Preface to the Special Issue on the 14th International Conference on Mesoscale Convective Systems and High-Impact Weather

<正>A mesoscale convective system (MCS) is an organized cluster of thunderstorms known to be the most important convective mode in causing disastrous high-impact weather, such as heavy rainfall, hail, damaging winds, and tornadoes. The small spatial scale and fast temporal evolution of MCSs make their observation and prediction very challenging. East Asia is home to the world’s most prominent monsoon, setting the stage for various severe convective weather events. MCSs and their associated ...     

低低跟踪重力卫星高精度微波测距系统数据预处理与分析

本文研究低低跟踪重力卫星任务核心微波测距系统的数据预处理与分析方法, 实现关键载波频率不稳定性噪声的高效抑制, 以及相关干扰、偏差的消除和矫正.依据理论分析成果, 研发了相关处理与分析程序.本研究所完成的双频双向单程测距数据产品与GRACE Follow-On官方产品的残差远小于载荷设计精度指标, 满足重力场反演的精度需求.针对最终数据产品中电子学噪声、系统噪声等噪声, 讨论评估与分析方法.本文通过引入电离层自由电子含量的空间非均匀性的频域分析方法, 利用星间微波测距数据, 实现针对自由电子含量的不同空间尺度变化行为及其全球分布特征的分析能力, 从新视角为电离层的深入研究提供数据支撑.本研究可为我国低低跟踪重力卫星任务微波测距系统的数据预处理与分析提供相关技术积累和参考.

     

等离子体层嘶声对槽区电子的弹跳共振散射效应

等离子体波动与带电粒子的共振相互作用一直是磁层物理学的研究热点.作为一种常见的宽频、右旋极化等离子体波动, 等离子体层嘶声在地球磁层电子的损失过程中起到了重要作用.其中, 嘶声波对电子的回旋共振散射被认为是辐射带槽区形成的主要机制, 而人们对嘶声波与电子的弹跳共振机制的理解却相对匮乏.本文旨在细致研究嘶声波与槽区电子的弹跳共振相互作用, 明确其对槽区电子动态演化过程的影响.研究发现, 嘶声波与电子的弹跳共振可以造成槽区电子在高投掷角(80°~90°)处明显的投掷角扩散.相比于低能(＜~100 keV)电子, 嘶声波引起的高能(＞~100 keV)电子的弹跳共振效应明显更强.槽区电子的弹跳共振投掷角扩散系数对于L-shell、地磁活动条件和共振阶数都有着很强的依赖性.随着L-shell的增大和地磁活动的增强, 嘶声波对电子的弹跳共振散射效应显著增强.对于低能电子, 共振阶数对总散射系数的贡献随阶数的升高而增大; 而对于低L-shell处的高能电子, 共振阶数对总散射系数的贡献随阶数的升高而呈现先增大后减小的趋势.嘶声波与槽区电子的弹跳共振相互作用可以有效地将高投掷角电子散射到较低的投掷角上, 进而在回旋共振机制的协助下将它们散射到损失锥中.因此, 未来在地球槽区电子动力学建模过程中有必要考虑等离子体层嘶声对电子的弹跳共振散射效应.

     

南海东北陆缘的地壳速度结构及其构造意义:来自广角地震剖面的约束

南海东北部深部地壳结构蕴含着南海陆缘伸展张裂过程的重要信息。在南海东北陆缘布设的一条广角地震测线(DP13)沿NW-SE方向依次穿过东沙隆起和台西南盆地。本文利用射线追踪和正演走时拟合软件RayInvr构建地壳纵波速度结构,模型表明：沉积层速度1.6～4.6 km/s,厚度0.5～3.8 km,横向分布不均匀,沉积基底起伏剧烈;莫霍面埋藏深度由陆架区的25.5 km急剧减小到陆坡下方的13 km,随后向下陆坡远端增深至16 km;陆架处东沙隆起下方地壳厚度从～25 km减薄到～21 km,下陆坡远端地壳厚约10～13 km,地壳拉张因子分别为1.3～1.5和2.6～3.1,表现为轻微和中等减薄;陆坡区台西南盆地内地壳厚度从17 km急剧减薄至7～8 km,地壳拉张因子高达4.6,呈超伸展减薄;地壳厚度由陆向海非单调减薄,地壳伸展具有明显的空间差异性;陆架-上陆坡和下陆坡下地壳底部发现两个相对孤立的不连续高速体,速度分别为7.0～7.5 km/s和7.0～7.3 km/s,厚度分别3～5 km和1～3 km,前者位于古太平洋俯冲带前缘,几乎与南海东北部高磁异常重叠,推测由中生代古太平洋板...     

大别造山带红安地块康家湾构造混杂岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

扬子克拉通北缘中元古代—新元古代地质构造演化一直是地学界研究的热点。本文报道了大别造山带红安地块康家湾混杂岩中榴闪岩岩块和含石榴子石白云钠长片岩基质中锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明,康家湾混杂岩中榴闪岩岩块的原岩形成时间为1064±10 Ma,且经历了183±3 Ma的流体作用过程;中元古代锆石Hf同位素组成(ε_Hf(t)=4.7～12.3)接近当时的亏损地幔值,指示榴闪岩原岩(玄武质岩石)可能来自亏损的地幔源区部分熔融作用;混杂基质中碎屑锆石年龄谱可大致分为2576 Ma、2065～1698 Ma、1071～560 Ma和254～156 Ma四组,暗示其物源可能主要来自于近源的秦岭-大别造山带前寒武纪基底;基质中最年轻的岩浆锆石年龄为～240 Ma,表明康家湾混杂岩的最终就位时间可能在晚三叠世到早侏罗世之间。综合秦岭-大别造山带新元古代构造演化过程,本研究认为大别造山带红安地块与扬子克拉通庙湾蛇绿岩、神农架弧等共同构成了一套中元古代末期—新元古代早期岛弧增生造山体系,从而支持扬子克拉通可能由一系列微陆块逐渐拼合而成。     

歧口凹陷古近纪东营期古物源体系重建与应用

以沉积盆地分析、层序地层研究和油气勘探实践中急待解决的古物源体系分析为切入点, 以歧口凹陷东营组研究为例, 阐述了古物源体系研究的途径、方法与技术路线; 初步总结出应用轻-重矿物时空配置关系、地震前积反射结构特征、古地貌恢复与沟谷展布特征、盆地内部骨架砂体形态与时空配置以及盆地边缘及内部层序界面上大型下切谷的空间展布特征, 即“五位合一”法来判断沉积盆地的古物源体系.该分析方法可为同领域的研究提供借鉴作用.      

2001-2021年黄河流域农业科技园区的时空格局及影响因素

探究农业科技园区的时空格局及影响因素对于优化园区布局、促进区域农业高质量发展具有重要意义。本文以黄河流域国家和省级农业科技园区为对象,采用标准差椭圆、核密度估计、探索性空间数据分析、空间变差函数、地理探测器模型等方法,分析了2001—2021年园区时空格局、演化特征及影响因素。结果发现：(1)农业科技园区经历了试点建设（2001—2009年）、全面推广（2010—2016年）和创新提质（2017—2021年）3个阶段。(2) 2001—2021年国家和省级园区总体分布态势逐渐一致,已经形成了河湟谷地、关中平原和黄河下游冲积平原3个主要集中分布区。(3)国家和省级园区全局关联特征表现不同,前者空间关联从随机模式向集聚模式转变,后者则一直表现为集聚模式;局部关联格局则均表现为“同向集聚增强,异向集聚减弱”的特点。(4)国家和省级园区格局演化均同时受结构性和随机性因素影响,包括产业结构水平、经济实力基础、交通便捷度、专利授权件数、农作物种植规模等主要因素,各因素间的交互作用大于单因素的作用,特别是产业结构水平与交通便捷度、经济实力基础与交通便捷度交互作用最为突出。本研究有助于丰富和完善农业科...     

地面VLF波穿透电离层的能量衰减变化

地面VLF人工源可以导致辐射带高能粒子沉降.为研究辐射带粒子加速和沉降机制,乃至实现对辐射带电子"人工控制"的设想,需要在精确计算得到VLF人工源在电离层激发电磁场能量分布的基础上,计算哨声波对辐射带电子的调制作用.以往计算VLF人工源在电离层中激发的电磁场能量分布多基于Cary给出的波导中VLF波衰减率和Helliwell提出的经典电离层吸收曲线,但近期研究表明,这些模型结果存在较为明显的误差.本研究建立了地面VLF信号穿透电离层传播的全波计算模型,将计算结果与DEMETER卫星记录的NWC通讯台激发的电磁响应进行对比.虽然模型没有考虑电离层参数水平不均匀性,但模型计算结果与卫星观测值也有较好的一致性.利用经过验证的全波模型计算了不同地磁参数、电离层参数情况下,不同辐射特性的地面VLF辐射在波导中的衰减和穿透电离层时D/E区的吸收值,探讨了上述参数对电磁波能量在波导和D/E区中衰减的影响规律.     

济南市一次大雾天气过程的诊断分析

利用济南地区地面气象观测资料和探空观测资料以及NCEP1°×1°再分析资料，对2007年1月2-4日济南地区大雾形成及持续原因进行了初步分析，发现：稳定的经向大气环流、较弱的地面气压场是大雾形成的主要天气形势，较弱而持续的偏北风、源源不断的水汽补充及明显的逆温层是这次大雾形成并维持的必要条件。在实际气象预报工作中，不仅要注意天气形势、水汽等条件的分析，在冬季更要注重逆温层对大雾形成的分析。     

Freeman链码优先级直线提取算法研究

针对目前直线提取算法的局限性,提出了一种简单高效的提取图像中目标物体直线边界的算法。本算法基于链码思想和数字直线特征,首先对图像进行边缘检测,对边缘检测后的图像按照优先级进行链码跟踪,获取初始链码;然后通过距离约束提高链码的直线性,剔除噪声和细节;最后进行直线合并,完成直线提取。实验表明,本文提出的算法能高效、准确地检测出图像中物体边界的直线,特别对较大的影像计算量小,抗噪能力强,适用于实时处理。