基于稳健模拟退火-单纯形混合算法的微震定位研究

为提高矿井微震的定位精度,通过模拟试验对比分析常规定位及新方法在定位求解中的适用范围及优缺点,研究反演未知变量数目、检波器的密度、波速等对各自定位方法的影响。基于单纯形法的优点,并结合模拟退火法的全局收敛性,提出采用稳健的模拟退火-单纯形法进行微震定位。研究发现,该方法不必直接搜索发震时刻,只需通过稳健方法预先估算,利用较少的检波器就可进行微震定位,且基本不受初始波速影响,从而大大减少搜索步数,有效地提高定位精度及收敛速度。以柿竹园矿人工爆破定位测试试验为例,重点分析比较模拟退火-单纯形法、稳健模拟退火-单纯形法及其他定位方法的空间绝对距离及目标函数误差,认为检波器数量较多且可获得理想的P波信息时,应用非线性最小二乘法能求出可信的结果;其余定位方法的三维定位误差及目标函数误差相差不大,但稳健模拟退火-单纯形法目标函数误差最小,稳定性最高,可在矿井微震定位中推广使用。     

1990—2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征

中巴经济走廊是贯通南北丝路的关键枢纽。在全球变暖的背景下, 区域内冰川变化情况复杂, 部分冰川出现前进或跃动现象, 冰湖溃决的风险在不断上升, 进而威胁中巴经济走廊的建设与民生安全。基于1990—2018年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像, 利用目视解译方法提取了中巴经济走廊3期冰湖编目数据, 并分析了28年来该区域内冰湖的总体变化趋势、 空间异质性以及成因。结果表明： 中巴经济走廊目前共发育有2 380个冰湖, 总面积为（131.76±19.08） km², 集中分布于喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉; 1990—2018年期间, 冰湖总体面积扩张速度为0.48%·a^-1, 但各个山脉不同规模冰湖面积变化差异较大。中巴经济走廊在气温和降水的共同作用下, 区内冰湖面积呈扩张趋势, 同时气温和降水变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异; 冰川的快速退缩增加了区内冰湖溃决的风险。     

塔里木河源区冰川系统变化趋势预测

塔里木河源区是我国冰川分布最集中的地区之一,总面积达17 745.51 km2,占全国冰川总面积的30%;同时本区又属于我国升温幅度最大的地区之一。应用冰川系统变化的功能模型,对塔里木河源区冰川系统在本世纪对气候变化的趋势进行预测。结果表明:到2050年,如气温比1961~1990年高出1.9~2.3℃,本区冰川面积将减少4%~6%,冰川径流将增加22%~34%,零平衡线将上升62~94 m;如此升温率持续到本世纪末,则本区冰川面积将减少10%~16%,冰川径流将会回落,但仍比本世纪初多11%~13%,零平衡线将上升156~233 m。     

基于PLSR的典型沼泽湿地植物叶片性状与光谱模型构建——以三江国家级自然保护区为例

通过植物光学特性测量叶片性状是一种非破坏性的、长期的湿地动态监测方法。选择三江国家级自然保护区多种典型湿地植物为研究对象,探究植物性状与叶片光谱之间的联系。研究表明：叶片氮含量与光谱的模型构建效果最好,模型R²为0.61,均方根误差（RMSE）为2.3862;叶片含水量、叶片磷、可溶性糖、纤维素和木质素含量之和的模型一般,R²在0.38~0.55范围内,RMSE在0.0004~10.7019范围内;淀粉含量拟合效果较差, R²为0.29,RMSE为0.0106。光谱预测重要性的结果表明,可见光与近红外边缘范围内的光谱信息对于叶片含水量、叶片氮含量、叶片磷含量、单位叶面积质量、纤维素和木质素之和、可溶性糖和淀粉的预测具有最高的重要性。     

基于拉格朗日方法评估青藏高原若尔盖地区水汽输送特征

干旱指数一直以来是评估一个地区地表干湿状态的有效标准.为了认识青藏高原若尔盖地区在极端干旱和湿润条件下的水汽空间分布格局,本文基于地面观测资料计算月尺度的标准化降水蒸散指数,提取2000-2017年青藏高原若尔盖地区的极端干旱和湿润状况,利用拉格朗日后向轨迹模型模拟该地区极端干湿条件下的水汽输送路径,并评估潜在水汽源地...     

再分析土壤温湿度资料在青藏高原地区适用性的分析

利用2010-2016年中国科学院西北生态环境资源研究院青藏高原土壤温度与湿度监测网观测数据在不同气候区和植被条件的4个地区(阿里、狮泉河、那曲和玛曲)对8套土壤温湿度再分析产品(ERA-Interim、CFSR、CFSv2、JRA-55、GLDAS-NOAH、GLDAS-CLM、GLDAS-MOS和GLDAS-VIC)进行对比分析,使用相关系数、均方根误差、平均偏差、无偏均方根误差和标准差比等统计参数综合比较各土壤温湿度产品对观测值的模拟性能,寻找适用于青藏高原地区的长时间大尺度土壤温湿度产品。结果表明:对于土壤温度,GLDAS-CLM产品在大部分站点能够合理再现两层(0~10 cm和10~40 cm)土壤温度随时间的动态过程和变化细节,虽然结果略高估观测土壤温度值,但在数值上与观测值较为接近,并且与观测值呈显著正相关关系。对于土壤湿度,土壤冻结期再分析产品不能表现土壤湿度的动态变化特征;非冻结期GLDAS-NOAH和GLDAS-CLM产品能够较好的刻画各地区两层土壤湿度随时间变化的动态过程特征,不论在误差统计量还是相关性方面都表现为最优值。GLDAS-MOS、GLDASVIC、ERA-interim和CFSv2产品虽然在一定程度上能够展现部分地区土壤湿度的变化趋势,但对观测值的刻画效果并不理想,而JRA-55产品无法描绘各地区土壤温湿度变化。     

扬子台地西北缘志留纪奥氏笔石属新种及地层对比意义

Oktavites spiralis（Geinitz,1842）是志留系兰多维列统特列奇阶的笔石带化石分子,其独特的盘旋生长模式易于识别,在世界范围内广泛分布,地层意义重要.然而,关于Oktavites spiralis的首现位置始终存在争议,不利于地层的精确对比.在陕西紫阳、岚皋地区,Oktavites spiralis笔石带可以通过带化石丰度变化进行识别,而不是依靠带化石的首现.近来,对陕西紫阳、岚皋地区多个志留系特列奇阶剖面研究后认为,通过幼体特征和盘旋形态对比,一个奥氏笔石新种Oktavites longtanensis sp.nov.可以从Oktavites spiralis和Oktavites contortus中进一步区分出来.新种Oktavites longtanensis sp.nov.化石延限仅限于Oktavites spiralis笔石带,延限较短,并具有重要的演化意义和较强的地层划分对比潜力.      

陕西岚皋地区Oktavites spiralis(螺旋奥式笔石)发育过程的初步研究

Oktavites spiralis是志留纪兰多维列统特列奇阶的笔石带化石之一,具有重要的地层意义。为更精确地描述这一属种,对产自陕西岚皋地区的Cyrtograptus lapworthi笔石带的O.spiralis不同发育阶段的标本进行了详细研究,从而对其始部发育情况有了更深入的认识。同时,对O.spiralis发育过程的研究也可以成为对该属进行精确厘定的手段之一。     

中国冰川径流的评估及其未来50 a变化趋势预测

基于中国冰川编目资料,应用冰川系统对气候变化响应的功能模型,按照几种不同升温率的气候背景,对全国各大流域冰川径流进行了评估,并对未来50 a冰川径流的变化趋势进行了预测.结果表明:1980年全国冰川总径流量615.7×108m3,在升温0.02 K.a-1及0.03 K.a-1情景下,2000年比1980年增大7.13%~10.8%,径流总量增至659.66×108m3~682.24×108m3;与此同时,冰川面积减少1.07%~1.62%,冰储量也减少1.14%~1.73%.2000—2030年全国冰川径流都将逐步增长,在2030年左右均达到了最高峰,径流增率ΔW/W0分别为9.6%及15.0%,总径流量分别为675.15×108m3,和707.91×108m3.2030年以后,全国冰川径流均开始从高峰缓慢回落,但直到2050年分别比初始径流量多8.6%及13.6%.因此,在2050年以前,特别是2030年前后是在上述气候情景下充分利用冰川融水的最好时机,但也是冰川洪水等灾害的多发期.就各流域来说,敏感型区径流高峰出现时间早而径流增率小,稳定型区则反之.如果出现极端的持续升温,如升温率为0.05 K.a-1,全国冰川径流增率可达26.5%,到21世纪末回落到1980年水平以下,而冰川储量损失达57%,届时中国西部生态环境将急剧恶化.     

基于SAR影像的喜马拉雅山珠穆朗玛峰地区冰川运动速度特征及其影响因素分析

合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具有其全天候、全天时、穿云透雾的工作能力, 广泛应用于山地冰川动态监测中. 利用2006年6-9月三期ALOS/PALSAR雷达影像, 采用偏移量跟踪技术, 提取了喜马拉雅山珠穆朗玛峰(珠峰)区域的冰川运动速度, 分析了区域内冰川运动速度空间差异及其影响因素. 结果表明: 研究区31条山谷冰川平均运动速度为9.3 cm·d^-1, 总体上以珠峰-洛子峰南北向山脊线为界限, 东侧和东南侧冰川日均运动速度(11.1 cm·d^-1)普遍高于北部和西北部冰川日均运动速度(5.4 cm·d^-1). 冰川消融区非表碛区冰川平均运动速度为表碛覆盖区平均运动速度的2.2倍, 冰面湖的发育在一定程度上加剧冰川运动速度波动. 在气候与非气候因子共同作用和相互间的此消彼长中, 研究区65%的冰川的运动速度自中值高度往下显著减小, 16%的冰川自中值高度往下呈显著增大趋势, 19%冰川消融区运动速度无显著变化趋势.