呼和浩特市区雷电资料分析

通过对比呼和浩特市区两个气象台站,即53463站、53466站,统计分析两台站1991-2010年20a的雷暴观测资料、呼市市区近20a雷暴日数;分析年雷暴日数变化、月雷暴日数变化、雷暴方向等,得出呼和浩特市区雷暴活动规律,为呼市防雷工作、防雷工程建设、雷电灾害风险评估提供理论依据.     

徐州农业生产面临气象灾害风险的评估

根据徐州市历年来各种气象灾害对农业造成影响的资料, 应用信息扩散的模糊数学理论模型, 对徐州地区洪涝、干旱、风雹和霜冻等气象灾害进行风险评估, 并对客观风险评估值进行分析, 得到与历史上实际灾害发生的概率较吻合的结论, 使用这种方法为我们开展气象灾害风险评估提供了客观的数据。     

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中国末次冰盛期以来泥炭发育与气候变化

泥炭是陆地生态系统碳库的重要组成部分,其发育演化对全球碳循环具有重要的影响。然而,目前轨道时间尺度上中低纬泥炭发育与季风演化关系及其对全球CH₄浓度变化的影响,还存在很大的争议。本研究基于末次冰盛期以来我国泥炭发育的起始¹⁴C年龄数据,通过年龄概率密度方法,系统重建了东亚季风区泥炭发育的时空演变历史。结果表明：末次冰盛期我国南方泥炭开始发育,冰消期以来泥炭发育逐步扩展至华北、东北、西北和青藏高原地区,并发育增强;全新世时段,不同区域泥炭发育存在明显的空间差异,东北和西北泥炭发育呈现持续增加,而南方、华北和青藏高原地区在早-中全新世增加,之后呈现下降趋势。结合全国孢粉记录的古气候定量化重建结果,发现我国末次冰盛期以来不同区域泥炭发育主要受降水变化的影响,揭示出泥炭发育主要受控于东亚季风降水的演化。研究表明在轨道时间尺度上,东亚季风演化及其导致的泥炭发育变化对全球CH₄浓度变化具有重要的贡献。

     

火山岩与地形联合约束下海岛土壤稀土元素地球化学空间分布异质性——以广西涠洲岛为例

海岛土壤地球化学特征的研究对于认识海岛表生地质环境有重要意义。本研究以我国最大的第四纪火山海岛——涠洲岛为案例,重点研究亚热带海岛环境下火山岩风化土壤的稀土元素（REE）地球化学特征,并探讨影响其空间分布的关键因素。结果表明,涠洲岛土壤REE总量（ΣREE）自然变化范围较大,介于59.07~575.30 mg/kg,平均值为285.53 mg/kg,高于中国大陆土壤背景值（163.86 mg/kg）,指示火山岩风化海岛具有较高的土壤REE丰度。反距离权重插值法（IDW）分析指示,岛内土壤的REE含量高低变化呈现出以带状和斑块状为主体形态的空间分布不均一性,推断其成因与母质岩石类型和地形位置等因素密切相关。3种不同岩性的成土母岩的ΣREE含量变化序列为：玄武岩（236.66 mg/kg）>火山碎屑岩（215.58 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物（18.99 mg/kg）,对应的土壤ΣREE含量具有类似变化规律,即玄武岩土壤（307.20 mg/kg）>火山碎屑岩土壤（297.46 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物土壤（89.73 mg/kg）。该证据指示母岩是控制岛内土壤REE含量变化的首位因素,玄武岩整体上易形成具有较高REE丰度的土壤,火山碎屑岩次之,而含生物碎屑海滩沉积物反之。此外,本研究还发现火山碎屑岩单一岩性区内,发育的土壤REE含量也会随地形地貌差异而出现显著变化,其原因是地形地貌制约了土壤矿物和化学风化程度,海蚀丘陵比海积平原更利于海岛土壤中REE次生富集作用的发生。

     

硫化物风化产酸对流域岩石风化和碳循环的影响——以黄河支流三川河流域为例

硫化物风化产酸可加速岩溶作用但抑制大气二氧化碳参与流域碳循环,其复杂的地球化学机制和过程待阐明。本文以黄河二级支流三川河流域为例,通过采集20个三川河及其支流地表水点样和30个柳林泉地下水点样,经实验测试获得了流域比较系统的水化学资料和δ¹³C、δ³⁴ S数据,运用碳、硫同位素分析与水化学平衡计量方法,量化了流域硫化物风化产酸对岩石风化作用的贡献以及对碳循环的影响。计算结果表明：煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降所形成的硫酸明显促进了流域碳酸盐岩的溶蚀,对碳酸盐岩溶蚀的贡献约占64.59%;柳林泉水石膏溶解来源的SO₄^2-占69%,河水中石膏溶解来源的SO₄^2-占30%,但这些部分SO₄^2-没有参与溶蚀作用,应当扣除;三川河流域平均岩石风化速率为10.02 mm/ka,其中碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化速率分别为9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于国内外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的吸收,流域岩石风化消耗大气/土壤CO₂通量为116.58 mmol/（km² ·a）,不足珠江流域的1/5,且硅酸盐岩风化的贡献占63.3%。

     

北斗三号系统进展及性能预测: 试验验证数据分析

网络实时动态测量(real-time kinematic, RTK)技术可为大范围区域用户提供实时高精度的定位服务,然而目前该技术对卫星导航定位(satellite navigation and positioning,SNAP)基准站网密度要求较高。为了满足稀疏大尺度SNAP基准站网区域的高精度定位服务需求,提出了一种基于虚拟大气约束（virtual atmosphere constrait, VAC）的网络RTK服务方法,首先构建非组合双差观测值模型,快速解算并固定SNAP基准站基线模糊度;然后提取基线大气延迟,分别建立斜路径电离层和天顶对流层误差模型;最后将内插的大气延迟及其精度信息作为虚拟观测值,提升终端RTK的定位性能。采用中国西北的SNAP基准站网数据(平均站间距为205.1 km)和网内外6个流动站数据进行RTK验证,结果表明,所提方法可以满足大尺度参考网下用户的高精度定位需求,相比传统的虚拟基准站技术,VAC服务模式下的终端定位精度、初始化速度平均分别提升61.64%和9.96%,该模式下测试终端固定解水平和高程方向的平均均方根分别为1.19 cm、2.73 cm;采用多次初始化进行验证,平均88.78%的时段在2个历元内即可完成初始化;VAC服务模式对大尺度SNAP基准站网内外用户均具有较好的适应性。     

河南省内黄县河流地质考古研究

河流地质考古学是基于地层研究河流和考古遗址之间关系的学科。近年来我们在河南省内黄县开展的河流地质考古研究揭示了黄河复杂的演化历史,在此基础上进一步探讨了古代人类活动与周围环境的相互作用。本文主要介绍了2010~2016年我们在河南省内黄县3个全新世遗址（岸上、三杨庄和大张龙村）的地质考古工作中所取得的成果。研究区域内遗址的地层记录表明,许多考古遗址被深埋于地下,并可能影响了3000 a B.P.以来的河流沉积过程。我们在岸上遗址发掘了A、B、C、D共4处青铜时代的沟渠遗迹,这些沟渠的堆筑可能影响了后期的沉积过程并导致了遗址周边微地貌的改变;在三杨庄遗址识别出了多层不同时期的人为古土壤,包括新石器晚期、战国时期、汉代和唐代;在大张龙村发现了北宋时期黄河泛滥沉积物,其沉积过程可能受周边村落遗址的影响。根据测得的14C年代和沉积层厚度,本研究进一步对这3处遗址的沉积速率进行了估算,并与前人对华北平原沉积速率的相关研究进行了对比。结果表明,这3处遗址所显示的沉积速率自3000 a B.P.开始显著增加,与对早期历史时期黄河河道沉积速率的估算结果相吻合。因此,基于遗址的地质考古研究能够为探索人与环境的互动关系提供大量信息。未来的工作中,我们需要开展更多基于考古遗址的河流地质考古研究,以深入探讨华北平原的自然沉积过程与文明演进过程之间的关系。

     

祁连山北部基岩河道宽度对构造和岩性的响应

活动造山带基岩河流地貌研究,目前已成为构造地貌学研究的前沿和热点。河道宽度形态的调整变化是基岩河流响应构造、岩性和气候等扰动的重要方式之一。通过研究祁连山北部地区6个重点流域基岩河道的宽度形态发现：河道宽度总体上呈现出东西向和南北向的变化特征,河道向下游增宽的速率,东段地区显著高于中段地区,低山带显著高于高山带;对比河道宽度的变化特征与构造抬升速率及岩性抗蚀性的变化,可以推断：在祁连山北部地区,基岩河道宽度响应构造抬升和岩性抗蚀性的变化进行了系统地调整,构造抬升控制了流域河道宽度变化的总体趋势,而岩性抗蚀性变化则导致了流域内部局部河段河道宽度的大幅波动。在祁连山北部地区开展的基岩河道宽度形态研究,为利用基岩河道形态研究造山带的构造变形奠定了基础,对于探索构造抬升背景下地貌的发育过程具有十分重要的意义。

     

Semi‐analytical solution to one‐dimensional consolidation for unsaturated soils with semi‐permeable drainage boundary under time‐dependent loading

This paper presents semi‐analytical solutions to Fredlund and Hasan's one‐dimensional consolidation of unsaturated soils with semi‐permeable drainage boundary under time‐dependent loadings. Two variables are introduced to transform two coupled governing equations of pore‐water and pore‐air pressures into an equivalent set of partial differential equations, which are easily solved by the Laplace transform. The pore‐water pressure, pore‐air pressure and settlement are obtained in the Laplace domain. Crump's method is adopted to perform the inverse Laplace transform in order to obtain semi‐analytical solutions in time domain. It is shown that the present solutions are more general and have a good agreement with the existing solutions from literatures. Furthermore, the current solutions can also be degenerated into conventional solutions to one‐dimensional consolidation of unsaturated soils with homogeneous boundaries. Finally, several numerical examples are provided to illustrate consolidation behavior of unsaturated soils under four types of time‐dependent loadings, including instantaneous loading, ramp loading, exponential loading and sinusoidal loading. Parametric studies are illustrated by variations of pore‐air pressure, pore‐water pressure and settlement at different values of the ratio of air–water permeability coefficient, depth and loading parameters. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.