Measurement of aerosol effective density by single particle mass spectrometry

Single particle mass spectrometry has been widely used to determine the size and chemical compositions of atmospheric aerosols; however, it is still rarely used for the microphysical properties measurement. In this study, two methods were developed for determining aerosol effective density by a single particle aerosol mass spectrometer (SPAMS). Method I retrieved effective density through comparison between measured light scattering intensities and Mie theoretical modelled partial scattering cross section. Method II coupled a differential mobility analyzer (DMA) with SPAMS to simultaneously determine the electric mobility and vacuum aerodynamic diameter, and thus the effective density. Polystyrene latex spheres, ammonium sulfate and sodium nitrate were tested by these methods to help validate their effectiveness for determining the aerosol effective density. This study effectively extends SPAMS measurements to include particle size, chemical composition, light scattering, and effective density, and thus helps us better understand the environment and climate effects of aerosols.     

基于GEE的地表覆盖与气候状态关联研究

为探究地表覆盖与气候状态间的关联性,本文选取2019年的Landsat影像数据,结合温度、降水量、PM_2.5浓度3种气候指标,利用GEE平台,结合NDVI、MNDWI、NDBI,采用SVM、RF、CART方法进行地表覆盖分类,探究气候指标与地表覆盖类型分布的关联性;提出了使用3种气候指标构建分类特征进行地表覆盖分类的方法,并通过消融试验分析了气候指标对地表覆盖分类精度的影响。结果表明:①RF有较好的分类结果,总体精度为96.0%;②3种气候指标均能提高地表覆盖分类精度,其中PM_2.5浓度效果最好;③温度与植被、水体关联性较大,PM_2.5浓度与城区、植被关联性较大,降水量与耕地关联性较大。     

甘肃春小麦产量时空分布及其气候响应

利用近45 a甘肃省78县区春小麦实际产量生长期(3～6月)气温、降水和日照时数等资料,主要采用REOF和小波分析等方法,分析春小麦产量时空演变及气候响应。结果表明:1)甘肃春小麦产量由西向东、由北到南产量递减;2)存在河东、河西2个特别区域,春小麦在河西走廊地区高产而稳定,河东地区明显产量低且不稳定,陇中黄土高原地区最为突出;河西走廊区域产量变化与陇中反向,及河西产量偏高年份河东反而偏低,反之亦然。河东地区相关程度很高,产量变化与河西反向;3)河西走廊地区对气温响应敏感,甘肃黄土高原地区对干湿(降水)的变化敏感;4)响应最敏感区产量1991年之前变幅较小,之后变幅加大;丰欠年份相间,存在2～3 a的准振荡周期。     

季风转换期印度洋经向热输运的年际变异及其机理

本文采用SODA3.4.2再分析数据和POP2海洋模式研究了季风转换期间（春季和秋季）热带印度洋经向热输运异常（Meridional Heat Transport Anomaly, MHTA）的年际变异特征。春季MHTA存在两个主要模态,即一致模态和辐合辐散模态：一致模态表现为热带印度洋上层一致的向北输运,受热带印度洋海温一致模相关的赤道反对称风场（赤道以北/南为东北风/西北风异常）调控;辐合辐散模态则呈现关于赤道对称的表层辐散次表层辐合特征,受控于赤道以南的热带西南印度洋和副热带东南印度洋海温偶极子。然而,秋季MHTA仅表现为辐合辐散模态,受到印度洋偶极子期间赤道东风和赤道外反气旋式风应力异常影响。此外,POP2敏感性试验也验证了印度洋海温模态影响下异常风场对MHTA的调控作用,即反对称的风引起一致向北的MHTA,赤道东风异常引起MHTA表层辐散、次表层辐合现象。因此,热带印度洋海气耦合模态年际变化对印度洋上层热量再分配有着重要的意义。     

中国大陆岩石圈导电性结构研究——大陆电磁参数“标准网”实验（SinoProbe-01）

"中国大陆地壳探测计划"的首要目标是岩石圈物性结构、构造和物质组成的探测,这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和放射性结构研究。其中,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。利用岩石圈导电性结构模型不仅可以推断地球内部的岩、矿石组成和地质构造轮廓,还可以间接提供有关地球内部热结构的信息,为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题服务。因此,很多发达国家自上世纪70年代以来,陆续启动了岩石圈导电性结构探测。2004年,美国开始了"地球透镜计划(EarthScope)";其中,"大地电磁阵列"(USArray)是整个计划中的重要部分,是一个大陆尺度的大地电磁场观测计划,它将为北美大陆的构造与演化提供新的约束。在中国,大陆岩石圈导电性结构研究虽取得一系列重要成果,但也仅限于对其基本格局有一定认识,远远满足不了大陆动力学问题研究的需要。为了研究中国大陆形成、演化机理,首先需要确定中国大陆岩石圈三维构造模型、热结构和流变性特征,而这一切都与更详细、更准确的中国大陆岩石圈导电性结构有着密切关系。为了实现构建中国大陆岩石圈电磁学参数三维数据体及导电性结构标准模型的目标,"深部探测技术与实验研究专项"设立"大陆电磁参数标准网实验研究(SinoProbe-01)"项目,解决大陆尺度、阵列式(Array)大地电磁场(MT)标准网观测计划的关键技术问题,研究具体的实施方法技术,并提供示范性成果。项目将尽可能预先建立覆盖全国、网度为4°×4°的阵列式区域大地电磁参数标准网控制格架,并以华北和青藏为基地创立阵列式区域大地电磁场"标准点"1°×1°观测网的构建方法、技术;构建华北和青藏地区壳、幔电磁参数三维结构标准模型"格架",以及不同网度的壳、幔物性三维结构模型,为覆盖全国的阵列式区域大地电磁"标准点"观测网最佳网度选择提供依据,为最终建立中国大陆岩石圈三维导电性结构标准模型奠定基础,为预测我国超大型金属成矿远景区提供方向。完成本项目研究将对揭示中国大地构造特点和岩石圈结构提供重要依据,对油气及固体矿产资源远景评估提供制约,并对完善后板块大地构造理论有重要意义。开展这方面的研究将揭开中国大地构造地球物理学新阶段的序幕,为中国可持续发展与地球科学的进步作出贡献。     

甘肃西峰黄土中细菌16S rDNA 文库的构建与组成初步分析

对黄土高原西峰地区黄土沉积物中的有机质进行了总DNA 提取和PCR（聚合酶链式反应）扩增,通过克隆测序技 术构建了含有44 个克隆子的细菌16S rDNA 文库。对16S rDNA 系统发育的分析表明,西峰地区的黄土沉积物中细菌可分属 13 个类群,包括：酸杆菌（Acidobacteria）、变形菌（Proteobacteria）、放线菌（Actinobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、厚壁菌（Firmicutes）、疣微菌（Verrucomicrobia）、浮霉菌（Planctomycetes）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、异常球菌-栖热菌（Deinococcus-Thermus）、硝化螺旋菌（Nitrospirae）、蓝细菌（Cyanobacteria）、拟杆菌（Bacteroidetes）和Candidate divisionTG1。其中酸杆菌为最主要优势类群,变形菌为次优势类群,二者占黄土细菌总克隆数的70%,且大多为不可培养的基因型。     

A 35-GHz Polarimetric Doppler Radar and Its Application for Observing Clouds Associated with Typhoon Nuri

Millimeter-wavelength radar has proved to be an effective instrument for cloud observation and research. In this study, 8-mm-wavelength cloud radar (MMCR) with Doppler and polarization capabilities was used to investigate cloud dynamics in China for the first time. Its design, system specifications, calibration, and application in measuring clouds associated with typhoon are discussed in this article. The cloud radar measurements of radar reflectivity (Z), Doppler velocity (Vr), velocity spectrum width (Sw) and the depolar-ization ratio (LDR) at vertical incidence were used to analyze the microphysical and dynamic processes of the cloud system and precipitation associated with Typhoon Nuri, which occurred in southern China in August 2008. The results show the reflectivity observed using MMCR to be consistent with the echo height and the melting-layer location data obtained by the nearby China S-band new-generation weather radar (SA), but the Ka-band MMCR provided more detailed structural information about clouds and weak precipitation data than did the SA radar. The variation of radar reflectivity and LDR in vertical structure reveals the transformation of particle phase from ice to water. The vertical velocity and velocity spectrum width of MMCR observations indicate an updraft and strong turbulence in the stratiform cloud layer. MMCR provides a valuable new technology for meteorological research in China.     

近似核线影像的轻量级多阶多尺度特征准稠密匹配

针对近似核线影像,设计了轻量级的线状多尺度三角塔结构,通过多尺度下复合特征的极值检测,得到大量稳定特征点,进行特征点尺度和位置的拟合以提高算法对影像变形和核线几何计算误差的适应性,然后对特征点进行复合分量的综合描述,并采用属性特征和数值特征相结合的方法在预测区间进行快速匹配,最后采用微分纠正法提高同名点定位精度。实验表明,本算法能够快速得到分布均匀、密度较大的可靠同名点精度约0.1像素级。     

青藏及华北阵列式区域大地电磁场标准观测网建设方法与实验

大地电磁参数标准网的建设需要大量第一手的观测资料,观测资料的质量直接决定了标准网的可靠性。本文分析了大地电磁测深仪器设备、资料采集与处理技术,确定了青藏及华北阵列式区域大地电磁场标准观测网的建设方法;在此基础上,在山东菏泽地区对11535和11635号标准点进行了野外观测试验,对采集的宽频及长周期数据进行了深入处理,形成的对辅助测站和中心测站布置、数据采集时间、资料处理手段和远参考测站布设等要求,将指导青藏及华北阵列式区域大地电磁场标准网的建设,并对中国大陆其他区域大地电磁场标准网建设具有一定参考意义。     

不同鲜重秋茄胚轴形态及其对幼苗生长的影响

为了探讨不同鲜重秋茄胚轴的表型性状和营养成分含量差异,及其对幼苗生长的影响,确定浙江省秋茄胚轴质量标准,提高造林质量,本研究采集4.0～5.0g、5.0～6.0g、6.0～7.0g、7.0～8.0g、8.0～9.0g、9.0～10.0g共6组不同鲜重的秋茄胚轴,测定其表型性状、营养成分含量和幼苗生长性状。结果表明,胚轴长度、横径、顶径随着胚轴鲜重的增加而显著增加。不同鲜重等级胚轴间的氮(N)、磷(P)、钾(K)和有机碳百分含量差异不显著,但随着秋茄胚轴鲜重增加,淀粉百分含量显著减小。单根胚轴的营养成分总含量随胚轴鲜重的增加而显著增加。胚轴的C:N、N:P和C:P值在鲜重7.0～8.0g等级时均显著高于其他鲜重等级。幼苗生长高、基径、叶片数及生物量随胚轴鲜重的增加而显著增加,但在5.0～6.0g、6.0～7.0g和7.0～8.0g等级间幼苗茎干重、叶干重、净生物量和总生物量差异不显著。胚轴表型性状与幼苗生长指标之间的相关性均呈显著水平(P<0.05),除胚轴P总含量与生长高之间的相关性不显著外, N、K、Na、有机碳、淀粉总含量与幼苗生长指标之间均呈显著正相关关系(P<0.0...