踪及硫酸盐热化学还原反应（TSR）控制,可提供相关的识别与评价信息,显示FT-ICR MS在油气地球化学理论研究和油气勘探中具有潜在的应用价值。     

中国西部环境与生态科学数据中心：面向西部环境与生态科学的数据集成与共享

国家自然科学基金委员会“中国西部环境与生态科学研究计划”自2001年启动以来,有力地推动了西部区域环境演化、陆地生态过程和人类活动对环境的影响等方面的研究,积累了丰富的基础数据。国家自然科学基金委员会“中国西部环境与生态科学数据中心”承担“西部计划”项目数据产出的收集、管理、集成,并面向西部环境与生态科学的各个领域提供科学数据服务。“西部数据中心”的总体框架是以“西部计划”和地球系统科学发展的科学需求为导向,建成以数据共享、知识积累、合作交流和数据科学为主要内容的集成平台,为“西部计划”多学科的交叉研究和成果的综合集成及地球科学发展的长远目标服务。以共建共享的指导思想集成针对西部环境与生态现状与变化的基础背景数据、环境与生态观测数据、模型数据集、数据工具及数据文档;并以完全与开放的数据共享原则为用户提供推送式数据服务。目前,“西部数据中心”已完成了数据共享平台、知识积累平台与合作交流平台的开发和集成,初步形成了科学数据平台,整理并发布了大量的西部环境生态科学所需的关键数据集。     

胶东威海地区榴辉岩退变质的地球动力学信息

威海地区榴辉岩退变质过程表现为三个阶段：第一阶段,原生绿辉石分解形成钠质单斜辉石＋斜长石合晶体;第二阶段,原生石榴石及钢质单斜辉石＋斜长石合晶体,周边出现角闪石＋斜长石　状反应边;第三阶段,石榴石及钢质单斜辉石消失。其后榴辉岩相退变质的ｐ－ｔ演化轨迹是压力相对温度快速降低的顺时针形式,反映本区榴辉岩折返的地球动力学过程可能是在经历了快速上升的构造侵位同时,晚元古宙巨量花岗岩浆可将相辉岩块体携带到上部地壳。     

海岸线长度与分维在不同比例尺地图上的变化研究

结合国内外海岸线分形研究进展，以江苏省海岸线为例，系统地探讨了不同比例尺地图上海岸线长度与分维的变化及其规律。指出海岸线长度与地图比例尺之间存在有IgL=aIgk b的基本关系；其次，对于同一条海岸线来说，使用量规法和网格法计算所得分维结果是不同的，使用量规法的计算结果大于使用网格法的计算结果；再者，在不同比例尺地图上，同一海岸线的分维是不同的，随着地图比例尺的逐渐变小，海岸线分维相应地逐渐变小，且在不同比例尺间使用量规法计算所得海岸线分维结果的差值大于使用网格法计算所得海岸线分维结果的差值。