基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟

本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法（CSEM）问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导.

     

我国华东与西南县域主要气象敏感性疾病变化特征及其医疗费用研究

摘要：针对目前医疗费用不断上涨的现实问题,基于安徽省阜南县和贵州省锦屏县相关医疗机构的全部住院数据和气象资料,首先分析两县疾病谱特征,然后从季节和24节气角度,分析两县主要气象敏感性疾病（因天气和气候异常变化而诱发或加重的相关疾病）住院人次和医疗费用的变化特征以及人体舒适度对当地主要气象敏感性疾病发病的影响。结果表明,阜南县和锦屏县人群中住院人数最多的疾病分别是循环和呼吸系统两大类气象敏感性疾病,医疗费用最高的前六位疾病都包含循环、呼吸和消化系统疾病,其三者医疗费用总和分别占两县总医疗费用的44.9%和45.8%,因此,从降低医疗费用的角度来看加强这三类主要气象敏感性疾病的预防十分重要。此外,三种系统疾病医疗费用呈现出明显的季节变化特征：其中,循环系统疾病的医疗费用在季节转换期间明显高于各季节内,呼吸系统疾病冬春季的医疗费用远高于夏秋季节,消化系统疾病夏季医疗费用最高。两县9月的体感温度最接近人体最佳舒适温度,而此时上述三类疾病的住院人次及医疗费用也是相对低点。此研究结果可为当地相关疾病的适时防控、有效降低医疗费用提供科学依据。     

风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证

风云三号C星(FY-3C)已经于2013年9月23日发射升空,其上装载的微波湿温探测仪(MWHTS)已于9月30日开机正常工作.MWHTS具有对大气温度和湿度垂直分布进行同步探测的能力.MWHTS为跨轨扫描式微波辐射计,在89~191 GHz毫米波段内设置了十五个探测通道,其中包括118.75 GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道,183.31 GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道,以及89 GHz和150 GHz两个窗区通道.设置在118.75 GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道,这组通道和183.31 GHz通道对大气进行联合探测,将获得更加精细的大气温湿度垂直分布数据,为数值预报和气候研究提供丰富信息.为保证MWHTS观测资料的定量应用,对仪器性能和定标精度进行了在轨测试.利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据,对仪器在轨定标的基础数据:冷空和黑体计数值,黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验,经过质量检验的在轨定标基础数据,结合发射前真空试验得到的非线性订正项在轨定标生成MWHTS观测亮温数据.评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性使用了三种方法:1 通过场地定标试验获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息,结合微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM(Monochromatic Radiative Transfer Model)模拟MWHTS的上行微波辐射亮温,与MWHTS实际观测结果进行对比分析;2 两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标,观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.选取美国SNPP上搭载的微波探测仪器ATMS作为MWHTS的参考载荷,基于SNO(simultaneous nadir overpass)技术,对两个仪器的观测亮温进行交叉比对,观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为:观测时间差异小于20 min,观测像元中心距离小于3 km,观测角度在星下点附近差异小于5°,观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1 K;3 基于美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS(Global Data Assimilation System)数据,利用快速辐射传输模式CRTM(Community Radiative Transfer Model)对MWHTS各通道亮温进行正演模拟,模拟结果(O)和仪器实际观测的亮温(B)之间的差异记为"O-B",对偏差值"O-B"进行统计特征分析.仪器中心频率的变化、正演模式模拟精度和模式输入廓线自身的误差都会对"O-B"产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言(如118.75 GHz通道),由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对,借助于正演辐射传输模式计算得到"O-B"偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.外场地定标试验结果显示除通道14外,其他14个通道的亮温差都在1.3 K以内;与同类载荷ATMS的在轨观测进行直接交叉比对表明通道14与ATMS的亮温偏差最大,但中心频点一致的5个水汽探测通道的标准差都小于1 K;将MWHTS观测结果和正演辐射传输模式模拟结果即"O-B"进行偏差分析显示,靠近118.75 GHz吸收线中心的通道2—6"O-B"标准差小于0.5 K,其他通道"O-B"标准差和ATMS相应通道的结果相当;MWHTS观测和模拟偏差随角度变化的研究表明通道1,7~13和15观测结果对角度有一定依赖性.     

基于本体的地球空间信息上下文建模

总结分析了典型的地球空间信息上下文,基于本体建立了而向地球空间信息服务形式化的上下文信息模型,该模型采用层次化的设计方法,并使用本体描述语言OWL描述上下文,提高了上下文表达能力.最后,设计了一个面向地球空间信息的上下文感知计算模型.     

太白山北坡花粉通量与表土花粉研究

太白山北坡各森林植被带乔木花粉百分比多高于45%,与植被组成类似。高山草甸带捕捉器样品乔木花粉百分比低于15%,与植被组成一致,但表土花粉组合中乔木花粉百分比高于50%,外来花粉数量较多,进行高山带古环境研究应予注意。太白红杉林花粉通量最低,高山灌丛草甸最高。落叶栎林带表土花粉浓度最低,红桦林带最高。表土中松、冷杉属花粉百分比远高于花粉捕捉器,表明其在表土中有较好的保存能力。落叶松属和杜鹃花科花粉在表土及捕捉器中百分比均较低,表明对植被指示性良好。栎属与桦属花粉通量类似,但桦属花粉浓度大于栎属,表明栎属较桦属易于保存。     

利用FY-3C折射率对大气边界层高度的反演与分析

2013年中国发射了首颗进行全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)掩星观测的气象卫星风云3号C星(Fengyun-3C,FY-3C),且已发布自2014年6月以来的FY-3C掩星大气产品,但目前还未见将其应用于大气边界层的相关研究.首次尝试利用FY-3C折射率...     

HALOE资料揭示的热带平流层CH4时空变化特征

中层大气微量成分的分布和变化是中层大气研究的重要问题之一,但是长期以来中层大气的资料非常少。卤素掩星试验（HALOE）对中层大气多种微量气体进行观测,形成中层大气多种微量元素的空间分布和时间演变资料组,这是对中层大气微量气体含量资料的极大补充。作者利用1992～2003年HALOE资料分析热带地区（20°S～20°N）平均的CH4的垂直分布和时间演变特征。结果表明:热带平流层CH4混合比在平流层下层有较充分的混合;热带平流层CH4混合比的季节变化明显,在平流层中上层以年循环为主,而在平流层下部以半年变化为主;热带平流层CH4混合比的年际变化主要有准2年和准5年振荡。       

资源三号03立体测图卫星空中三角测量研究

我国西南区域地形复杂、云雪覆盖非常普遍,大部分地区难以利用传统航空摄影方式成图,长期以来对于云雪漏洞区域主要通过采购国外昂贵的立体卫星影像进行测绘.2020年资源三号03星在太原成功发射升空,标志着我国首个国产立体测绘卫星星座组成,增强了立体卫星影像数据获取能力.本研究将资源三号03星及其附带的卫星测高数据作为数据源,...     

提高复杂地层取心质量的一种发夹式岩心提断器及其应用

为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题,降低堵心、磨心概率,提高钻进回次进尺长度和岩心采取率,研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心,其构件由发夹、发夹座、发夹室组成,无须通过铆焊工艺固定,可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验,试验孔段总进尺45.11 m,平均回次进尺1.16 m,平均岩心采取率91.42%。试验结果表明：该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用,能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量,解决了试验前应用普通绳索取心钻具,在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较,更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质,还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探,具有广泛的应用前景。     

现代浮游有孔虫对南海西南部上升流的响应

现代夏季风系统导致了南海西南部（越南岸外）上升流的发育,但浮游有孔虫对夏季上升流的响应如何尚缺乏实测资料,这不利于准确地利用有孔虫来重建古上升流的活动进而反演过去夏季风的强度变化。本研究利用2014年4月14日至11月1日布放于南海西南部夏季上升流区的时间序列沉积物捕获器材料,详细鉴定并定量统计了其所含浮游有孔虫类型。通过分析样品中浮游有孔虫各属种的通量和百分含量变化,结合区域气候环境资料,探讨南海西南部夏季上升流区浮游有孔虫对夏季风的响应,为古上升流与夏季风研究提供现代依据。研究结果表明初级生产力是控制上升流区浮游有孔虫通量变化的首要因素,喜营养种在上升流发育期增多而寡营养种含量下降。因此高表层生产力指示种,如Neogloboquadrina dutertrei可能是追溯南海西南部夏季上升流变化最可靠的指标。