单体分子放射性碳同位素分析在海洋科学及环境科学研究中的应用

单体分子放射性碳同位素分析(CSRA)是近十几年来发展起来的一项新兴的分析手段,将所需的单体分子(生物标志物)从复杂的环境样品基质中分离并富集,再进行加速质谱仪(AMS)的放射性碳(14C)测定。这种分子水平的放射性碳同位素测定技术能够揭示出总有机质同位素组成的异质性,为解释有机碳的来源、迁移和转化等提供了新型的手段。在海洋科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析已应用于计算碳在全球各储库的逗留时间并揭示和定量估算化石源有机碳的输入、指示沉积物的搬运过程、示踪微生物的代谢途径、改进沉积物年代学等;在环境科学研究中,单体分子放射性碳同位素分析可用于有毒物质(如多环芳烃)的源解析,示踪有机污染环境中微生物的代谢途径等。伴随着单体分子分离技术的改进及AMS灵敏度的提高,CSRA技术的应用会更加广泛。     

渤海风暴减水特征及其对深水航路影响的数值模拟

利用环渤海9个沿岸站近10a潮位资料分析渤海海域的风暴减水特征,结果表明:渤海年均出现50cm和100cm风暴减水分别超过30d和6d,每年的9月至翌年4月份风暴减水最为频繁;建立了一套精细化天文潮-风暴潮耦合模型用于渤海深水航路的潮位预报,各站天文潮模拟验证的平均均方根误差为18.5cm,由此计算得到航路代表点的潮汐特征值并作潮汐预报;后报模拟了近10a重大风暴减水过程,模拟与实测吻合较好,说明该耦合模型可为该航路的潮位预报提供有益参考。     

秋季孟加拉湾风暴影响云南降水差异的对比分析

利用关岛联合台风警报中心提供的北印度洋热带风暴资料、NCEP/NCAR再分析资料和云南125个气象站的逐日降水资料,选取两次秋季强孟加拉湾风暴个例,对其移动路径和影响云南降水进行了对比分析。结果表明,两次孟加拉湾风暴的强度相近,移动路径和登陆位置不同,受其影响云南降水在强度和范围上存在明显差异。200 hPa南压高压位置、引导气流的差异导致了孟加拉湾风暴移动路径和登陆位置不同;孟加拉湾风暴环流与冷空气相互作用是产生云南强降水的重要机制;低层孟加拉湾风暴东侧西南大风区的移动对降水的形成也具有重要作用,一方面将风暴中大量的水汽和能量输送到云南,另一方面大风区的风速辐合有助于维持必要的动力学条件。受500 hPa西太平洋副热带高压西伸脊点和低层西南风强度的影响,水汽输送、辐合强度和维持时间存在差异,高低空不同的环流形势配置导致了风暴影响云南降水的动力结构、垂直运动等方面存在明显差异,而这些差异是两次孟加拉湾风暴造成云南不同降水分布特征的重要原因。     

孟加拉湾风暴引发云南初夏强降水初探

利用JTWC、NCEP/NCAR再分析资料、TRMM变分同化资料,对2000-2010年初夏孟加拉湾风暴过程中,有、无冷空气配合时对云南强降水的不同作用进行了合成对比分析。结果表明,初夏影响云南强降水的孟加拉湾风暴,均在孟加拉国东南部、缅甸中北部沿海一带登陆,其中约78%强降水都是在风暴登陆以后产生的。除东部边缘外,云南大部分地区都易受孟加拉湾风暴影响,当有冷空气作用时,云南大到暴雨的范围更广、强度更强,环流的演变与风暴强降水区密切相关。进一步对比分析表明,当无冷空气配合时,强降水当天南风明显增强,且最大风速中心随高度向北倾斜,垂直风切变小,湿层深厚,风暴暖湿气流带来的对流不稳定是滇西产生强降水的重要原因,此外地形强迫抬升也起着重要作用。当有冷空气配合时,强降水开始时刻,沿着云南地形有一向北倾斜的θse密集带,倾斜等熵面南侧有暖湿风暴云团向北倾斜上滑,而北端对流层中低层为干冷气流,它们在倾斜的等熵面上交汇,偏向暖湿气流区存在向北倾斜的上升运动区,强降水过程中,北端锲入气流更为干冷,与开始时刻相比,上升运动更为陡立;湿位涡方面,滇南北侧高层有高值湿正压项MPV1沿着倾斜的等熵面向降水区下传,下滑冷空气的强迫加强了南侧暖湿气流的上滑,同时,强降水以北的高层有MPV2负值中心沿θse等值线密集带从对流层高层倾斜侵入对流层低层,冷暖空气在对流层中低层相遇,产生条件性对称不稳定,导致滇中以南地区出现强降水。     

2010年6月中国南方持续性强降水过程：天气系统演变和青藏高原热力作用的影响

2010年6月中国南方发生持续性强降水,其强度与2008年6月相当,超过近年来其他年份。但是,与2008年6月相比,2010年6月对流层中低层低值系统活动在青藏高原至长江中下游地区异常频繁,副热带高压(副高)位置异常偏西、强度偏强,导致低层异常风场辐合区及强降水区域相对偏北。分析2010年6月14—24日中国南方连续出现的4次持续性强降水过程,发现南亚高压、对流层中层的中纬度槽脊和西太平洋副高以及低层切变线和东移低涡是造成持续性强降水的主要天气系统。利用WRF模式对2010年6月强降水过程实施显式对流集合模拟试验,在控制试验重现观测到的地面降水和天气系统特征的基础上,在敏感性试验中将青藏高原的地表短波反照率修改为1.0,对比两组模拟试验的结果表明:控制试验中青藏高原的地表感热加热作用使得高原及其周边地区的大气温度发生变化,相应的热成风平衡调整使得对流层低层至高层大气环流和天气系统特征发生显著变化,增强了中国南方的持续性降水。200 hPa青藏高原西部形成反气旋性环流异常,东部形成气旋性环流异常,青藏高原东部南下的冷空气加强,中国南方辐散增强;500 hPa青藏高原北部的脊加强,中国东部的槽加深,副高西北侧的西南风明显增强,从青藏高原向下游传播的正涡度也显著加强;850 hPa的低涡强烈发展并逐步东移,华南沿海的西南低空急流更为强盛,导致降水区的水汽辐合、上升运动及降水强度都增强。     

数字航空摄影三维重建理论与技术发展综述

航空摄影测量作为摄影测量学最重要的分支之一,近年来得到了长足的发展。倾斜航空摄影和无人机摄影测量等多种新作业模式的出现,给传统航空摄影测量带来新的挑战的同时也催生出了诸多新的解决方案。此外,人工智能领域计算机视觉技术和深度学习技术中的新理论、新方法不断融入航空摄影测量中,推动航空摄影测量向智能化、自动化方向发展。当代航空摄影测量学已经是多种传感器融合、多种数据采集方式结合、传统摄影测量和人工智能技术交叉的产物。三维重建是航空摄影测量的核心问题之一。本文阐述了当代航空摄影三维重建技术的发展趋势和存在的问题,着重从航空影像的同名连接点自动提取与匹配、区域网平差、密集匹配和单体化建模4个方面对当前的研究现状进行了总结讨论,给出了当前国内外主流的航空影像摄影测量处理框架。     

太阳活动周与全球大震

为研究太阳活动与全球大震的关系, 引入一个无量纲的"地震能量函数√G", 并分析研究了1681—2011故年间全球M≥7.0大震的能量释放的时间序列.由此发现全球大震在太阳活动周4个阶段的分布和活动度, 随震级的强度而异.提出地壳对太阳风暴加卸载响应模式, 用于解释此现象: 通过考察最近331 a, 得出全球共发生了10个M≥9.0超级巨震的时空分布特征, 特别是太阳活动峰年期间没有发生过超级巨震.该研究结果可为判断全球大震提供参考.      

贵州万山汞矿田熬溪组风暴沉积作用特征及地质意义

首次报道了万山汞矿田熬溪组典型的白云质风暴岩。通过详细的野外观察,识别出多种典型的风暴沉积构造:底面构造、丘状-洼状交错层理、块状层理、放射状组构、平行层理及变形层理等。依据最新风暴岩沉积序列划分方案,划分出3种风暴沉积序列类型。区域古地磁资料表明,研究区在寒武纪处于赤道附近低纬度(11°~16°)浅海风暴作用易发区。最后提出,研究区寒武纪风暴岩频发可能与区内大规模汞-铅-锌成矿存在联系。     

云南省武定县迤纳厂铁铜矿区古元古代辉绿岩锆石的U-Pb年龄及其地质意义

云南省武定县迤纳厂铁铜矿区广泛出露元古宙辉绿岩体。前人对区内基性岩浆岩研究程度较低,缺乏辉绿岩的形成时代资料。本文报道了区内海孜辉绿岩中锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄,为1728±4 Ma。此年龄与古元古代晚期扬子地台西南缘大规模非造山型岩浆活动及全球性Columbia超级大陆裂解时代高度一致,表明其可能为Columbia超级大陆裂解的产物。辉绿岩与区内铁铜矿床成矿时代大致相当,反映了古元古代晚期扬子地台西南缘大规模的岩浆活动也可能是一次重要的成矿事件,可能为铁、铜成矿作用提供主要的成矿物质来源。武定地区被辉绿岩侵入接触的原"美党组"地层的沉积时代应大于辉绿岩的侵位时代,应划入下元古界汤丹群,是昆阳陆内裂谷拉张以前就已存在的基底地层。     

甘肃北部短时强降水中尺度特征及物理量配置

利用甘肃北部27个国家级自动气象站及635个区域气象站降水资料,结合常规高空、地面和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析物理量场资料,选取了2016—2019年5—9月104个典型短时强降水个例,对甘肃北部短时强降水天气发生发展的环境条件进行了中尺度综合分析,揭示了区域内短时强降水的一些特征和规律。结果表明：（1） 甘肃北部短时强降水集中出现在6—8月,短时强降水的强度多为10~20 mm。（2） 甘肃北部短时强降水天气的典型特征,分为副高边缘型、低压槽型、西北气流型和河套阻高型4种流型。（3） 通过分析不同天气形势、不同类别、不同物理量参数间的联系与区别,总结出各类短时强降水天气的环流特征和物理量要素指标和阈值。（4） 地面辐合线（冷锋）是甘肃北部触发强对流天气的关键系统,地面辐合线（冷锋）的分析对短时临近预报至关重要。（5） 低空偏南风急流（显著流线）在110°E左右北上及在37°N左右产生辐合是判断甘肃北部能否产生短时强降水的重要依据。并对2020年短时强降水预报效果进行检验,预报准确率达63.6%,说明建立的短时强降水预报指标预报能力较强,为提高短时强降水预报预警能力提供了一种新途径。