The structural role of Ti in aluminosilicate liquids in the glass transition range: insights from heat capacity and shear viscosity measurements

The shear viscosities and 1 bar heat capacities of glasses and melts along the 67mol% silica isopleth in the system SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-TiO₂ have been determined in the temperature ranges 780-1140 K and 305-1090 K respectively. Anomalous behaviour of both these properties is observed for compositions rich in TiO₂ and/or Al₂O₃, an observation attributed to liquid-liquid phase separation followed by anatase crystallization. For samples which do not show anomalous behaviour, it is found that the partial molar heat capacity of the TiO₂ component previously determined in Al-free compositions reproduces our heat capacities to within 1.3%. Viscosity data show that addition of TiO₂ tends to increase viscosity and melt fragility at constant temperature. Furthermore, heat capacity and viscosity data may be combined within the framework of the Adam-Gibbs theory to extract values of the configurational entropy of the liquids and qualitative estimates of the variation of the average energy barrier to viscous flow. Configurational entropy at 900K is inferred to decrease upon addition of TiO₂, in contrast to previous results from Al-free systems. The compositional limit separating normal from anomalous behaviour, as well as the data for homogenous melts have been used to constrain the structural role of Ti in these samples. Our data are consistent with a majority of Ti in five-fold coordination associated with a titanyl bond, in agreement with previous spectroscopic studies. Furthermore, we find no evidence for a Ti-Al interaction in our samples, and we are led to the conclusion that Al and Ti are incompletely mixed, a hypothesis consistent with the observed reduction of configurational entropy upon addition of TiO₂, suggesting an important role of medium range order in controlling the variations in thermodynamic properties.     

Entropy Analysis of Multiple Scale Causality and Qualitative Causal Shifts in Spatial Systems*

Spatial systems are typically characterized by multiple controlling factors and processes operating at different spatial and temporal scales (multiple scale causality [MSC]). An entropy decomposition‐based approach to MSC is presented here in two contexts. First, given maps or distributions of an observed phenomenon at two or more scales, the contribution at more local or global (relative to the primary scale of observation) controls to the observed entropy can be estimated. Second, a theoretical treatment of the entropy decomposition equations shows that as the range of scale is increased by broadening or narrowing resolutions or by incorporating more controls, the influence of larger or smaller‐scale influences not only changes, but may change qualitatively, e.g., in terms of having positive (entropy‐increasing) or negative (information‐increasing) effects. Such qualitative causal shifts have implications for efforts to use any single causal explanation across the molecular to planetary spatial and instantaneous to geological range of scales relevant to physical geography. The entropy decomposition method is illustrated with an application to soil landscapes in the Ouachita Mountains, Arkansas.     

“一带一路”沿线国家气象服务的供需协调度分析

基于2011—2020年“一带一路”沿线国家气候风险、灾损情况、经济水平,以及市场环境等方面数据资料,从气象服务供需视角,构建气象服务供需协调度指标体系,采用熵值法和协调度耦合模型量化分析沿线国家气象服务的需求、供给及供需均衡水平。结果表明,灾情指标和人口密度指标能较好地表征需求和供给水平;南亚的印度、巴基斯坦、孟加拉和东南亚的菲律宾等国家的气象服务需求相对较高;供给指数相较需求指数更加稳定;均衡指数在研究期内的波动范围变化不大,但是空间分布格局变化较大;沿线印度、新加坡和孟加拉三国的均衡性上升趋势最为显著。     

基于集对分析的广义水环境承载能力评价

通过对水环境系统的分析,提出了广义水环境承载能力的定义及相应评价指标体系;通过改进熵值赋权方法,完善了广义水环境承载能力的集对分析模型;在深入分析广东省水环境特点的基础上,构建了广东省水环境承载能力评价指标体系,并采用基于改进熵值法赋权的集对分析模型,综合评价了3个子系统和区域水环境承载能力;在综合评价的基础上,提出了改善研究区域水环境承载能力的建议。     

基于超熵理论的泥石流危险性模糊综合评判

泥石流灾害往往造成巨大经济损失,但由于其影响因素众多,如何合理进行危险性评判一直是研究的焦点问题.本文以研究项目为依托,选择泥石流流域沟谷的纵剖面形态指数作为流域的地貌特征指标,用超熵理论量化泥石流流域地貌系统的稳定性与演化趋势,并借助于模糊综合评判手段,对泥石流危险性进行评价.评判结果表明:该方法的评价结果与实际较为接近,为泥石流流域系统的演化趋势预测以及危险性等级划分提供了良好的分析方法.     

基于熵权的集对分析法在水资源可持续利用评价中的应用——以塔里木河三源流地区为例

以塔里木河三源流地区为研究对象,结合研究区2004-2007年统计年鉴资料,从社会经济、水资源和生态环境三方面构建水资源可持续利用评价指标体系,采用集对分析和熵权法,对研究区水资源可持续利用进行评价.结果表明:塔里木河三源流地区水资源开发利用已基本达到饱和,水资源可持续利用呈现弱不可持续状态,具体表现为和田地区(Ⅲ)阿克苏地区(Ⅲ)喀什地区(Ⅲ).基于评价结果提出了一些促进三源流地区水资源可持续利用的措施.     

空间软数据及其插值方法研究进展

由于对地观测技术的迅速发展,空间数据的种类和数量增长迅猛,由空间数据反演得到的各种信息日趋膨胀,这些反演结果中的信息不少以软数据的形式出现。在实际应用中,这些软数据往往与空间插值的目标变量具有一定的相关性,甚至成为控制目标变量空间分布特征的重要因素。然而,由于这些数据通常表示为非数值形式,在计算和处理上存在着一定困难,以致被传统的插值方法所忽视,从而造成信息浪费。近来出现的空间软插值方法是一种利用空间软数据作为辅助信息并以改善插值效果的方法,能够较好的处理并利用软数据所隐含的信息,具有较好的应用发展前景。本文根据空间软数据的特点及其分类,系统综述了空间软插值方法及其应用领域。首先分析了空间数据软硬性质的根本区别,论述了软数据的分类和“硬化”方法,然后介绍空间插值模型中对空间软数据的集成方法和原理,最后对空间软插值方法及其应用研究领域进行了展望。     

收缩情境下城市用地结构时空格局演变及动力机制——以中国东北地区为例

构建城市用地结构时空格局演变分析框架,引入信息熵和偏移份额模型定量剖析2000-2017年中国东北地区城市用地结构时空格局演变特征,通过计量经济模型分阶段对比分析收缩情境下东北地区城市用地结构演变的动力机制.结果表明:东北地区城市用地总面积持续增长,用地结构信息熵整体呈现先上升、后下降的趋势.2011年以后,城市用地结...     

多光谱遥感数据最佳波段选择方法试验研究

分析了多光谱遥感数据最佳波段选择的标准差、熵和联合熵、相关性系数及最佳指数等计算方法的内在联系。通过试验,说明了各种计算方法的有效性和局限性,最后得出OIF指数法为多光谱遥感数据最佳波段选择的最优方法。     

开封南郊垃圾场地下水质量的熵权属性识别评价

针对地下水质量评价中综合评价法的不足,应用信息熵计算评价指标的权重,并充分利用有序分隔概念,建立了基于熵权的属性识别模型。选择TDS、COD、总Fe、总Mn、Cl-、SO42-、NO2-、F-作为评价指标,运用基于熵权的属性识别法对开封南郊垃圾场浅层地下水进行地下水质量评价。评价结果表明,基于熵权的属性识别法所得的评价结果水质明显优于综合评价法所得的结果;研究区内各样本的评价指标中,SO42-和NO2-的权重最大,Cl-、COD、总Fe和F-的权重次之,TDS和总Mn的权重最小;Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类水在研究区内的分布面积所占比例分别为1.7%、2.5%、26.7%、12.2%和56.9%;浅层地下水质的空间分布在研究区域内具有一定的规律,以靠近垃圾场的L01井和G54井为中心水质最差,为Ⅴ类水,以此为中心向外扩展,水质逐渐好转,依次分布Ⅳ类水和Ⅲ类水。Ⅲ类水的分布向研究区的东部和北部偏移,而在研究区的南部多分布Ⅰ类和Ⅱ类水,水质优良。