基于水库调蓄的黄河干流水体交换周期的量化研究

针对黄河流域存在的水危机,探讨水体交换周期的内涵和意义,分析水体蓄变情况下水体交换周期的变化特征,在此基础上建立基于水量调度和河段配水的黄河干流水体交换周期的量化模型,并计算了不同时间尺度下黄河水体交换周期。研究结果表明,水体交换周期可以从不同时间尺度上把握水资源的可更新能力,精确地确定区域水资源总量,指导水库的调蓄计划,为建立可持续利用的水资源供水系统及其管理提供科学依据。     

浙江海洋浮标监测数据质量控制体系设计

准确有效的数据是开展各项海洋科学研究的基础和前提。与传统采样监测流程不同,海洋浮标在线监测从样品采集到数据结果完全实现自动化,数据质量控制的重点也不再聚焦于样品采集和分析测试阶段。文章选用浙江近年的浮标监测数据,结合浮标监测特点,从浮体稳定性、仪器设备校准、系统运行维护、数据传输接收、比对监测和异常值判定等关键环节,对浙江近岸海洋浮标监测数据质量控制体系进行设计,重点聚焦异常值判定和比对监测;建立质量控制方法库,提出浮标数据质量控制的有效、可信和相对准确3个层级的异常值判定规则,具有首创性,其中第一层为去除明显的故障值、异常值和离群值等无效数据后得到的有效数据集,第二层是经方法库选取合适的质控方法处理后得到的可信数据集,第三层是根据现场比对监测结果验证后的相对准确数据集。以浙江海洋浮标监测数据为基础提出的浮标监测数据质量控制体系的设计思路和方法,将有助于整体提升浙江近岸海域浮标在线监测数据质量,可为全国海洋浮标监测数据质量控制以及相关数据质量控制提供参考。     

青藏高原土壤湿度的变化特征及其对中国东部降水影响的研究进展

青藏高原土壤湿度受积雪与冻土的共同影响,能够记忆长时间的陆面干湿过程,是气候变化的重要因子,对随后的中国东部降水有预测意义。由于高原观测站点稀少,土壤湿度观测资料匮乏,致使现有相关研究大多是基于再分析资料、模式资料和卫星遥感资料(统称替代资料)进行的,且所得结论既有差异,也存在不确定性。因此本文首先综述了各种土壤湿度替代资料的适用性对比研究,进而讨论了青藏高原地区土壤湿度的变化特征及其对我国东部气候的影响。现有研究表明:1)资料对比研究指出,现有的各种替代资料对高原土壤湿度存在明显的高估或低估现象,且评估结论受评估指标和插值方法不同的影响。相对而言,SSM/I和风云3B的土壤湿度产品与实际观测资料相关性较好。2)高原土壤湿度具有多时间尺度变化特征和空间非均匀性,在年变化上具有显著的融冻特征,年代际变化趋势和年际特征呈现显著的区域性差异。SSM/I资料表明春季高原主体土壤湿度的年代际变化趋势呈现为增加的特征,与高原的增暖相一致;年际变率存在东、西两个高值区,与其相关的潜热、感热通量能共同激发遥相关波列影响我国长江流域降水;同时高原土壤湿度在垂直方向上具有一致性,在空间分布上具有南部边缘最大、由东南向西北递减的特征。3)前人对高原土壤湿度影响中国东部降水的结论各有不同,其可能原因之一是采用的替代资料及其适用性不同,其二是模式试验中忽略土壤湿度的空间差异性而带来的误差等。相关问题需要进一步深入研究。     

Geological,physical, and chemical characteristics of seafloor hydrothermal vent fields

Seafloor hydrothermal vent fields(SHVFs) are located in the mid-ocean ridge(MOR),backarc basin(BAB),island arc and hot-spot environments and hosted mainly by ultramafic,mafic,felsic rocks,and sediments.The hydrothermal vent fluids of SHVFs have low oxygen,abnormal pH and temperature,numerous toxic compounds,and inorganic energy sources,such as sulfuric compounds,methane,and hydrogen.The geological,physical,and chemical characteristics of SHVFs provide important clues to understanding the formation and evolution of seafloor hydrothermal systems,leading to the determination of metal sources and the reconstruction of the physicochemical conditions of metallogenesis.Over the past two decades,we studied the geological settings,volcanic rocks,and hydrothermal products of SHVFs and drawn new conclusions in these areas,including:1) the hydrothermal plumes in the Okinawa Trough are affected by the Kuroshio current;2) S and Pb in the hydrothermal sulfides from MOR are mainly derived from their host igneous rocks;3) Re and Os of vent fluids are more likely to be incorporated into Fe-and Fe-Cu sulfide mineral facies,and Os is enriched under low-temperature(200℃) hydrothermal conditions in global SHVFs;4) compared with low-temperature hydrothermal sulfides,sulfates,and opal minerals,high-temperature hydrothermal sulfides maintain the helium(He) isotopic composition of the primary vent fluid;5) relatively low temperature(116℃),oxygenated,and acidic environment conditions are favorable for forming a native sulfur chimney,and a "glue pudding" growth model can be used to understand the origin of native sulfur balls in the Kueishantao hydrothermal field;and 6) boron isotope from hydrothermal plumes and fluids can be used to describe their diffusive processes.The monitoring and understanding of the physical structure,chemical composition,geological processes,and diverse organism of subseafloor hydrothermal systems will be a future hot spot and frontier of submarine hydrothermal geology.     

江西地区地震动非弹性衰减和场地响应特征研究

以2009年以来江西省地震台网记录到的86个M_L2.5以上地震事件的波形资料为研究对象,通过遗传算法获得介质的品质因子和台站场地响应,并在此基础上计算地震的震源谱参数。结果显示,江西地区Q值与频率f的关系式为Q（f）=323.1f^{0.505 9};大部分台站的场地响应在频率域表现为平坦型,整体上与台站基岩性质相符;近震级M_L与地震矩M₀在单对数坐标下呈线性关系,地震矩与拐角频率呈负相关特征,应力降与地震矩之间没有显著相关性;震源半径与应力降存在显著的双对数关系。     

Effect of indigenous bacteria on geochemical behavior of arsenic in aquifer sediments from the Hetao Basin, Inner Mongolia: Evidence from sediment incubations

Incubation studies were carried out using 5 freshly collected sediments from shallow aquifers of the Hetao Basin, Inner Mongolia. The aquifer sediments covering a range of redox conditions, as indicated by their deep grey to yellow color were mixed with degassed artificial As solution or degassed deionized water at a ratio of solid to water of about 1:10 (wt./wt.). Suspensions which were either amended with glucose or autoclaved, were incubated in parallel with unamended suspensions. Five microcosm cultures of unamended sediments gradually release the equivalent of 0.03–0.30 μg/g As to the dissolved phase. The addition of glucose as a potential electron donor results in a marked stimulation in the mobilization of As (0.71–3.81 μg/g) in the amended incubations for all sediments. The quantity of As released accounts for 60–70% of As bound to Fe/Mn oxides in the original sediments. The microbially mediated mobilization of As with the organic nutrient as an electron donor is strongly associated with the As bound to Fe/Mn oxides, as well as the exchangeable As. During the incubations amended with glucose, 2–4% of the sediment Fe is released. The results suggest that the introduction of labile dissolved organic C into the yellowish sediment aquifers with As-free groundwater would reduce a significant proportion of the Fe(III) oxyhydroxides mediated by anaerobic bacteria respiration and increase groundwater As concentrations.     

壶穴差异风化或风蚀作用成因质疑

过去十年来发表了一系列关于中国东部第四纪冰川地貌的文章,而关于壶穴成因的争论也通过各种媒介报道出来。笔者等建议壶穴仅仅用于表示快速旋转水流在基岩表面形成的近圆筒形的凹坑,以口小肚大底平为典型形态特征,而冰川融水冲蚀形成的壶穴则叫做冰川壶穴。近年来,有些研究者将中国东部花岗岩山脊上的壶穴与差异风化和风蚀作用联系起来。笔者等分析了风化作用和风蚀作用的特点,明确指出：风化作用和风蚀作用并非壶穴形成的原因,唯一可能的成因是快速的河水或冰川融水的旋转水流。因此,在中国南方河床上发现的壶穴既可能是河流流水形成的,也可能是第四纪山谷冰川融水造成的;而中国北方花岗岩山脊上的壶穴只能是曾经覆盖其上的第四纪冰帽在冰川退缩期之冰川融水形成的。所以,花岗岩山脊上的壶穴为冰川壶穴（即冰臼）,可以看作第四纪冰帽的标志。根据中国东部壶穴的分布特征推断：中国东部之北方在第四纪末次冰盛期至少曾经存在着许多冰帽甚至大陆冰川,而其南部边缘至少已经达到山东蒙山以南。     

动态GPS精密单点定位三种星历精度差异分析

针对传统的动态GPS中采用不同星历的定位精度问题,给出了无电离层模型数学方程,改正了电离层延迟、对流层延迟、多路径效应、相对论效应以及天线相位中心偏差等误差的影响,采用扩展Kalman滤波解算出每个历元时刻接收机坐标。采用Rapid、Final与RTS共3种不同星历产品计算KPPP,比较了3种不同星历解算结果。对比实验表明:使用Rapid星历计算KPPP结果与Final星历计算结果偏差很小,处于2cm之内,故在时效性要求较高的动态GPS工程应用中可以采用Rapid星历替代Final星历;而使用RTS星历计算结果与Final星历计算结果偏差1.3m,使用RTS星历定位精度低于Final、Rapid星历计算结果,但其具有实时定位的明显优势。     

近64a来南京夏季降水峰期变化及其异常环流分析

利用1951—2014年南京站逐日降水资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料和NOAA逐月海表温度资料,分析了南京夏季降水的逐候演变特征及其异常环流。结果表明:1)南京夏季降水集中在6月第5候至7月第3候,在气候态上降水强度存在峰期位于6月第5候和7月第1候的双峰结构。降水峰期还存在准10 a的年代际变化。2)不同年份降水的候演变特征呈现为峰期在6月第5候、7月第2候的单峰结构以及双峰结构这三种状态之间转换。3)当降水单峰出现在7月第2候(6月第5候)时,同年6月第5候,西太副高偏弱(强)偏东(西)、东亚大槽和贝加尔湖浅槽偏弱(强)、南京附近对流层低层水汽异常辐散(辐合)、中层盛行下沉(上升)运动;同年7月第2候,西太副高偏强(弱)偏西(东)、东亚大槽和贝加尔湖浅槽偏强(弱)、南京附近对流层低层水汽异常辐合(辐散)、中层盛行上升(下沉)运动。4)南京夏季降水的峰期变化与前期冬季(175°E~50°W,10~20°N)区域的SST(Sea Surface Temperature)异常有着较好的相关性。     

张强凹陷及邻区的构造应力分析

通过对张强凹陷及邻区露头构造形迹和岩心裂缝测量的应力分析，把该地区的地质历史划分出自太古代以来的８个构造期，确定了各期构造应力场状态及构造组合形式，认为晚侏罗世及白垩纪古构造应力场是断陷盆地形成、发展的主要应力场，晚侏罗世为近东西向拉张的构造应力状态；阜新组沉积期末至泉头组沉积前，由东西向拉张转为近东西向挤压，导致断陷阶段结束和上侏罗统变形；白垩纪为东西向挤压，早期区域整体沉降，晚期大面积隆升遭受剥蚀。早第三纪期为北西－南东向挤压，晚第三纪以来北东东－南西西向挤压。新生代的两期应力场仅使一些断裂继续活动，变形强度小于前两期