泛北极地区多年冻土活动层厚度演变

深入理解泛北极地区多年冻土活动层厚度的演变, 对于全球碳通量模拟、气候变化预测及泛北极地区冻融风险评估具有重要意义。目前开展的泛北极地区多年冻土活动层厚度模拟与分析, 大多无法全覆盖或空间分辨率过低(25 km或是更大), 在景观尺度(公里级)上的多年冻土活动层厚度变化特征仍有待解析, 尤其是关键基础设施区的活动层厚度变化仍不清楚。本研究基于站点监测数据、MOD11B3地表温度数据、MCD12C1土地覆盖数据, 采用Stefan模型, 在公里级空间分辨率上模拟泛北极地区2001年—2017年多年冻土活动层厚度, 并解析泛北极地区及主要油气区多年冻土活动层厚度时空变化格局及主要原因。研究发现: 2001年—2017年泛北极地区约有78.4%的冻土区域多年冻土活动层厚度呈现增长趋势, 尽管全区多年平均的增长速率为0.22 cm/a (p<0.05), 但具有较强的时空差异性。显著增长区主要集中在加拿大西北部的落基山脉及劳伦琴高原一带以及俄罗斯中西伯利亚高原中部地区, 增加速率主要在0.5—1 cm/a;而减少区主要分布在加拿大的哈得孙湾沿岸平原、拉布拉多高原一带, 俄罗斯的东西伯利亚山地北部、中西伯利亚高原的北部、贝加尔湖以东区域和泰拉尔半岛一带。泛北极地区主要油气区多年冻土活动层厚度也以增加为主, 80%以上的油气区呈现增加趋势, 增长速率在0.1—0.7 cm/a。泛北极地区多年冻土活动层厚度变化与气温变化在空间上具有较好的一致性;积雪厚度与活动层厚度关系复杂;不同植被类型的多年冻土活动层厚度有所差异(林地>草地>稀树草原>灌丛), 且多年冻土活动层厚度变化与植被转化方向一致。该成果将有助于深入理解北半球高纬度多年冻土区冻融格局, 尤其可为冻土区的油气设施冻融风险识别与防控提供参考。     

考洲洋海域水质季节变化及评价方法初步研究

文章于2018年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）对我国考洲洋海域海水中的溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）4个主要海水水质因子进行了综合调查。结果表明,4个水质因子DIP、DIN、COD、DO的平均浓度由高到低的季节变化分别为：冬季（0.058 mg/L）、春季（0.046 mg/L）、夏季（0.009 mg/L）、秋季（0.006 mg/L）;冬季（0.465 mg/L）、春季（0.171 mg/L）、夏季（0.064 mg/L）、秋季（0.040 mg/L）;夏季（1.57 mg/L）、冬季（1.26 mg/L）、秋季（1.22 mg/L）、春季（0.89 mg/L）;冬季（11.70 mg/L）、夏季（7.41 mg/L）、秋季（7.36 mg/L）、春季（7.18 mg/L）。评价结果显示,春季和冬季主要超标因子为DIP和DIN,夏季超标因子为DIP,秋季水质因子均满足要求。同时,本研究利用单因子标准指数法、富营养化指数法和有机污染评价指数法对考洲洋地区水质状况进行评价并对其进行初步比较和分析,结果表明,3种方法在季节性变化上的评价结果基本一致（由高到低均为:冬季、春季、夏季、秋季）,然而,同一季节不同评价方法的超标站位比例不同（单因子指数法:冬季占100%,春季占80%,夏季占10%,秋季则无;富营养化指数法:冬季占90%,春季占70%,夏季和秋季均为无;有机污染指数评价法:冬季和春季均占80%,夏季和秋季均为无）,比较分析表明,3种评价方法具有不同的评价作用和适用性。     

格网DEM侵蚀学坡长并行计算方法

针对现有侵蚀学坡长串行算法在处理大区域海量数据时计算能力的不足,基于消息传递接口(MPI)并行化工具,提出了一种格网DEM的侵蚀学坡长并行计算方法,采用缓冲区更新计算策略,解决了并行计算过程中的数据依赖性问题。选取陕北黄土高原的两组不同分辨率的DEM数据对并行算法进行了测试,结果表明,提出的并行计算方法可以有效降低侵蚀学坡长的计算时间,并取得了较好的并行效率。     

利用MAPINFO建立渤海区域地质信息管理系统空间数据库的技术方案

以渤海区域地质信息管理系统空间数据库为例,概述了利用地理信息工具平台MAPINFO建设渤海信息管理系统区域地质空间数据库的方法,包括空间数据库的分类、分层方案,命名及编码规则,以及利用MAPINFO和VERTICAL MAPPER绘制水深等值线图、剖面图、3D图的技巧。     

新疆准噶尔盆地中侏罗世斯卡布勒果(Scarburgia)一新种

报道在新疆准噶尔盆地白杨河地区中侏罗世西山窑组首次发现的松柏类斯卡布勒果属(Scarburgia)的一个新种—白杨河斯卡布勒果(新种)。新种以果穗附属物(大孢子叶)紧密螺旋状排列、大孢子叶柄以宽角从轴上伸出、卵圆形种鳞的鳞片的顶端上卷、并具一短尖头等特征区别于斯卡布勒果属已知种。由于斯卡布勒果属以往在中国发现较少且时代大多为早白垩世,当前新种的发现是中国侏罗纪斯卡布勒果属化石的新记录。     

富含古罗糖醛酸的褐藻多糖生产菌株的构建

为获得古罗糖醛酸(Guluronate)含量高的细菌胞外褐藻多糖,利用PCR从海洋细菌Pseudomonassp.QDA中克隆了其甘露糖醛酸C-5差向异构酶基因(algG),连接入质粒pMF 54Km,构建了重组表达载体pMF54 Km-algG。利用三亲接合法将pMF54 Km-algG转入菌株QDA中,获得algG过量表达重组菌株QDA-G1。H-NMR测定结果表明,QDA-G所产的褐藻多糖中β-D-甘露糖醛酸(M)与它的C-5差向异构体α-L-古罗糖醛酸(G)的比值为0.38,G的质量分数达到74.2%,比野生菌株QDA提高了26.4%。且重组菌株遗传稳定性良好,连续传代20代后,M/G的比值无明显变化。     

基于迭代反演的层间多次波压制方法

层间多次波与有效波在走时、频率和叠加速度上差异较小,因此层间多次波压制常难以获得理想效果.本文提出一种基于迭代反演的层间多次波压制方法（MSI,Multiple Suppression Inversion）,该方法以共聚焦点（CFP,Common Focus Point）层间多次波压制理论为基础,通过构建卷积因子,将层间多次波压制转变为迭代反演的问题,直接利用观测的地震数据进行迭代反演计算,进而完成多次波压制.MSI方法避免了共聚焦点方法中构建CFP道集的聚焦运算,大幅降低层间多次波预测的计算成本;同时该方法为全数据驱动方法,无需地下介质任何先验信息,算法容易实现.模型数据测试表明,本文提出的方法可有效压制层间多次波,而且对有效波也具有很好的保幅性.

     

横向振动格栅紊流紊动特性试验

建立了一套大尺度格栅紊流试验系统,格栅进行有别于传统垂向模式的横向振动,采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)测量流速。对瞬时流速的检验表明,该系统产生的紊流场具有较强的随机性和统计规律性。均方根流速在格栅片附近变化较大,在两片格栅中间处趋于稳定,纵向均方根流速明显大于垂向均方根流速,二者比值在1.5~2.0之间,接近天然明渠紊流。雷诺应力在距格栅越近处波动越大,随着距格栅距离的增加而减小,至两片格栅中间处雷诺应力基本为0。时间和长度积分尺度在格栅片处最小,随着距格栅距离的增加而线性增加,至两片格栅中间处达到最大值。流速能谱呈现Kolmogorov理论的-5/3次方规律。本系统生成的紊流场的统计规律与传统的垂向振动格栅紊流较为一致,但纵向和垂向的紊动强度更接近实际,为后续紊流中泥沙和污染物等运动机理的研究奠定了基础。     

基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究

以叶尔羌河山区流域为研究对象, 利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分(HI)值, 定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明: 1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差(R²=0.0936), 表明集水区面积对HI均值的影响较小; 2)HI值介于0.0717~0.6485, 均值为0.4056, 整体处于地貌发展的壮年期, 是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果; 3)HI均值排序为断裂带区域(0.4148)>整个流域(0.4056)>非断裂带区域(0.4004), 表明构造活动是地貌发育的影响因素, 其影响主要表现在断裂带的规模和活动性; 4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为: 变质岩(0.491353)>冰、雪及现代冰川(0.491351)>花岗岩(0.4426)>海相沉积岩(0.4098)>陆相沉积岩(0.3890)>海陆交互相沉积岩(0.3813)>第四系沉积物(0.3598), 表明岩性是地貌发育的重要影响因素, 且岩石的抗侵蚀能力差异是影响岩性与地貌的关系的重要因素; 5)气候主要通过降水和气温控制河流径流量来影响河流的侵蚀作用和搬运作用进而影响流域内地貌发育, 多年平均年降水对流域的地貌发育的影响较小, 多年平均年气温对流域的地貌发育有特别重要的影响, 是气候对地貌发育的主要控制因素。

     

地球运动的超非线性分析

根据超非线性速度理论，研究了地球的自转状态，得知地球自转的角速度沿半径方向有突变和减小，并由此计算了地壳相对于地核的角速度差值，算得赤道表面每年西移１．７５ｃｍ，符合已报道的观测数据。