基于多源卫星数据的小型水体蓝藻水华联合监测——以天津于桥水库为例

近年来水体富营养化呈扩张趋势,蓝藻水华不仅在太湖等大型湖泊频发,水面面积较小的天津于桥水库等也形势严峻,亟需加强卫星遥感监测.但是,以往在太湖等业务化使用非常成功的MODIS等卫星数据(约500 m),由于空间分辨率较低,难以满足小型水体的监测要求;而Landsat-8等空间分辨率较高的卫星数据(30 m),通常重返周期较长,无法满足水华高频监测需求.本文以天津市于桥水库(面积约80 km2)为研究区,针对常用的卫星数据,从空间、时间、光谱范围和数据可获取性共4个方面,评价不同卫星数据蓝藻水华监测能力和算法,同时对不同卫星监测结果一致性进行评估.结果表明:(1)筛选出国产HJ-1A\B CCD、GF-1 WFV和美国Landsat-8 OLI这3种卫星波段合适,空间分辨率较高,适用于桥水库蓝藻水华监测,但考虑到其重返周期较长,建议多星联合观测;(2)各个卫星监测结果与卫星影像目视解译结果基本一致,均方根误差和相对误差均分别控制在0.78 km2和4.9%以内;(3)不同卫星监测结果一致性良好,一致性精度达到99.5%;(4)根据历史影像结果,发现于桥水库2016年水质开始呈富营养化,藻华现象在夏、秋两季最为严重.研究表明,针对小型水面水体蓝藻水华监测,利用较高分辨率数据联合监测,是一种有效的替代策略,今后可在更多小型水域推广.     

考虑三向应力效应的最大Mises应力复合断裂判据

通过对脆性断裂过程中开裂扩展机理的分析,提出了径向平面最大Mises应力(RPMS)概念。在平面应变条件下考虑泊松比的影响,对不同应力复合比的I-II复合型载荷作用下裂尖处应力分布进行了分析,以此为基础,考虑裂尖处三向应力状态对断裂过程的影响,将径向平面上的最大Mises应力作为裂纹开裂扩展的控制因素。据此,针对复合型载荷模式,提出了裂尖复合脆性断裂判据及裂纹开裂方向表达式。将计算结果与现有试验或其他理论进行了对比分析,以此验证了该径向平面上最大Mises应力断裂判据的合理性。     

珠三角地区前后汛期强对流过程物理量指数对比分析及阈值选取

珠江三角洲（简称珠三角）地区前汛期强对流是由锋面系统引起,后汛期强对流则多由热力系统引起。利用2004—2006年探空资料计算的物理量,选取与强对流天气相关性好的大气温湿类（整层比湿积分IQ）、层结稳定度类（K指数）、动力类（潜在下冲气流指数MDPI）、热力动力综合类（瑞士第一雷暴指数SWISS00）作为指示因子,通过对各指数的分布特征进行对比分析,分别得到珠三角地区前、后汛期的物理量指数的阈值,为进一步做好珠三角地区未来12小时强对流预报服务。      

构建一个经济-气候新模型评价气候变化对粮食产量的影响

将气候变化研究和农业经济研究相结合,构建了一个经济-气候新模型,用来评价全球气候变化对粮食产量影响的问题。提出在经济模型C-D生产函数中添加气候变化因子,建立一个新的评价模型,作为连接气候变化因素和经济变化因素的桥梁,并对该模型的性能及合理性进行了初步的模拟和验证。     

快速GNSS精密布网在偏远海岛无人机遥感监测中的应用

文章提出快速GNSS精密布网技术在无通信信号、无控制点的偏远海岛无人机遥感监测中的应用,并在浙闽交界的七星列岛进行实践,结果表明:采用GNSS精密布网技术融合无人机遥感方法,能够快速获取高精度的海岛3D(DLG、DEM、DOM)和实景三维数据,可为偏远海岛监测评价提供重要的基础地理信息,实现对偏远海岛资源环境和开发利用状况的动态监控。     

金川超镁铁质岩元素及稀有气体同位素地球化学特征

金川超镁铁质岩是金川铜镍硫化物矿床的赋存岩体．采自金川镍矿Ⅰ矿区露天矿第2期侵入岩体的样品其岩石类型主要为含二辉橄榄岩和二辉橄榄岩，见镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿呈成条带状出现，表明其形成时低氧逸度的成岩环境。运用ICP—MS等离子质谱仪和MM5400稀有气体质谱仪分别对全岩样品的稀土元素、微量元素和包体稀有气体同位素进行测定后得到一些认识：金川超镁铁质岩的微量元素丰度与球粒陨石相比，变化曲线基本呈水平分布，但是地壳中高度亏损Cr，Ni元素含量较高，主要富集于超基性的辉石和橄榄石中，说明其成因类型具有明显的幔源特征。岩石中稀土元素总量较高，为轻稀土富集型．重稀土亏损。其中由深至浅稀土元素对La／Yb，Ce／Yb，La／Sm，(La／Sm)N的比值均基本呈现增大趋势．说明其中稀土元素分馏程度呈增大趋势，轻稀土的分馏尤为明显。超镁铁质岩的^3He／^4He值分布于0．847Ra～1．625Ra之间，虽远低于上地幔的^3He／^4He值．但仍存在地幔初始氦的踪迹。研究结果表明，该岩体在侵入过程中发生了明显的分异作用，并与地壳发生了的混染作用和热液交代作用．进一步证明了该岩体为上地幔局部熔融的超基性岩浆上侵形成的。     

南海北部斑节对虾卵巢发育的形态及组织学观察

研究了南海北部斑节对虾Penaeus monodon卵巢发育的形态结构及组织学。以卵巢的组织学、性腺成熟指数(GSI)、卵巢的颜色和大小、卵细胞的直径、卵核的大小、形状、核仁的形态分布、不同发育阶段卵细胞数量比例等为参数,对南海北部斑节对虾卵巢发育的6个时期(卵原细胞期、染色质核仁期、周边核仁期、卵黄囊期、成熟期和恢复期)的组织结构特征进行了研究。并与菲律宾野生斑节对虾种群的卵巢组织结构特征进行了比较,发现2个地理种群的斑节对虾繁殖力存在一定差异。     

凡纳滨对虾高位池养殖系统的水质理化状况

对凡纳滨对虾高位养殖池水质环境状况进行了研究。结果表明,养殖期间虾池水体透明度前期较高,中后期较低;虾池pH变化在7.89~9.02之间,变化幅度较小。虾池水体悬浮物数量和CODMn随养殖时间延长而持续升高,变化范围分别为18.5~162.3 mg/L和3.52~14.58 mg/L。虾池水体中营养盐各月份波动较大,无机氮的数量变化在0.206~1.621 mg/L之间,含量逐渐升高,磷酸盐数量变化在0.009~0.067 mg/L之间,含量逐渐下降。水环境中N、P比较高,平均为62.7。养殖水体中后期处于严重富营养化状态。     

1951～2007年南疆地区气温异常的时空变化特征

采用1951～2007年南疆地区站点月平均气温资料和NCAR/NCEP气候月平均资料,运用二项式系数加权平均法、Morlet小波变换等方法分析了南疆地区冬季和夏季气温的季节—年际气候变化特征,及气温异常的时空变化特征.结论如下:南疆地区冬季和夏季气温在气候态上差异明显,1980年代以前的冬季主要为气温负异常,1980年代以后呈现气温异常升高,到2000年以后又开始出现偏冷趋势;夏季气温偏差小于冬季,57 a间南疆夏季气温大致出现两波振荡,异常偏热期大致处于1950年代、1970年代后期和21世纪初,呈20～25 a振荡.冷冬年的频次多于暖冬年,热夏年的频次多于凉夏年.偏冷年在57a时间段内所占比例最多,气温异常低的幅度大于气温异常高的幅度.南疆冬季气温存在2个显著振荡:6～10 a的年际周期和18～20 a的年代际周期;夏季气温有1个最显著的振荡,稳定的20 a为中心的周期.不同的年代和季节气温及气温偏差分布各不相同.从气温长期演变趋势来看不论冬夏南疆北部(天山山脉以南)气温升高,塔里木盆地以及南疆南部地区气温降低.冬季升温区的升温幅度比夏季升温区大,夏季降温区的降温幅度比冬季降温区大.     

南京雷达数据的一致性分析和订正

运用几何匹配法处理了南京雷达和热带测雨卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)上搭载的测雨雷达(Precipitation Radar,PR)的反射率因子探测资料,统计分析了2008—2013年共245个时次的匹配数据。 以TRMM PR工作多年持续稳定特征为参照,揭示了南京雷达6 a的探测资料情况。结果表明,南京雷达和TRMM PR探测降水具有较强的一致性,6 a时间里南京雷达存在一定的运行不稳定情况,南京雷达0℃层以下数据存在“3段特征”:时段Ⅰ2008年1月—2010年3月,时段Ⅱ2010年3月—2013年5月,时段Ⅲ2013年5—10月。3个时段之间整体回波强度有差异,时段Ⅱ整体回波强度比时段Ⅰ、Ⅲ偏小2—3 dB;而3个时段内的回波整体保持相对的稳定,南京雷达与TRMM PR的回波强度差值随回波强度的变化呈线性关系;在中低回波值时TRMM PR比南京雷达大,在中高回波值时南京雷达比TRMM PR大。基于两种雷达回波强度值的拟合关系,对南京雷达的反射率因子进行分段线性订正,有效地改善了南京雷达的一致性:3个时段回波强度的整体差异减小到0.75 dB以内;在245个匹配时次和105894个匹配点上南京雷达和TRMM PR的反射率因子的相关系数增大,南京雷达-TRMM PR值的标准差减小。