K-GM（1，1）模型在岩体变形监测中的应用

传统GM （1,1）模型存在着长期预测效果差、模型精度不高等问题,卡尔曼滤波能够排除建模过程中随机干扰因素,滤波值能够反映更真实的数据情况。为了能更好地提高变形监测的预测精度,基于传统GM （1,1）模型和卡尔曼滤波,提出K‐GM （1,1）模型,利用该模型对岩体变形监测数据进行建模预测,并与传统GM （1,1）模型预测结果进行对比分析,结果表明,K‐GM （1,1）模型具有较高的预测精度,可作为变形监测的一种新方法。     

Simultaneous estimation of surface soil moisture and soil properties with a dual ensemble Kalman smoother

In this paper, a new state-parameter estimation approach is presented based on the dual ensemble Kalman smoother(DEn KS) and simple biosphere model(Si B2) to sequentially estimate both the soil properties and soil moisture profile by assimilating surface soil moisture observations. The Arou observation station, located in the upper reaches of the Heihe River in northwestern China, was selected to test the proposed method. Three numeric experiments were designed and performed to analyze the influence of uncertainties in model parameters, atmospheric forcing, and the model's physical mechanics on soil moisture estimates. Several assimilation schemes based on the ensemble Kalman filter(En KF), ensemble Kalman smoother(En KS), and dual En KF(DEn KF) were also compared in this study. The results demonstrate that soil moisture and soil properties can be simultaneously estimated by state-parameter estimation methods, which can provide more accurate estimation of soil moisture than traditional filter methods such as En KF and En KS. The estimation accuracy of the model parameters decreased with increasing error sources. DEn KS outperformed DEn KF in estimating soil moisture in most cases, especially where few observations were available. This study demonstrates that the DEn KS approach is a useful and practical way to improve soil moisture estimation.     

地球物理资料群体智能反演(英文)

复杂地球物理资料的反演问题往往是一个求解多参数非线性多极值的最优解问题。而鸟和蚂蚁等群体觅食的过程,正好与寻找地球物理反演最优解的过程相似。基于自然界群体协调寻优的思想,本文提出了交叉学科的群体智能地球物理资料反演方法,并给出了其对应的数学模型。用一个有无限多个局部最优解的已知模型对该类方法进行了试验。然后,将它们应用到了不同的复杂地球物理反演问题中:(1)对噪声敏感的线性问题;(2)非线性和线性同步反演问题;(3)非线性问题。反演结果表明,群体智能反演是可行的。与常规遗传算法和模拟退火法相比,该类方法有收敛速度相对快、收敛精度相对高等优点;与拟牛顿法和列文伯格一马夸特法相比,该类方法有能跳出局部最优解等优点。     

基于ICESat-GLAS完整波形的坡地森林冠层高度反演研究——以吉林长白山林区为例

为了评价大光斑激光雷达在坡地反演森林冠层高度的能力,以长白山汪清林区为例,利用冰、云和陆地高程卫星(ICESat)上搭载的地学激光测高系统(GLAS)提供的完整波形数据,在不同地形坡度范围内,以激光波形长度和地形指数为变量建立森林冠层高度反演模型。研究结果显示,在0~5°坡度范围所建立的模型能够解释90%的冠层高度,随着坡度范围的扩大,相对应的模型反演精度显著下降。总体来讲,在地形坡度不大于15°的地区,GLAS波形能够比较合理地反演森林冠层高度,具有很大的应用潜力。     

单环刺螠soxb基因的克隆及其在幼虫发育中的表达特征

SOXB作为重要的转录因子,参与了动物内胚层分化、消化道形成、神经细胞和感官细胞分化的调控。本研究利用RACE技术克隆了单环刺螠(Urechis unicinctus)2个soxb亚族基因soxb1(Uu-soxb1)和soxb2(Uu-soxb2)的cDNA全长序列,大小分别是1871 bp和2906 bp。在两个推导的氨基酸序列中均包含SOX家族的HMG-box结构和SOXB亚族蛋白特有的Group B homology序列,进化树分析它们分别与SOXB1和SOXB2聚类。原位杂交结果显示,Uu-soxb1和Uu-soxb2为母源表达基因;二者在担轮幼虫中的表达图式存在差异,其中早期担轮幼虫中Uu-soxb1 mRNA广泛分布于虫体中,Uu-soxb2 mRNA则集中于顶纤毛束基部和虫体后部(口后纤毛环之后),中期担轮幼虫中,Uu-soxb2阳性信号主要位于纤毛环及虫体的下半球;而Uu-soxb1 mRNA主要位于虫体下半球;之后的发育中二者的表达位点基本一致,即:晚期担轮幼虫中主要位于虫体后部,体节幼虫和蠕虫状幼虫中主要分布于消化道和体壁处。本研究结果表明,单环刺螠soxb在消化道发育过程中的表达模式与其他已报道动物类似,提示其在消化道发育中具有保守的功能。     

Sea surface temperature and salinity reconstruction based on stable isotopes and Mg/Ca of planktonic foraminifera in the western Pacific Warm Pool during the last 155 ka

Changes in sea surface temperature(SST), seawater oxygen isotope(δ 18 O sw), and local salinity proxy(δ 18 O sw-ss) in the past 155 ka were studied using a sediment core(MD06-3052) from the northern edge of the western Pacifi c Warm Pool(WPWP), within the fl ow path of the bifurcation of the North Equatorial Current. Our records reveal a lead-lag relationship between paired Mg/Ca-SST and δ 18 O during Termination II and the last interglacial period. Similarity in SST between our site and the Antarctic temperature proxy and in CO 2 profi le showed a close connection between the WPWP and the Antarctic. Values of δ 18 O sw exhibited very similar variations to those of mean ocean δ 18 O sw, owing to the past sea-level changes on glacial-interglacial timescale. Calculated values of δ 18 O sw-ss refl ect a more saline condition during high local summer insolation(SI) periods. Such correspondence between δ 18 O sw-ss and local SI in the WPWP may refl ect complex interaction between ENSO and monsoon, which was stimulated by changes in solar irradiance and their infl uence on the local hydrologic cycle. This then caused a striking reorganization of atmospheric circulation over the WPWP.     

水生态屏障适宜宽度界定研究进展

在总结水生态屏障研究历程的基础上,对水生态屏障的概念进行了探讨,提出了水生态屏障的定义。从河流、湖泊、水库3种主要水生态屏障类型说明水生态屏障的主要功能及适宜宽度研究进展,并从生态学、水文学、地理学、遥感学的技术应用评述了水生态屏障宽度的界定方法。目前,对水生态屏障适宜宽度的标准还缺乏统一的认识,流域尺度下水库生态屏障适宜宽度的界定是水生态屏障宽度界定面临的难点问题,提出综合水文学、生态学、环境科学及地形、遥感、地理信息等多学科理论及技术手段构建流域尺度的生态水文模型是界定水生态屏障及其水库生态屏障适宜宽度的有效方法。     

冬季黑潮延伸体异常增暖对东亚夏季风影响的数值试验

利用NCAR CAM3全球大气环流模式数值试验，研究了冬季黑潮延伸体的海温异常增暖对东亚夏季风的影响。结果表明，冬季黑潮延伸体海温异常增暖将导致东亚夏季风增强北推。表征夏季风强度的EASMI（the East Asian Summer Monsoon Index）和LSTDI（the Land-Sea Thernal Difference Index）在夏季风爆发后都呈现了明显的增强趋势，且LSTDI对海温异常增暖的响应更为敏感。华北、南海和菲律宾以东的低空西南季风显著增强，副热带西风急流轴以北（南）西风加强（减弱）。日本群岛及周边海域和中国东部长江以南至秦岭一线的降水明显减少；华北、南海、东海、黄海和菲律宾以东的西太平洋上的降水增多。华北是东亚夏季风对黑潮延伸体的海温异常响应最敏感的区域。东亚地区近地面温度表现为一致的增温特征，而30～50 °N之间对流层的整体升温导致了海陆热力差异的加大，这是促使东亚夏季风增强的重要原因。中国及周边地区环流和降水异常分布和西北太平洋副热带高压增强北抬有关。     

天津市地热资源开发利用特征及存在问题分析

天津地区的地热地质条件良好,蕴藏着丰富的地热资源。在地热资源的开发利用过程中,每年可产生可观的经济、社会和环境效益,但由于开发方式的不尽合理,带来诸多问题。文章阐述了天津开发利用地热资源的特征,分析了存在的问题。认为不同热储层间水力联系的存在和地热井间距的过小,造成开采层间相互影响较大;地热井布局不合理、开采层位相对集中、回灌程度不高导致局部热储层压力大幅度下降,持续的大幅度压力下降将引发吊泵和地面沉降;超标准排放地热尾水会造成资源浪费和热污染;采、灌井间距的过小和相对位置的不合理,存在冷突破风险。针对不同问题,给出了针对性解决问题的建议。