北冰洋表层积雪中7Be、210Po和210Pb的分布特征

大气输送的放射性核素7Be、210Po和210Pb,可以作为研究北冰洋大气沉降通量、海洋现代沉积以及海冰中物质传输的重要示踪剂,已被广泛应用于包括气团运动、土壤侵蚀以及水系统中颗粒物循环过程的研究。本文报道了2018年北极高纬度浮冰区表层积雪中7Be、210Po和210Pb的活度特征。7Be、210Po和210Pb的比活度变化范围分别为33.6～632.68 mBq/L、36.2～87.5 mBq/L、30.9～194.49 mBq/L。本文的研究发现,北冰洋表层积雪中7Be和210Pb比活度小于中纬度大陆地区。研究区域表层积雪中7Be的比活度随着纬度的增加而增加。此外,表层积雪中210Po/210Pb活度比值范围为0.70～1.48 (平均为0.93),210Po与210Pb活度已基本达到平衡,表明积雪样品年龄可能较“老”。     

一个用于研究湖泊对气候环境影响的非静力平衡数值模式

本文研制了一个包含云的微物理学参数化方案,地面温度和水温预报方案、边界层湍流参数化方案、长波辐射和短波辐射参数化方案的非静力平衡中小尺度数值模式。在模式中允许地面和大气有反馈过程。模式大气分为18层,土壤、水体以及水底土壤各分为4层,采用了能突出水体影响的网格系统。采用分解算法,平流项采用三次样条插值技术,并用正逆两次平滑来代替方程组中的水平扩散项。模式具有很好的积分稳定性,能精确地再现湖泊对气候环境影响的空间结构和时间变化。     

井旁裂缝对偶极横波反射波幅度影响分析（英文）

在利用偶极横波反射波测井技术进行井旁裂缝识别中,横波反射波幅度受仪器声源辐射、井孔条件以及地层中偶极横波反射波衰减等因素的影响。在本文中,为了分析不同类型地层中井旁裂缝对横波反射波幅度的影响,我们首先利用偶极声场积分的远场渐进解和偶极声源辐射指向公式研究了快速、中速以及慢速地层中偶极声源的横波远场辐射性能和辐射指向;然后采用三维有限差分算法研究了横波反射波绝对幅度和相对幅度比值(反射波幅度与直达波幅度比值,RA)随裂缝参数变化的响应特征;最后利用RA分析了仪器在不同类型地层中的裂缝识别能力。结果表明:慢速地层中SH波的覆盖特性和辐射波幅均弱于快速和中速地层,其反射波绝对幅度也相应较低,但其RA与快速和中速地层较为接近甚至更高,表明偶极横波测井仪器在慢速地层具有与快速和中速地层相同甚至更好的裂缝识别能力。此外,当RA较小时,不同类型地层中RA与各项裂缝参数之间均具有较好的相关性,可以作为确定反射波测井识别裂缝参数下限的依据。     

1967—2017年甘肃省小麦需水量和缺水量时空特征

基于甘肃省28个气象站点1967—2017年的逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式和作物系数计算了小麦的需水量,结合美国农业部土壤保持局推荐的方法计算了有效降水量,进一步得出小麦缺水量,并分析了小麦需水量与缺水量的变化趋势和空间分布特征,探讨了小麦需水量影响因子重要程度。结果表明:1967—2017年甘肃省春、冬小麦全生育期的年平均需水量分别为517.03 mm和436.70 mm,年平均缺水量分别为468.24 mm和301.54 mm;在时间上,51 a来春小麦种植区内的需水量与缺水量整体上无明显的趋势变化,而冬小麦种植区内的需水量与缺水量整体上呈明显上升趋势;在空间上,春小麦种植区内需水量和缺水量大致由西北向东南递减,冬小麦种植区内的需水量和缺水量大致由西向东递减。甘肃省小麦生育期内日照时数和日平均气温是影响小麦需水量的主要因素。     

超导重力装置的调平及实验分析

通过分析重力测量精度与磁悬浮系统倾角及仪器支撑腿调节高度之间的关系,结合支撑腿支撑重量大、位移调节精度高的要求,确定采用交流伺服电机驱动高精度电动缸作为支撑腿进行重力仪倾角调平的方案。制作支撑腿调平系统并进行调平实验,倾角调节精度达0.002°,最小位移调节小至2.5μm,找到倾角最小位置,实现重力仪调平功能,同时验证重力测量精度与倾角间的关系,为超导重力仪的调平和高精度重力测量提供参考。     

拓扑插值与光谱特征结合的复杂城区边界提取

复杂城区边界通常存在建筑物大小差异较大、周边林区高低起伏、散点建筑成片出现的情况,对城区边界提取算法造成严重干扰。针对这一问题,本文提出一种基于拓扑插值和光谱特征的高分辨率遥感影像复杂城区边界提取方法。一方面,通过对大型建筑特征点进行拓扑插值,避免由于大型建筑特征点稀疏造成的城区边界缺失;另一方面,利用植被光谱特征来滤除城区周边高低起伏的林区和散点建筑带来的冗余特征点,从而有效抑制城区误提取。通过试验和对比分析表明,本文方法在提取复杂城区边界方面,具有较好的稳健性和较高的精度。     

Retinex图像增强在GPU平台上的实现

伴随着无人机时代的到来,对海量数据处理的实时性要求越来越高。本文在GPU（Graphic Processing Unit）平台上实现了Retinex图像增强算法的并行处理,提升了Retinex图像增强算法处理高分辨率数字图像的处理速度。首先,通过数据合并访问和内存数据交互技术实现了数据的快速访问,缩短了数据在不同种类内存间的传输时间,提升了数据访问的效率;然后,采用内核指令优化和数据并行计算技术,实现了Retinex图像增强算法在GPU平台上的多核程序设计;最后,采用主机端和设备端的异步执行模式,在数据传输的同时进行内核数据的并行计算,通过任务级的并行进一步缩短了算法在GPU平台上的执行时间。研究表明,对于不同分辨率的图像,Retinex图像增强算法的处理速度相比于CPU平台均有数十倍的提高,如处理一帧分辨率为2048像元×2048像元的图像仅需要38.04 ms,算法的处理速度较CPU提高了40倍。     

马坑铁矿钻孔岩心红外光谱特征及蚀变分带特征研究

红外反射光谱技术可无损、快速、批量地识别出硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等矿物,近年来在矿物学研究、地质勘探与找矿、矿山选冶等方面取得了较显著进展。尤其是热红外波段（6000~14500nm）可识别出辉石、石榴子石、橄榄石等蚀变矿物以及长石、石英等造岩矿物,对于矽卡岩型、铜镍硫化物型以及石英脉型等矿床地质找矿、矿床成因研究等具有重要意义。本文通过对国家实物地质资料馆馆藏的马坑铁矿钻孔岩心进行短波-热红外反射光谱测量与分析,总结马坑铁矿各蚀变矿物光谱特征,并快速厘定了该矿床的蚀变矿物类型及组合特征。马坑铁矿蚀变矿物主要有石榴子石、辉石、碳酸盐、绿泥石、绢（白）云母、角闪石、绿帘石、蒙脱石、石膏等。石榴子石热红外光谱特征是在9199nm、9730nm、10500nm及11100nm处具有明显的反射特征,辉石热红外光谱特征主要是在11500nm和12150nm处具有明显的吸收特征。红外光谱分析表明蚀变矿物在空间上呈现出明显的分带性,蚀变矿物组合及分布严格受围岩岩性和热液交代的双重控制。通过红外反射光谱蚀变矿物组合特征研究,“石榴子石+辉石”可作为矽卡岩型矿床的标型矿物组合,蚀变分带特征也反映了主矿体从高温到低温的变化过程;结合矿床地质特征,推断出马坑铁矿为典型的层控矽卡岩型矿床。本研究可为矽卡岩型矿床的成矿规律认识和找矿勘探等方面提供科学支撑。     

利津干热岩型地热资源调查评价关键技术研究

干热岩型地热资源是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行调查评价意义重大。本次从区域干热岩靶区选址、物探、钻探、岩芯取样测试、综合测井、抽注水试验、目的层压裂、热储评价等方面,系统地总结分析了干热岩型地热资源调查评价中涉及的关键技术。同时以利津干热岩GRY1孔进行说明,结果表明：虽然其天然裂隙率及渗透性较差,但经水力压裂后其渗透系数有大幅提高,压裂模式属于人工高压+天然裂隙复合压裂模式,在可控的孔口压力下能获得较大的注入水量,有利于干热岩资源的开发利用;干热岩做压裂试验时应选取天然裂隙发育段作为压裂试验的目的层,陈庄潜凸起区内埋深5000m范围内干热岩蕴藏的热资源量为2. 654×10↑20J,折合标准煤90. 21亿t;可利用资源量为5. 29×10↑18J,折合标准煤1. 804亿t。该研究对干热岩勘查开发工程场地选址、调查评价等方面具有一定指导意义。     

基于岩石“等效损伤”探究宏观断裂规律

岩石损伤几乎都是由多因素造成的耦合损伤。通过对试件进行SEM试验,并利用IPP数字图像处理软件分析各种损伤的裂纹共有演化规律,提出等效损伤理论。结果表明:①不同损伤裂隙都具有统计自相似性;②细观大缺陷重点发育现象是宏观应力集中的细观体现;③微裂纹宽度扩展速率远小于长度的扩展速率;④用耦合损伤试件加载破坏试验数据验证宏观断裂强度公式,表明:宏观尺度下"等效损伤"仍然成立,且可以解决耦合损伤引起的宏观断裂问题。