第二十三届国际天文奥林匹克竞赛理论试题答案

α-1水银镜面解:1.1想象一个旋转着的水银液面。在液面上的任意一点,其液面的法线方向与垂线(转轴)方向的夹角为γ=ω^2r/g,其中3为水银液面旋转的角速度,r为距离转轴的距离,g为重力加速度,如果重力的方向保持恒定时,角度γ与液面曲率半径R的关系可表述为:γ=r/R.     

基于激光点云的巨型倾倒大变形体监测研究

以某特高岸水库巨型变形体为研究对象,应用地面三维激光扫描仪采集变形体表面激光点云数据,建立变形体DEM模型,几何量测提取点、线、面(体)成果,对比及叠加分析,得到特定点、线、面及整个变形体位移量信息。研究结果表明,高密度激光点云数据可弥补传统监测成果单一及分析局限或以点概全的不足,以其丰富多样的监测成果全面反映变形体的变形信息,尤其对速滑变形在时效性和精度匹配上更有效,可达到应急预报要求。     

“海上丝绸之路”超大城市环境变化遥感分析

随着城市化进程的加快,如何及时、精确地对城市环境的变化做出评价,进而制定出合理的发展方案,对城市可持续发展至关重要。本文综合利用卫星遥感获取的PM_2.5浓度数据、地表温度数据（Land Surface Temperature,LST）、植被指数数据（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）及城市用地辅助信息数据,基于综合评价指标,分析海上丝绸之路沿线12个超大城市地区2000-2013年环境质量的动态变化。研究结果表明,2000-2013年,海上丝绸之路沿线约75%的超大城市呈现出不同程度的环境恶化现象。12个超大城市用地环境恶化及逐步恶化面积占研究区域总面积的31.33%（4732.39 km²）。2000-2013年,城市扩张用地恶化和逐步恶化面积约占总扩张用地的29.48%（3765.83 km²）。平均地表温度的上升、植被覆盖度的急剧下降及PM_2.5浓度的增加均对海上丝绸之路沿线超大城市环境质量变化产生影响。其中,空气中PM_2.5浓度的大幅度增加是2000-2013年海上丝绸之路沿线超大城市扩张用地环境退化的主要原因。     

胶州湾海域营养状况研究

根据2000～2009年胶州湾海水监测资料,选用单项指标分析和富营养化指数法,对胶州湾海域以及主要河口区营养水平进行评价。结果表明,胶州湾水质较差,无机氮严重超标,N/P值为62.7,呈现高N低P状况,整个海域呈中度-重度富营养状态。主要河口海域无机氮(IN)严重超标,富营养化程度高,其中墨水河口为严重富营养,楼山河口为重度富营养。     

黑河下游河岸林植物水分来源初步研究

通过分析黑河下游极端干旱区荒漠河岸林植物木质部水及其不同潜在水源稳定氧同位素组成(δ18O),应用"同位素质量守恒多元"分析方法初步研究了不同潜在水源对河岸林植物的贡献.结果表明:在黑河下游荒漠河岸林生态系统,在河水转化为地下水和土壤水及水分在土壤剖面再分配的过程中均存在强烈的同位素分馏.对植物水δ18O而言,胡杨、柽柳和苦豆子的δ18O分别为-6.43‰、-6.28‰～和-6.61‰,较苦苣菜(-5.14‰)和蒲公英(-5·52‰)明显偏负.柱状频率图显示胡杨最多能利用93%的地下水,柽柳最多利用90%的地下水.而苦豆子97%水分来源于80 cm土层范围内的土壤水.除0～20 cm土层内的土壤水外,苦苣菜和蒲公英可能还有其他潜在水源.即在黑河下游天然河岸林乔木和灌木较多地利用地下水,而草本植物仍然以地表水为主.     

两种常用的GPS高程拟合模型拟合精度研究

通过利用金塘大桥海中一级加密网这一成果对GPS高程异常拟合模型精度进行研究,分别用平面拟合模型和多项式曲面拟合模型解算出各点的正常高并与四等水准结果比较,得出一些有益的结论,对GPS的实际应用具有一定的指导意义.     

重盐碱地养殖池塘水化学特性的研究

2007年6月～10月对位于黄河下游重盐碱地凡纳滨对虾养殖池塘的水化学特性进行了研究.结果表明:(1)该地区水体的水型主要表现为ClNaⅢ,总含盐量较高,平均(2143.77±859.18)mg/L,在阴离子中,氯离子含量最高,平均(944.07±477.57)mg/L.(2)pH值较高,各池塘平均值为8.79～9.15,在整个养殖周期中水体pH＞8.5的比例占87.9%,pH＞9的比例占47.0%.(3)总硬度较高,平均为(11.96±3.69)mmol/L,极值范围为7.05～22.4mmol/L,主要表现为镁硬度.(4)水体中营养元素氮的含量较高,活性磷的含量相对较低,而总磷含量较丰富,能够满足浮游植物生长的需求.     

黄土高原古气候变化定量重建的新进展

中国黄土- 红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造- 千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及10Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。