Sound speed profiles in high spatiotemporal resolution using multigrid three-dimensional variational method: a coastal experiment off northern Shandong Peninsula

It is essential to acquire sound speed profiles (SSPs) in high-precision spatiotemporal resolution for undersea acoustic activities. However, conventional observation methods cannot obtain high-resolution SSPs. Besides, SSPs are complex and changeable in time and space, especially in coastal areas. We proposed a new space-time multigrid three-dimensional variational method with weak constraint term (referred to as STC-MG3DVar) to construct high-precision spatiotemporal resolution SSPs in coastal areas, in which sound velocity is defined as the analytical variable, and the Chen-Millero sound velocity empirical formula is introduced as a weak constraint term into the cost function of the STC-MG3DVar. The spatiotemporal correlation of sound velocity observations is taken into account in the STC-MG3DVar method, and the multi-scale information of sound velocity observations from long waves to short waves can be successively extracted. The weak constraint term can optimize sound velocity by the physical relationship between sound velocity and temperature-salinity to obtain more reasonable and accurate SSPs. To verify the accuracy of the STC-MG3DVar, SSPs observations and CTD observations (temperature observations, salinity observations) are obtained from field experiments in the northern coastal area of the Shandong Peninsula. The average root mean square error (RMSE) of the STC-MG3DVar-constructed SSPs is 0.132 m/s, and the STC-MG3DVar method can improve the SSPs construction accuracy over the space-time multigrid 3DVar without weak constraint term (ST-MG3DVar) by 10.14% and over the spatial multigrid 3DVar with weak constraint term (SC-MG3DVar) by 44.19%. With the advantage of the constraint term and the spatiotemporal correlation information, the proposed STC-MG3DVar method works better than the ST-MG3DVar and the SC-MG3DVar in constructing high-precision spatiotemporal resolution SSPs.

     

青藏高原及毗邻山地利用冰川地貌重建古气候的研究综述

利用冰川地貌定量重建冰期时的古气候特征是探讨冰川驱动机制的关键.利用冰川地貌反演古气候的模型主要有两类:基于物质平衡线高度变化和基于估算古冰川表面物质平衡的气候重建模型,因其原理、所需数据量的不同,适用性存在着差异,应用时需根据冰川区的具体特征选取多种模型重建古气候,提高模拟的精度.青藏高原及毗邻山地已有的基于古冰川的...     

黄河源区高寒草地土壤有机碳储量及分布特征

选择位于黄河源区的青海省果洛藏族自治州为研究区,利用第二次全国土壤普查所得的土壤剖面数据以及55个典型土壤剖面的地理位置、土层深度、有机质含量、面积、理化分析数据和1:50万数字化土壤类型图,在GIS的支持下利用土壤类型法对黄河源区草地土壤碳库进行了估算。结果表明,黄河源区土壤碳密度较高,平均土壤有机碳密度为29.97 kg/m²,高寒草地土壤有机碳库主要由高山草甸土和高山草原土的有机碳库构成,研究区土壤有机碳总储量达15×10⁸tC。区域草地土壤有机碳密度及储量呈明显的水平和垂直分异规律。     

湖南省农村房屋安全性现状统计分析

本文汇总了湖南省农村房屋的安全性等级情况资料,从房屋的建造年代、结构形式、各年代所建房屋的危房率以及居民的住房质量、安全意识与房屋抗震性能的对比几个方面进行了房屋安全性状况统计分析.结合房屋典型损坏现象,分析了此次调查中房屋的损坏特征,总结了各种结构形式容易出现的问题.根据房屋典型损坏现象分析和安全性等级情况统计,得出了以下结论:湖南省农村生土结构和木结构房屋的安全性现状不容乐观;有关部门应制定一套适合农村的结构设计规范,并通过培训等方法解决农村房屋设计和施工问题;部分存在潜在严重地质灾害的地区和大山深处的房屋已无改造、新建的意义,最好整体搬迁.     

毛乌素沙地东缘植被盖度变化研究

利用1987年和1998年两个时相的TM图像对毛乌素沙地东缘进行植被覆盖度信息提取、面积量算,客观地反映了11年间植被盖度变化情况,评价了煤田开发对植被的影响及近年来的治沙效果。     

云南省昭通地区宣威组C_5煤层硫分分布特征

对云南省昭通地区晚二叠世C5煤层硫分和灰分进行测试及资料分析,编制了C5煤层硫分分布等值线图,分析了硫分、灰分分布特征及相关关系等。结果表明：研究区硫分大于1%的硫分赋存状态主要为硫铁矿硫,有机硫次之,硫酸盐硫最少;硫分分布主要受到成煤环境的控制,自西向东逐渐由陆相过渡为滨海相,硫分含量呈逐渐增加的趋势,而灰分分布与硫分呈负相关关系。在研究区中部陆相向滨海相过渡地带的洛旺向斜,硫分与灰分相对适中,是优质煤炭资源的有利勘探开发区。     

青海湖高寒湿地生态系统CO2通量和水汽通量间的耦合关系

利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统不同时间尺度CO₂通量和水汽通量间的耦合关系进行了研究。结果显示：不同天气条件下青海湖高寒湿地生态系统30 min净CO₂交换量（NEE）与水汽通量间均显示了极显著负相关关系（P<0.0001）;30 min总生态系统生产力（GEP）与水汽通量呈极显著线性正相关关系（P<0.0001）;阴天水汽通量参与生态系统净CO₂交换和生态系统总碳吸收的比例最高。月均30 min NEE与水汽通量呈极显著线性负相关（R²=0.71,P<0.0001）。从植物返青期、生长期至枯草期,月均30 min的GEP与水汽通量不仅呈极显著线性正相关（P<0.0001）,且在生长期和枯黄期阶段表现出极显著一元二次多项式关系（P<0.0001）。在日尺度上,NEE日总量与日蒸散量呈极显著一元二次多项式负相关关系（R²=0.58,P<0.0001）;GEP日总量与日蒸散量呈极显著指数正相关（R²=0.42,P<0.0001）。在月尺度上,NEE月总量与月蒸散量呈极显著线性负相关（R²=0.60,P<0.0001）,两者还表现为极显著一元二次多项式负相关关系（R²=0.63,P<0.0001）。GEP月总量与月蒸散量呈极显著线性正相关（R²=0.51,P<0.0001）,且表现出极显著指数正相关关系（R²=0.64,P<0.0001）。     

木里煤田聚乎更矿区天然气水合物气源探讨

木里煤田位于青藏高原东北缘,近年在木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组中发现了天然气水合物。为了对天然气水合物气源类型做出客观认识,本文对木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组烃源岩样品的有机质丰度、有机质类型、有机质热演化程度进行了详细研究,并在此基础上对比了研究区天然气水合物、煤层气中烷烃气的异同,最终确定研究区天然气水合物成因类型和气源。结果表明:(1)研究区中侏罗统窑街组的泥质烃源岩有机质丰度较高,属好生油岩,有机质类型属于Ⅰ型干酪根,Ro值在0.65%～1.32%之间,有机质热演化程度达到了石油伴生气阶段;(2)天然气水合物烷烃气碳同位素特征显示大部分烷烃气呈现正碳同位素特征系列,相同碳数的天然气水合物烷烃气碳同位素较煤层气轻,天然气水合物烷烃气中甲烷含量相对煤层气较低,且天然气水合物烷烃气δ13 C2值均小于-28‰,属于油型气;(3)中侏罗统窑街组烃源岩碳同位素特征与天然气水合物的碳同位素具有高度一致性,表明研究区天然气水合物气源主要来自于中侏罗统窑街组的湖相泥岩和油页岩。     

青海湖北部高寒草地土壤粒度与磁化率关系探讨

文章以青海湖北部刚察县高寒草地为研究对象,分析测试土壤样品的各粒级组分进而计算出各粒度参数值,尝试探索土壤层剖面的土壤粒度与土壤磁化率的变化特征及其相关性。结果表明:该高寒草地土壤剖面粒度组成以粉砂为主,黏粒次之,再次是砂粒,土壤属性属于粉砂壤土—粉砂土;土壤质量磁化率总体较低,土壤物源既有基岩风化而成,又有远程物质的搬运沉积;土壤剖面上表现出两个较为明显的质量磁化率由高到低的周期演化,说明成土成壤过程经历了两个时期。土层在30cm以上,质量磁化率与频率磁化率呈现出相反的变化趋势;30cm以下随着越接近母岩方向,质量磁化率值呈现减小的态势。且在剖面上表现出两个较为明显的以高质量磁化率值开始、低质量磁化率结束为特征的周期演化。