Field experiments of multi-channel oceanographic fluorescence lidar for oil spill and chlorophyll-a detection

A Multi-channel Oceanographic Fluorescence Lidar (MOFL), with a UV excitation at 355 nm and multiple receiving channels at typical wavelengths of fluorescence from oil spills and chlorophyll-a (Chl-a), has been developed using the Laser-induced Fluorescence (LIF) technique. The sketch of the MOFL system equipped with a compact multi-channel photomultiplier tube (MPMT) is introduced in the paper. The methods of differentiating the oil fluorescence from the background water fluorescence and evaluating the Chl-a concentration are described. Two field experiments were carried out to investigate the field performance of the system, i.e., an experiment in coastal areas for oil pollution detection and an experiment over the Yellow Sea for Chl-a monitoring. In the coastal experiment, several oil samples and other fluorescence substances were used to analyze the fluorescence spectral characteristics for oil identification, and to estimate the thickness of oil films at the water surface. The experiment shows that both the spectral shape of fluorescence induced from surface water and the intensity ratio of two channels (I ₄₉₅/I ₄₀₅) are essential to determine oil-spill occurrence. In the airborne experiment, MOFL was applied to measure relative Chl-a concentrations in the upper layer of the ocean. A comparison of relative Chl-a concentration measurements by MOFL and the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) indicates that the two datasets are in good agreement. The results show that the MOFL system is capable of monitoring oil spills and Chl-a in the upper layer of ocean water.     

黑鲷早期鳞被的形成

黑鲷Sparus macrocephalus(Basilewsky)幼苗鳞被最早出现的部位是在躯干部胸鳍基后至肛门直上方的侧线处。黑鲷只具一个鳞被起始中心。最早出现鳞片的个体为体长9.5—14.1mm,平均11.51±0.85mm,全长11.2—16.5mm,平均13.65±1.01mm,孵后日龄23—35d。鳞被发育完全时的最小个体为体长12.1—18.5mm,平均14.57±1.55mm,全长14.8—23.5mm,平均17.99±2.17mm,孵后日龄27—42d。     

量子理论中一个定理的随机推广

随机情况下的量子理论有着更广泛的实际应用,所以利用数学期望将量子理论中的一个重要定理在随栅隋况下作了推广,证得这个定理对随机自相似集也成立,这对进一步研究随机自相似集的量子维数和量子误差提供了理论依据,丰富了量子理论．     

城市河道黑臭底泥对挺水植物光合荧光特性的影响

城市河道黑臭现象日益严重,探讨常见湿地植物在黑臭底泥中的生长,有利于为河道修复物种选择提供科学依据.研究黑臭底泥对3种常见湿地植物——菖蒲(Acorus calamus)、美人蕉(Canna indica)及慈姑(Sagittaria sagittifolia)生长状况和叶片叶绿素荧光参数的影响.结果表明:菖蒲和美人蕉在第30~40 d时生物量增量明显降低,慈姑的生物量增量在整个实验中持续增加;通过比较3种湿地植物的荧光参数可知,菖蒲和美人蕉的光化学淬灭系数(q P)、相对光合电子传递速率(r ETR)值在第10 d时达到最大,分别为41.33μmol/(m2·s)和68.60μmol/(m2·s),后30 d一直下降;慈姑q P、r ETR值在第30 d时增加;在第40 d时,美人蕉q P值下降,非光化学淬灭系数(q N)值上升,叶片有较强的热耗散能力,而菖蒲的q P、q N值同时下降,黑臭底泥对菖蒲叶片的光合系统PSⅡ造成伤害.这说明黑臭底泥对菖蒲和美人蕉的光合能力产生较长期抑制,而慈姑可较快适应黑臭底泥的胁迫.因此利用湿地植物修复黑臭河道时,可优先选择慈姑,其次是美人蕉,最后是菖蒲.     

一种基于LEO卫星信标的电离层层析成像新算法

LEO卫星信标是电离层监测的重要手段之一. 利用电离层层析成像算法, LEO卫星信标能够实现区域电离层电子密度的快速重构. 针对LEO卫星信标的特点, 本文提出了一种函数基模型与像素基模型组合的电离层层析成像新算法. 选择差分相对电离层总电子含量作为输入数据源, 先通过函数基模型法获取电离层电子密度初始分布, 再利用像素基模型法对初始分布进行二次迭代重构, 该方法可有效降低电离层层析成像对背景电离层模型的依赖, 同时能够实现电离层小尺度扰动结构的有效反演. 利用数值仿真方法及低纬度电离层层析成像网的实测数据的反演结果验证了本文提出的新算法的可行性和可靠性.     

铜山口矿区狮子山岩体深部找矿前景探析

通过近年矿山采矿、探矿工程和深部物探工程所揭露的地质信息,结合区域地质和矿区地质构造,对矿区狮子山岩瘤及Ⅳ号矿体重新认识,进一步探讨狮子山岩瘤及Ⅳ号矿体深部找矿前景,从而指导矿山开采,并为矿山深部找矿提供理论依据。     

燕山中部大地热流及岩石圈热结构特征——以承德市七家-茅荆坝地热田为例

燕山中部地区地热资源丰富,地热地质条件较好,但该地区大地热流测量工作较少,岩石圈热结构研究尚未开展,制约了该地区的地热地质研究与资源勘探开发。本文以该地区的七家-茅荆坝地热田为典型区,结合地温测井、取样测试、数据收集与分析,初步查明燕山中部大地热流特征及浅部-深部岩层热物性特征,填补了大地热流值测量空白区,在此基础上建立了研究区热结构概念模型,估算其深部地温分布。研究得出燕山中部大地热流值变化较大,平均约57 mW/m²,与周边温泉水温存在较好的相关关系。其中七家-茅荆坝地热田大地热流值较高,为74.9 mW/m²。通过深部地温分布计算得出七家—茅荆坝地区居里面埋深为21.5～22.8 km,莫霍面温度约815℃,分析结果与前人研究成果较为一致,验证了本文所建立岩石圈热结构模型的准确性。     

恒定渗流作用下泥石流起动过程冲刷试验分析

渗流是泥石流水动力条件主要来源之一,不同渗流流量具有不同的渗流力和冲刷力,从而可引起不同规模泥石流。通过开展室内水槽试验,利用测压管量测渗流过程中的孔隙水压力,并结合高清摄像技术从微观角度记录堆积土体内部细颗粒的运移、骨架颗粒的坍塌现象,以此分析研究土体渗透破坏、起动形成泥石流过程中的渗流和冲刷作用。在此基础上设定水槽坡度为7°,调节恒定渗流流量分别为120、170、265、320 ml/s,分析不同恒定渗流流量对固体堆积物失稳、泥石流起动过程中流态变化的影响。分析结果表明,在恒定渗流流量作用下,堆积土体内部细颗粒迁移、骨架颗粒坍塌造成土体颗粒重排列、孔隙水压力上升进而导致土体抗力降低是泥石流土体颗粒失稳、起动、冲刷的重要原因;随着渗流流量增加,流速迅速上升,土体内孔隙水压力逐步增大,骨架颗粒的失稳、移动主要受渗流及水流冲刷两方面共同作用,堆积土体颗粒的移动分别表现出缓慢小幅滑动后稳定、过渡型滑动和快速流滑现象。     

Validating the ability of the discontinuous deformation analysis method to model normal P‐wave propagation across rock fractures

The effects of fractures on wave propagation problems are increasingly abstracting the attention of scholars and engineers in rock engineering field. This study aims to fully validate the ability of discontinuous deformation analysis (DDA) to model normal P‐wave propagation across rock fractures. The effects of a single fracture and multiple parallel fractures are all tested. The results indicate that DDA can accurately reflect the fracture effects, including the fractures stiffness, the fracture spacing and the fracture number, and the effects of incident wave frequency on one‐dimensional P‐wave propagation problems. Thus, DDA is able to deal well with normal incident P‐wave propagation problems. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于GIS的梅里雪山国家公园土壤侵蚀敏感性情景分析

运用GIS-IDRISI软件,在其空间分析模块支持下,结合植被、土壤和DEM数据建立了一个土壤侵蚀功能模型,并在3种不同植被状况下(1.现有植被;2.植被遭受严重破坏;3.植被得以良好保护和恢复),利用此模型对梅里雪山国家公园的土壤侵蚀状况进行情景分析.结果表明:在梅里雪山国家公园内,土壤侵蚀极敏感和高度敏感区,主要分布于高海拔的高山区域和低海拔的澜沧江河谷区,而中度敏感、轻度敏感和不敏感区主要分布于中间海拔区域.研究区现有植被得到了当地藏族居民的较好保护,但如果该区域的植被受到严重破坏,如情景2所示,那么土壤侵蚀极敏感、高度敏感和中度敏感区面积将大量增加,相反,轻度敏感和不敏感区的面积将大量减少,尤其是不敏感区将几乎全部消失.所以梅里雪山国家公园当前的首要任务为保护好当地的植被和各生态系统.