Optimisation of the Population Monte Carlo algorithm: Application to constraining isocurvature models with cosmic microwave background data

We optimise the parameters of the Population Monte Carlo algorithm using numerical simulations. The optimisation is based on an efficiency statistic related to the number of samples evaluated prior to convergence, and is applied to a D ‐dimensional Gaussian distribution to derive optimal scaling laws for the algorithm parameters. More complex distributions such as the banana and bimodal distributions are also studied. We apply these results to a cosmological parameter estimation problem that uses CMB anisotropy data from the WMAP nine‐year release to constrain a six parameter adiabatic model and a fifteen parameter admixture model, consisting of correlated adiabatic and isocurvature perturbations. In the case of the adiabatic model and the admixture model we find that the number of sample points increase by factors of 3 and 20, respectively, relative to the optimal Gaussian case. This is due to degeneracies in the underlying parameter space. The WMAP nine‐year data constrain the admixture model to have an isocurvature fraction of 36.3 ± 2.8 %. (© 2016 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

夏季云顶高于对流层顶事件对东亚天气型及上对流层-下平流层大气结构的影响

采用A-Train系列卫星的AURA/MLS水汽、温度资料,CALIPSO/CALIOP云物理资料,结合ECMWF气象再分析资料,分析了东亚地区云顶高于对流层顶事件(Cloud Top Above the Tropopause,CTAT)的区域分布,及其对上对流层-下平流层(Upper Troposphere and Lower Stratosphere,UTLS)水汽和温度结构的影响。结果表明:亚洲季风区的夏季CTAT发生率是30%~55%,为全球最强区域;东北亚的夏季CTAT发生率是15%~20%,为中纬度最强分布区。以CTAT为指标的合成结果表明:15~30°N的东亚-西太平洋UTLS,水汽呈"上干下湿"的异常分布,温度呈"上冷下暖"的异常分布,该结构与该区域热带气旋合成的结果一致,说明热带气旋是该区域CTAT形成的主要天气系统;35~50°N的东北亚UTLS,水汽呈"上干下湿"的异常分布,温度呈"上暖下冷"的异常分布,该结构与该区域温带气旋合成的结果一致,说明温带气旋是该区域CTAT形成的主要天气系统。     

土壤湿度对卫星辐射率资料直接同化的影响

本研究利用WRF模式及其三维变分同化系统实现了对NOAA-16 AMSU-A微波资料的直接同化,针对2010年6月19日江西地区的一次强降水过程开展模拟与同化试验,并利用中国区域土壤湿度同化系统(CLSMDAS—China Land Soil Moisture Data Assimilation System)输出的土壤湿度值替换NCEP(National Centers for Environmental Prediction)资料中的土壤湿度,研究土壤湿度初值对辐射率资料直接同化中观测场与背景场偏差调整的影响。结果表明:采用CLSMDAS输出土壤湿度初值条件下模拟的亮温值与实际观测值更为接近,经过质量控制和偏差订正后更多的观测资料能够进入到同化系统中,说明改进的土壤湿度初值条件下观测算子的计算值得到正的调整,对低层地表通道的改进效果明显,尤其以50.3 GHz的窗区通道3的结果最为理想;针对此次强降水过程中24 h累积降水分布的模拟结果,CLSMDAS输出土壤湿度初值条件下同化AMSU-A资料,能够较为准确的把握整个雨带的走向、大雨以上级别降水的落区范围、降水中心落区及强度等。说明准确的土壤湿度初值能够改进卫星辐射率资料的同化结果,进而提高数值模式的模拟预报能力。     

Lookback time as a test for f(R) gravity in the Palatini approach

We use the recently released data of lookback time (LT)-redshift relation, the cosmic microwave background shift parameter and the baryon acoustic oscillation measurements to constrain cosmological parameters of f (R) gravity in the Palatini formalism by considering the f (R) form of type (a) f (R) = R β/Rn and (b) f (R) = R + α ln R β. Under the assumption of a Friedmann-Robertson-Walker universe, we achieved the best fitting results of the free parameters (Ωm0, n) for (a) and (Ωm0, α) for (b). We find tha...     

鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

A geochemical survey of trace elements in agricultural and non-agricultural topsoil in Dexing area,China

In China, soil pollution is very serious, which has jeopardized the ecology, food safety, the people's health, and even the sustainable development of agriculture. In order to investigate the soil pollution situation, a total of 874 agricultural and non-agricultural topsoil samples were collected from Dexing area, northeast of Jiangxi Province, China. The total elemental concentrations of 17 elements (As, Hg, Mo, Cd, Cr, Zn, Cu, Mn, Ti, Pb, Fe, Ca, K, Si, Al, Mg, and Na) were determined. The geochemical background and threshold was predicted with the method of the median ± median absolute deviation (MAD). The agricultural soil median concentration of trace elements was similar to that of the non-agricultural soil. In contrast to Jiangxi soil background of trace elements, the geochemical background of the study area was obviously higher. The maps of the pollution indices for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Pb, Ti and Zn of non-agricultural soil and agricultural soils in the study area, showed that the highest level of pollution is distributed near and along the Lean River, especially in the neighboring and surrounding Dexing and Leping mining area.     

内蒙古中西部钼多金属矿床地质特征及其动力学背景

本文首次对内蒙古中西部白乃庙铜-钼-金矿床、大苏计钼矿床、西沙德盖钼矿床、柳坝沟金-钼矿床、哈达门沟金-钼矿床、查干花钼-钨矿床和流沙山钼-金矿床的产出环境、地质特征、成因类型和时空分布特点进行了简要总结,对成矿作用与构造-岩浆活动的关系进行了概略性论述。柳坝沟、哈达门沟和白乃庙矿床均在前寒武纪变质岩地层中产出,大苏计、查干花、西沙德盖和流沙山矿床直接产于海西-印支期中酸性侵入岩中,尽管上述矿床在产出环境和地理位置上存在有一定差别,但是它们均与花岗岩类侵入岩体(或岩脉)具有密切的空间分布关系,属与中酸性侵入岩有关的钼多金属矿床。另外,根据矿床(点)的空间分布特点,可划分出5个钼多金属矿化集中区:即大苏计-明星沟钼矿化集中区、白乃庙-谷那乌苏铜-钼-金矿化集中区、哈达门沟-沙德盖金-钼矿化集中区、马尼图-查干花钼-铋-钨矿化集中区和流沙山-黑鹰山钼-金-铁矿化集中区。研究结果表明,成矿作用与板块消减、碰撞和缝合过程中所诱发的构造-岩浆事件密切相关,是地壳特定演化阶段构造-岩浆活动的产物。     

天津市中心城区地下空间资源开发利用适宜性评价探讨

探讨了天津市中心城区的地下空间资源开发利用评价,提出了地下空间资源开发利用评价方法。分析了天津市中心城区的地质背景,论证选取了适宜的评价因子,结合目前中心城区地下空间的开发利用现状,对中心城区地下空间资源的开发利用进行了适宜性分区评价,为将来天津市中心城区地下空间资源的合理开发利用提出了建议。     

天津市潮间带柱状沉积物中重金属的污染历史及来源判别

利用因子分析和元素含量特征分析两种方法,对天津市潮间带的4个无扰动沉积物柱样的46个样品进行了重金属分析,并探讨了重金属的来源方式和富集原因。研究结果表明,天津市潮间带的重金属可分为3类:1)Fe、Cr、Al及Mn元素主要受环境背景值的影响,2)Hg和Cd受人为活动的影响较大,3)As、Zn、Pb、Cu及Ni受环境背景值及人类活动的双重影响,且影响大小随所在位置的不同而变化。结合210Pb和137Cs测年结果,定量确定了天津市潮间带小于0.063 mm粒级沉积物中Ni等11种重金属元素的环境背景值,并以此为基础,进一步探讨了重金属富集年代、富集量及污染历史和人类活动的关系,发现多数重金属的污染始于1910年代,并在1954年之后富集量增加。     

佛山市龙卷风活动的特征及环流背景分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,分析了多年来佛山龙卷风的活动特点及其产生的环流背景和环境条件。结果表明:佛山龙卷风集中出现在4—8月;发生时间主要集中在08:00—14:00;发生地域以南海区最多,其次是三水区;16次龙卷风过程可归纳为4种诱生形势:台风外围型、锋面暖区型、地面辐合线型和热带扰动型。分析还发现:佛山龙卷风发生于偏南暖湿气流中,中低层通常有西南或偏南急流叠加配置,并存在强的垂直风切变和中干冷、下暖湿的强不稳定层结及较低的抬升凝结高度。另外,佛山龙卷风的发生还与地形因素关系密切。