海底MT信号采集电路的设计

设计海底大地电磁信号采集电路，需考虑海底信号特征、海上作业以及海底环境等各种因素。分析表明，除遵循电路设计的一般原则外，海底大地电磁测量要重点解决微弱信号检测、智能化数据采集、海底环境监测和同步记录等4个方面的问题。在设计方案中，电路灵敏度达到微伏级；使用嵌入式计算机实现采集控制；对方位、倾斜、振动、温度等参数进行巡回记录；仪器的时钟精度精准到微秒。所研制的电路经过了室内模拟测试和海洋试验。首次采集到中国海域的大地电磁数据。     

温度对发头裸腹溞(Moina irrasa)种群动态和两性生殖的影响

在食物浓度为4×105 cells/ml栅藻的条件下,研究了4种温度(15、20、25、30～C)对发头裸腹溞种群动态及两性生殖的影响.结果表明,在4种温度下,发头裸腹涵种群密度在实验初期逐渐增大,达到密度最大值后呈现下降的趋势.随着温度的升高,发头裸腹溞成熟时间、首次产幼溞时间以及达到最大种群密度所需时间均缩短,但母...     

混凝土重力坝双滑面抗力方向角的取值研究

在《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)中标准双滑面的稳定性程度推荐采用等K法进行计算,但对于抗力方向角的选取并没有统一的标准,研究表明,该方法中抗力角的选取对计算结果比较敏感。为了得到合理的抗力方向角,采用Sarma法、有限元法及刚体极限平衡法中的无条分法对抗力角的选取进行了深入的探讨,并给出了抗力方向角的选取建议。最后通过具体混凝土重力坝工程实例,依据抗力角的选取建议对其沿缓倾角软弱结构面的抗滑稳定问题进行分析,并给出了其最危险滑移面。     

气候模式模拟中海量数据的并行抽取与可视化分析诊断

在地球动力学和气候模拟等领域, 数值模拟产生的数据规模达到Tb至Pb量级。 实现这些海量数据的实时可视化和实时诊断分析面临很大的困难, 时空多尺度数据抽取可以解决这一瓶颈。 高精度数据的可视化结果展示需要高分辨率的显示设备, 并行的大屏幕显示技术是解决这一问题的有效手段。 地球科学数值模拟、 并行数据抽取和高分辨率显示都需要搭建高性能计算机集群。 本文在基于Lagrange插值的多维度、 多尺度、 多分辨率并行数据抽取算法的同时, 利用并行计算节点及LCD显示器, 基于Rocks cluster系统搭建起一个176核, 4×10×1024×1280分辨率的高性能计算模拟、 数据抽取和并行显示输出的集成平台, 并将该平台成功应用到气候模式模拟产生的海量数据的并行抽取和并行显示。     

嵊泗海域大气总悬浮颗粒物的特征

以嵊泗海域为研究区域,研究了该区域大气总悬浮颗粒物(TSP)含量及TSP中重金属含量随季节变化的特征,通过对TSP中各重金属元素的相关系数、富集因子以及气象要素的分析来判断重金属的来源.结果表明:冬季该海域TSP含量最大,为夏季的4倍之多,季节变化很显著;冬季该海域TSP中重金属(Cu、Pb、Cd)含量最高,秋、春季次之,夏季最低.冬季Cu、Pb和Cd含量分别为夏季的17、27和27倍.TSP含量和TSP中的Cu、Pb、Cd含量的相关性不强,或基本不相关;但Cu、Pb、Cd含量之间的相关系数却很大,其中Pb与Cd含量的相关系数达到了0.95,说明它们的关系密切,可能来自同一个源.富集因子由大到小对应的3种重金属依次为Cd、Pb和Cu.从富集因子年平均值来看,Cu、Pb、Cd都被富集;冬季3种重金属都被严重富集,夏季3种重金属都没有被富集.冬季,嵊泗群岛盛行西北风且风速很大,非常有利于把上海及其周边城市的污染物输送到嵊泗海域,造成冬季该海域的TSP中重金属含量严重富集;春季,嵊泗群岛盛行的风向开始转变为东南风,风从海洋吹向大陆,所以春季该海域TSP中重金属含量急剧减少;夏季,嵊泗群岛的风向转变为东风,风还是从海洋吹向大陆,加之夏季是1年中降雨量最多的季节,加速了TSP中重金属的沉降速度,致使夏季该海域TSP中3种重金属含量都达到了最低值;秋季,嵊泗群岛的风向又转变为西北风,有利于陆源污染物的传输,虽然风速小于冬季,但依然造成重金属含量的严重富集.可以推断,嵊泗海域的TSP中重金属主要来源于上海及其周边城市的陆源污染物.     

宽波段傅里叶变换太阳光谱仪等光程差采样系统设计

太阳成像光谱探测是诊断太阳大气磁场和热力学参数的主要手段. 傅里叶变换太阳光谱仪(Fourier Transform Solar Spectrometer, FTSS)具有宽波段的优势, 是当前中红外高分辨率太阳光谱探测的最佳选择. FTSS通过采集目标辐射等光程差干涉图, 反演获得光谱图, 等光程差采样的间隔决定了反演光谱波长范围. 因此从FTSS宽波段光谱观测对不同等光程差采样间隔需求出发, 基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)技术, 采用全数字分频、倍频方案, 设计了一套宽波段FTSS等光程差采样系统. 采用分布式余数补偿方法, 有效解决了在参考激光干涉信号倍频过程中, 输出采样信号在输出信号周期间误差累积问题, 并降低了输出采样信号的误差及非均匀性; 经功能仿真及实验测试, 系统在200Hz--50kHz频率范围内, 频率误差delta $<$ 0.04%, 可有效满足FTSS的300nm--25μm宽波段的光谱观测数据采集需求, 为后续可见和红外波段FTSS的研制奠定了技术基础.     

黄土液化微细观特性试验研究

黄土液化演化过程的微观机理分析是液化防御的科学问题之一。通过微细观及动力学试验探索黄土液化的本质和影响因素。首先用CT细观扫描实验探索黄土渗透液化的细观变化,研究表明土体液面上升的根本原因是弱碱性盐类胶结物的吸水作用导致土样含水面整体上升;试样达到高饱和度,大孔隙周围颗粒间胶结物质破坏后有效应力为零,土层液化。粉土的孔隙尺寸和特殊的胶结物质导致高饱和度。土样微观结构的差异也会影响土的液面上升和破坏强度。针对低黏性粉土、粉质砂土及粉质黏土的三类黄土液化实验分析表明,低黏性粉土动荷加载时间更短,更易于液化,即低粘性粉土液化最为严重,粉质砂土为中等液化,粉质黏土相比其他黄土类别不易液化。电镜扫描土样微观结构参数分析表明,土颗粒周围胶结物质的化学元素比值(Ca/Fe),以及土颗粒粒径分布和孔隙尺寸(孔隙与颗粒比)均影响液化等级,可初步判断液化的强弱。     

青藏高原新生代形成演化的整合模型——来自火成岩的约束

深部过程是青藏高原演化的主导因素,其他地质过程都可以看作是对深部过程的响应。因此,一个构造旋回(阶段)的地球动力学事件链可以概括为深部地质过程—幔源岩浆活动—壳源岩浆活动—陆壳增厚—地表隆升—表层剥蚀与沉积,其中幔源岩浆活动的研究成为追索青藏高原演化历史的关键环节。据此,青藏高原演化的关键性时间坐标为80、45、27、17、9和4Ma。青藏高原新生代火成岩具有三种展布形式:与雅鲁藏布缝合带平行的岩浆带、沿深大断裂展布的岩浆带和藏北离散性岩浆分布区,它们分别受控于大陆碰撞、大规模走滑和岩石圈拆沉构造体制,且都受控于印度—亚洲软流圈汇聚过程。据此,文中提出了一个描述青藏高原演化的整合模型:南北向地幔对流汇聚控制了岩石圈块体的相对运动,并最终导致印度—亚洲大陆的碰撞和沿碰撞带的大规模岩浆活动;碰撞之初(白垩纪末期),大陆岩石圈块体的刚性属性有利于应力的远程传递和块体旋转,沿块体边界分布的大型走滑断裂控制了岩浆活动的发生;随着挤压过程的持续进行,岩石圈块体的受热和变形,高原岩石圈的重力不稳定性增加,最终导致拆沉作用和软流圈物质的大规模上涌以及藏北高原的离散性岩浆活动。在高原演化中,岩石圈拆沉作用具有重要意义,许多地质事件的发生都与此有关。同时,软流圈的汇聚还导致软流圈物质的向东挤出,并因此造成青藏高原岩石圈的向东挤出和晚新生代的伸展构造。     

鄂尔多斯盆地白垩系主要含水岩组沉积岩相古地理对地下水水化学场形成和水质分布的影响

通过典型水文钻孔和露头剖面沉积地质、水文地质调查、样品测试及综合研究表明,鄂尔多斯盆地白垩系含水层形成时,北部环河组、洛河组均广泛发育河流相沉积,而南部环河组湖泊相为主、洛河组沙漠沙丘相广泛分布的沉积古地理格局,这对含水岩石中长石、粘土矿物、方解石、石膏等重要矿物组成和易溶盐含量及其空间分布形成明显控制,也控制了含水层和隔水层空间分布,并显著影响了深层地下水循环交替条件的区域分布变化。在沉积-成岩环境条件下,影响地下水水化学场形成和水质分布变化的主要水-岩作用包括硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐矿物的溶解溶滤和阳离子交换作用等水文地球化学作用。受含水层沉积岩相古地理、地下水循环及水岩作用等因素控制,环河组、洛河组地下水总体表现为盆地北区TDS低、淡水发育、以HCO₃型为主,南区TDS高、微咸水和咸水发育、以HCO₃·SO₄型为主的分布规律,地下水水化学和水质分布在北区分布变化小、在南区上下含水层分布变化复杂。     

我国无居民海岛管理现状、问题及建议

无居民海岛是我国自然资源的重要组成部分。为加快推进生态文明建设,党和国家对我国自然资源的管理提出了新的要求。文章采用问题和目标导向的研究方法,通过对我国无居民海岛管理的历史遗留问题、管理能力、管理体系和信息化建设等方面进行分析,提出了分类处置历史遗留用岛,优化精细化分类管理体系、完善海岛管理制度体系、完善海岛数据更新体系等建议,对提升我国无居民海岛管理水平,实施海洋强国战略具有重要的意义。