二维时间空间域弹性波全波形反演-理论模型数值试验

本文使用炮并行和区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,节约单个CPU内核的内存使用量,快速进行正演数值模拟)两种并行算法.该方法的每一步迭代都能确保近似海森矩阵的正定,因此,算法稳健.将时间正向传播的炮波场和反向逆时间传播的残差波场(伴随波场)进行零延迟互相关计算,得到误差泛函的梯度,然后对梯度乘以一个预条件算子,从而加快反演的收敛速度.通过抛物线搜索方法而估计步长,使用L-BFGS算法(限定内存的BFGS算法)求解模型的更新量,进行二维时间空间域弹性波全波形反演.将该反演方法应用到Marmousi2弹性波理论模型,分别反演Marmousi2理论模型的纵波速度、横波速度以及密度等三个参数.我们分别使用截止频率为2 Hz、5 Hz、10 Hz和20 Hz四个阶段的低通巴特沃斯滤波器,采用多尺度的策略,从理论模型数据的低频分量开始反演,将低频分量的反演结果作为高频分量反演时的初始模型,然后依次反演数据的高频分量.理论模型数值试验反演所得到的结果证实:二维时间空间域弹性波全波形反演计算灵活,适用于各种观测系统,能够方便地对地震数据进行加时窗;二维时间空间域弹性波全波形反演所得纵波速度模型的分辨率最高,横波速度模型的分辨率次之,密度模型的分辨率稍微差些.     

腾格里沙漠盐湖氯同位素地球化学特征

δ~(37)Cl值可以用来指示盐湖演化过程中卤水的蒸发浓缩程度、可能的补给来源和控制因素,本文对腾格里沙漠地区12个代表性盐湖卤水样品开展了氯同位素组成研究.结果表明,研究区内沙漠盐湖卤水的δ~(37)Cl值变化范围为-0.10‰~1.36‰,平均值为0.55‰;其中,硫酸钠亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为-0.10‰~1.36‰(平均值为0.56‰),硫酸镁亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为0.14‰~0.82‰(平均值为0.48‰).对比柴达木盆地现代盐湖分析数据,发现区内沙漠盐湖的δ~(37)Cl平均值明显大于柴达木盆地盐湖的δ~(37)Cl平均值,并且,硫酸钠亚型卤水δ~(37)Cl最高,硫酸镁亚型卤水次之,氯化物型卤水最小.基于不同盐湖地下水咸化程度以及盐湖卤水中δ~(37)Cl值与Br/Cl系数关系的研究,揭示了研究区东部和东北部盐湖可能受到第三系地层咸水的补给,而其他盐湖主要受蒸发浓缩作用影响.δ~(37)Cl值分布特征则显示,腾格里沙漠地区部分盐湖在形成过程中可能受到区域构造活动诱发的第三系深部水补给及水-岩作用等多重因素的影响.     

四川省石棉县大水沟碲矿床成矿物质来源的一些证据

该矿床是一个新矿床类型,成矿作用分为磁黄铁矿-黄铁矿、辉碲铋矿和黄铁矿-黄铜矿三个阶段。矿化围岩为三叠纪镁铁质火山岩。在矿脉周围广泛发育有以黑云母、白云母、石英和斜长石为代表的蚀变及分带,磁黄铁矿和辉碲铋矿的硫同位素值δ³⁴S=-1.7‰-2.8‰,白云石和方解石的δ¹³C_PDB=-5.3‰——7.42‰,δ¹⁸O_SMOW=10.9‰-13.1‰。根据以硅质、碱质和富挥发组分为特征的围岩蚀变和S、O、C同位素信息,表明大水沟碲矿床的成矿物质来源与岩浆有关。     

松花江下游同江段黑龙江马口鱼的摄食生态研究

2022年4月至5月期间,在松花江下游同江段水域中,采集了251尾黑龙江马口鱼(Opsariichthys uncirostris amurensis)样本,根据样本肠含物的鉴定与分析结果,对不同体长、不同性别的黑龙江马口鱼的摄食习性进行了研究。研究结果表明,松花江下游同江段水域中的黑龙江马口鱼的饵料共有4类17种(包含未鉴定种),黑龙江马口鱼主要摄食鱼类,其次摄食水生昆虫,偶尔摄食甲壳类和底栖无脊椎动物等;在体长小于100mm、体长为100～149 mm和体长为150～200 mm的黑龙江马口鱼的食物组成中,鱼类的质量百分比分别合计为96.43%、98.12%和97.11%,水生昆虫的质量百分比分别合计为3.34%、1.15%和0.15%;体长小于100 mm、体长为100～149 mm和体长为150～200 mm的黑龙江马口鱼的空胃率分别为65%、20%和41%,平均胃饱满指数值分别为3.43%、4.68%和2.63%,随着体长的增长,黑龙江马口鱼的摄食强度发生明显变化,当其体长为100～149 mm时,出现摄食的高峰期;雌、雄黑龙江马口鱼的食物组成无显著差异。     

北极海冰输出研究综述

北极海冰对全球气候变化起重要的指示作用。除了海水冻结和融化过程以外,通过弗拉姆海峡(Fram Strait)的海冰输出也是影响北极海冰质量变化的重要动力机制。观测数据中的多源卫星遥感数据(尤其是辐射计观测数据)在获取大尺度连续观测方面具有独特的优势,在研究北极海冰输出面积通量变化方面有着广泛应用。本文总结了北极弗拉姆海峡、其他通道(S-FJL、FJL-SZ、加拿大群岛、Nares海峡通道)海冰输出面积或体积通量,着重介绍了弗拉姆海峡不同年龄海冰输出情况,并总结和分析了影响北极海冰输运的大尺度大气活动模态。最后,本文阐明北极海冰输出方面现有研究的不足之处以及未来的突破方向。     

基于GAM和GWR模型分析环境因子对南极磷虾资源分布的非线性和非静态性影响

分析南极磷虾分布与环境因子的非线性和空间非静态性关系,对南极磷虾的高效捕捞和管理具有重要意义。本研究基于“龙腾”船2015、2016年在南设得兰群岛捕捞作业的渔捞日志数据,应用广义加模型(Generalized additive model,GAM)和地理权重回归模型(Geographical weighted regression,GWR)探究南极磷虾(Euphausia superba)渔场分布与环境因子的非线性和空间非静态性关系,并比较这2种模型的模拟性能,为南极磷虾的渔场渔情预报、资源评估和渔业管理提供基础数据。GAM模型结果显示,2015、2016年单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)与作业水深均呈显著负相关关系(P<0.01),表明在作业水深范围内,南极磷虾在较浅水域集群密度较高;2015年CPUE与表层水温呈显著正相关关系(P<0.01),但在2016年呈显著负相关关系(P<0.01),推测是由于2年调查作业位置不同所致;CPUE与离岸距离关系不显著(P≥0.05)。GWR模型结果显示,作业水深对CPUE的影响无显著的空间变化(P>0.05);海水表温和离岸距离对CPUE的影响具显著的空间变化(P<0.01),表明这2个因子对南极磷虾渔场分布的影响在空间上不连续,存在显著空间非静态性。GAM模型可用于研究资源分布与驱动因子的一般规律;GWR模型作为全局回归模型的有效补充,可用于探究一般规律不适合的特殊区域,便于发现资源分布的“热点”区域,未来在海洋生物资源分布研究中将有广阔的应用前景。     

亚热带常绿阔叶林8种樟科树种细根化学计量特征

为了研究亚热带常绿阔叶林樟科树种的细根化学计量特征,以福建省建瓯市万木林自然保护区天然常绿阔叶林中具有代表性的8种樟科树种(沉水樟Cinnamomum micranthum;浙江桂Cinnamomum chekiangense;黄绒润楠Machilus grijsii;桂北木姜子Litsea subcoriacea;闽楠Phoebe bournei;新木姜子Neolitsea aurata;香樟Cinnamomum camphora;黄毛润楠Machilus chrysotricha)为研究对象,分析细根C、N、P化学计量学特征随序级的变化规律及种间变异情况。结果表明:(1)树种、序级以及二者交互作用对细根C、N、P浓度及C/N、C/P和N/P均具有极显著影响(P<0.01)。(2)随序级增加,大部分树种的细根N和P浓度降低,而C/N和C/P比增大;随序级变化的变异系数C浓度最小,而P浓度最大。(3)不同序级的细根C浓度的种间变异系数均最低,而P浓度的则均最高,N/P比的种间变异系数亦低于C/N比和C/P比;不同序级细根的N、P浓度之间均具有显著的正相关。     

对德国和日本格点降水预报在吉林省2005年汛期强降水预报中的检验分析

1引言 随着气象现代化的快速发展及预报技术手段的逐渐丰富,对预报质量要求也越来越高,如何将各种丰富的数值预报产品和制作精细预报相结合,是我们迫切需要解决的问题。数值预报要素预报一直是我们实际工作中预报降水量的主要参考依据,所以数值预报产品的正确释用是提高天气预报准确率、提高气象服务质量和水平的关键问题。     

基于Chapman模型的气水两相饱和岩石速度频散及衰减表征

含裂隙岩石的裂隙系统与其内的流体的分布,很大程度上会影响地震波在其内的传播,导致速度频散和衰减．本文基于Chapman模型,研究润湿相和非润湿相流体随频率的变化．许多学者研究的是单一流体下的频变各向异性理论,本文着重于气水两相流体部分饱和的情况．引入了基于分形理论的相对渗透率模型,并使用无量纲参数q来表征斑块饱和现象．首先研究气水两相的相对渗透率与分形维数的关系,然后考虑了斑块饱和效应对流体混合物的有效迁移率的影响．根据数值算例,在Chapman模型中分别引入相对渗透率模型和斑块饱和效应,观察各自对横波速度和衰减的影响．最后分析耦合的相对渗透率和斑块饱和对横波速度和衰减的影响．根据算例结果可知,在中频时,相对渗透率及斑块饱和效应都比低频和高频的情况对横波速度和衰减影响大．最后考虑分形维数和无量纲参数q的耦合影响,发现无量纲参数q对横波速度和衰减的影响都明显要大于分形维数．同时还引入了横波分裂来分析这种耦合效应对各向异性的影响,结果表明横波分裂与分形维数成反比,与无量纲参数q成正比,这种现象在低频较为明显．     

日本琵琶湖中微囊藻水华形成机理的再认识

Blooms of cyanobacteria are responsible for many problems in freshwater ecosystems. The massive growth of these microorganisms may limit the utilization of freshwater for human requirements since, apart from other problems, the production of toxic substances has been found to occur frequently during blooming periods. Ecologically, cyanobacterial blooms can modify dramatically the ecosystem through their low edibility within the food web and the huge primary production. Thus, saprobic processes are stimulated and the characteristics related to anaerobic conditions are also more extreme.Cyanobacterial blooms are many times explained as the consequence of the eutrophication of waterbodies. However, factors promoting bloom formation and ecological succession of cyanobacteria are not well understood yet.