陆架海岸台风沉积记录及信息提取

长时间尺度风暴强度–频率关系与气候变化相关联,而器测记录和历史记载难以提供充分的信息,因此从沉积记录中提取风暴信息成为一个前沿科学问题。在应用上,这项研究可为海岸带城市群应对未来气候和海面变化提供决策依据。本文回顾了台风沉积记录研究进展,显示陆架泥质沉积、海滩及海岸沙丘、潮滩、潟湖、巨砾是台风事件记录的良好载体,可通过层序形态和物质特性分析而识别。同时,还需进一步完善分析方法,以区分台风、冬季风暴、河流洪水和海啸等不同类型的极端事件沉积。在台风强度信息提取方面,陆架泥质沉积所含贝壳–粗颗粒沉积物可作为海底再悬浮强度的指标,但需更多实测数据的率定;海滩及海岸沙丘顶部的台风沉积分布高程指示了台风激浪流的上冲高度,而台风巨砾的重量可以与近岸波浪的波高建立联系。以上数据经过换算后可以得出台风强度的信息,虽然这些间接的沉积学信息还不足以建立风暴强度–频率关系,但有助于台风强度大数据的建立。潮滩、潟湖沉积连续性好,可构成台风事件的时间序列,然而关于台风强度却是多解的,台风最大风力、持续时间、移动路径、登陆地点的不同组合可能产生同样的事件沉积。我们建议,应发展台风信息提取的新方法,来解决这个问题。进行现代过程模拟,根据已知的台风事件资料构建沉积物输运堆积模型,使之能够复演事件沉积的特征;进行多个地点事件沉积的反演模拟,在此情形下,即便每个站位的结果是多解的,但针对多个站位上求取其解的交集之后,多解性将下降,这种模拟方法可称之为“解空间收缩法”;采用大数据融合方式,将其他来源的台风强度数据纳入模拟体系,可进一步降低风暴信息提取的不确定性。动力过程模拟与大数据融合方法的建立,有助于获得与沉积记录同样时间尺度的台风强度–频率关系曲线,进而分析台风动态与气候变化的关系。     

基于反演基岩地震波的场地调整系数估计

基于KiK-net台阵中73个台站的一维土层模型和从不同地震中筛选的262条地表加速度记录,按照峰值加速度的分档标准和场地分类原则,将这些记录分成了28组.采用一维土层地震反应分析的等效线性化方法,反演计算了基岩输入加速度.通过分别计算各组基于有效峰值加速度EPA的场地放大倍数,并得到了各类场地的有效峰值加速度的调整系...     

我国湖泊沉积物多环芳烃的分布特征及来源分析

湖泊沉积物不但可以反映流域多环芳烃(PAHs)的空间分布特征, 更能忠实的记录PAHs排放历史。本文收集了我国湖泊沉积物有关PAHs已有的文献报道, 并与部分发达国家和地区(美国、欧洲、日本等)的湖泊做对比, 系统地综述了我国湖泊沉积物多环芳烃的空间分布、沉积记录及来源。通过对收集数据分析表明, 我国湖泊表层沉积物中ΣPAHs含量为3.2~5260ng/g(dw), 平均值为753.1ng/g(dw)(n=495)。主成分分析及多元回归分析结果表明: 我国湖泊表层沉积物PAHs主要来源及其贡献量分别为机动车尾气排放占42.7%、煤炭燃烧占30.1% 以及石油泄漏占27.2%。我国湖泊钻孔沉积记录PAHs从下向上总体表现出由低到高的变化特征, 基本反映了我国经济发展历史。我国PAHs排放历史与发达国家有着明显不同, PAHs排放峰值一般出现在20世纪90年代以后, 明显晚于发达国家的50~80年代。同时, 湖泊沉积物记录的PAHs来源有所改变, 煤炭资源是我国部分湖泊沉积历史中PAHs的主要来源, 随着机动车数量的增加, 机动车尾气排放也成为目前我国湖泊沉积物的主要污染源之一。     

电接风向风速自记纸数字化处理系统的设计与实现

纸质记录曲线的识别和数字化是图像处理和模式识别领域的一项重要内容, 是对气象档案馆保存的气象纸质曲线资料数字化的有效方法。该文研究并构建了电接风向风速自记纸数字化处理系统, 该系统主要包括4个处理阶段:自记纸图像的输入、图像预处理、自记曲线的分割、曲线的跟踪和识别。其中, 自记纸图像的输入应用TWAIN (Toolkit Without An Interesting Name, 无注名工具包协议) 标准来设计, 对记录曲线的跟踪识别, 该文提出的基于灰度积分投影的分段线性插值算法, 取得了很好的识别效果。     

阿尔金山脉新生代剥露历史——前陆盆地沉积记录

新疆且末县江尕勒萨依盆地位于阿尔金山脉的北西山前,其内连续沉积了中生代一新生代地层。盆地内古新统一始新统为河流相沉积;渐新统至中新统为山麓河流相灰色砾岩和棕色砂岩;上新统为山麓洪积相砾岩夹泥岩;下更新统全为砾岩层。岩性组合特征及其砂岩碎屑、砾石组分变化规律,反映出阿尔金山脉的新生代剥蚀历史：古近纪早、中期,阿尔金山脉的地形高差小,古生界双峰式火山岩首先被剥蚀;至渐新世末一中新世早期,山脉高差加大,基底元古宇开始出露地表被剥蚀;中新世末期,山脉高差进一步加大,剥蚀速率加快;至第四纪早期西域砾岩开始沉积时,地形高差加剧,中、古元古界开始暴露被剥蚀。区域资料分析表明,阿尔金山脉在新生代具有多期次阶段性隆升的特征,存在3期次快速隆升事件：渐新世末一中新世早期、中新世晚期(大约8Ma)和第四纪早期。     

横向各向同性(VTI)介质中非线性地震波场模拟

数值计算方法是考察非线性弹性波在介质中（如岩石）传播特征的重要手段.非线性弹性波的数值模拟存在陡峭间断面（点）、数值振荡以及误差的指数级增长等现象而破坏数值解的稳定性、收敛性,能否消减上述现象的不利影响成为制约数值方法有效与否的重要因素.文中同时引入了FCT算子和幅值限制器,采用中心差分格式对具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质中的二维非线性弹性波进行数值模拟,从而克服了上述困难;介绍了适用于非线性弹性波的吸收边界条件,给出了差分方程的稳定性条件.在验证了方法的有效性后成功地获取了二维VTI介质中非线性弹性波的三分量地震正演记录,表明非线性波在传播过程中会发生波形畸变等现象.     

过去2000 年大气甲烷含量与气候变化的冰芯记录

温室气体与气候变化的关系是当前全球变化研究中的一个核心内容。目前关于大气温室气体含量变化只有几十年的实测资料, 而冰芯包裹气体中的CH4 不仅能反映过去大气CH4 含量随时间的变化, 而且能很好地揭示陆地CH4大气中的释放随时间及空间的分布。     

巽他陆架末次冰期植被之谜

末次冰期低海平面时期出露的巽他陆架植被变化对全球碳循环影响有着重要影响,但目前植被重建结果仍存在很大争议。利用巽他陆架区域现有末次冰期的碳同位素和植物孢粉记录进行了古植被重建。与全新世相比,末次冰期时热带雨林的分布范围向赤道方向收缩,呈现不均匀的带状分布,而远离赤道的区域草本植物扩张。赤道辐合带的向南移动和热带太平洋的类El Niño状态导致的巽他陆架区域整体降水减少是造成这种现象的重要原因。山地在冰期植被垂直分布结构的演化中起着重要作用。在湿而冷的区域,山地雨林向下扩展;而在干而冷的区域,山地扮演着雨林避难所的角色。巽他陆架古植被重建工作仍面临着隐域性植被、植被指标局限性等难点。     

利用树轮年代研究亚洲季风气候动力学的进展

纽约哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测所树轮实验室的科学家们，对亚洲气候动力学树轮重建5年计划的研究已进入第3年，该项目研究的范围涉及整个亚洲以及受季风影响的从西伯利亚、蒙古、北亚到澳大利亚、大洋洲、东南亚大陆及其南部的印度次大陆的广大地区。在前两年首先着重建设了为恢复亚洲季风气候及其引起变化的因素（如印度-太平洋海面温度场）的树轮数据网，这些数据有望对上几个世纪古气候记录中的季风气候变化循环模拟进行评估。热带地区树木年轮数据的匮乏，促使我们必须首先从亚洲热带地区获得这些数据，因此，对热带亚洲的野外调查是首要任务。