基于船载走航观测高光谱颗粒物吸收系数反演浮游植物粒级结构*

利用高光谱监测数据反演浮游植物种群组成是当前海洋光学和水色遥感的研究热点。文章采用大西洋经向断面航次中走航式观测系统测量的海水总颗粒物吸收光谱数据, 尝试建立了两种模型对浮游植物粒级结构(Phytoplankton size class, 简称PSC)进行反演和比较讨论。一类模型是基于总颗粒物吸收光谱高斯分解获得的典型波段高斯带强度与色素浓度之间的关系, 建立了偏最小二乘回归模型(Partial Least Squares regression model, 简称PLS回归模型); 另一类模型是采用长波波段吸收基线高度推算海水总叶绿素a浓度, 进而根据Brewin等(2010)生物量算法推算PSC的三组分模型(简称三组分模型)。模型比较验证结果显示, 两类模型对海水总叶绿素浓度的反演都有较高的精度, 相对偏差ME在15%左右; 对于三个粒级浮游植物对应的叶绿素浓度(Pico级C_p, Nano级C_n, Micro级C_m)的反演效果也相当, PLS回归模型反演的ME分别为28.4%、31.9%和41%, 三组分模型反演的ME分别为31%、35.9%、37.7%。研究结果初步表明了采用高光谱吸收系数反演浮游植物种群结构的潜在优势, 可为不同海域走航式高光谱观测系统的推广应用提供思路。     

南海北部水体浮游植物比吸收系数的变化

在2004年9月南海北部开放航次中测定了51个站点的浮游植物比吸收系数aph^＊（A）。分析表明，aph^＊的数值和光谱分布都有较大的变化，且在沿岸和外海表现出不同的变化趋势。aph^＊的变化主要受色素打包效应和色素成分的影响。外海水体微微型藻类占绝对优势，而沿岸水体中微型藻类和大型藻类的比例相对增大，相应地色素打包效应增强，aph^＊减小。外海水体的aph^＊光谱分布随深度的增加呈现出一定的变化趋势，且在上层水体的蓝红比较高，反映出辅助色素含量的相对变化对比吸收系数的影响。aph^＊随叶绿素a浓度的增大而减小，两者之间呈现出较好的幂指数关系。     

电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究

复杂的边坡工程地质条件决定了建设摩崖石刻工程的位置和规模,但边坡上发育的崩塌、坠石等地质灾害和多变的地形地貌条件严重影响了边坡地质工程勘察的安全性、准确性和勘察技术方法的有效性,本文应用孔间电磁波层析成像技术探测和评价边坡工程内破碎带、岩溶以及岩体完整性变化等地质工程问题以及地质解释的关键技术.电磁波衰减特征及电磁波衰减吸收系数的变化趋势和异常结构特征可以有效地反映边坡岩体内节理发育带、岩溶以及场区具控制作用的溶蚀断裂带的发育深度及影响范围,评价边坡岩体完整性的垂向分带和空间分区特征,为边坡工程建造提供科学依据.     

围岩对自然伽马测井影响的数值模拟

自然伽马测井主要受地层中自然伽马射线强度的影响,但围岩的吸收系数也会对自然伽马测井曲线产生影响。运用数值积分的方法推导了在伽马光子能量恒定但吸收系数不同情况下有限厚放射性地层伽马射线沿井轴的分布,并据此开展了数值计算。得出了不同层厚条件下,围岩的吸收系数不同于地层吸收系数的情况以及厚度相同、围岩的吸收系数不同对应的理论曲线。直观地表示了它们对地球物理测井的影响,为进一步研究提供了有用的基础资料.     

云南高原湖泊有色可溶性有机物和颗粒物光谱吸收特性

云南高原湖泊是我国湖泊分布最密集的五大湖群之一,不但湖泊数量众多而且类型多样.由于湖泊所处位置海拔较高,容易受只益增强UV-B辐射影响.通过对云南高原34个湖泊有色可溶性有机物和颗粒物吸收测定,分析其光谱吸收特性及对总吸收的贡献,有利于深刻理解紫外辐射在高原湖泊内衰减.不同湖泊间CDOM吸收差异明显,其大小与水体营养盐状况相关,CDOM吸收系数与水体总氮存在显著正相关.增加背景项的指数函数模型能最好模拟CDOM光谱吸收.除在浮游植物浓度非常高的杞麓湖、听湖、星云湖,颗粒物吸收系数在675nm附近存在一个吸收蜂外,其它湖泊总颗粒物光谱吸收大致随波长的增加吸收系数逐渐降低,呈现非色素颗粒物光谱吸收特征,整体上颗粒物吸收以非色素颗粒物为主.CDOM对总吸收的贡献主要集中在600nm以下波长,尤其是400nm以下的紫外波段,其在紫外波段(350-400nm)的贡献明显要大于光合有效辐射波段(400-700nm)(ANOVA,P<0.001).特别对于透明度SD≥1.0的清澈型湖泊,CDOM吸收对紫外辐射衰减的贡献更大,其吸收很大程度上决定了紫外辐射的影响深度.     

长江中下游浅水湖泊沉积物再悬浮对水下光场的影响研究--以龙感湖和太湖为例

基于2003年7月在龙感湖、太湖梅梁湾以及2004年7月在太湖站栈桥的连续不同风浪条件下水下光场原位观测资料,分析风浪作用引起的沉积物再悬浮对PAR衰减,吸收系数及真光层深度的影响.结果表明,在龙感湖,小风浪、中风浪和大风浪的PAR衰减系数分别是1.74,2.02,2.45 m-1,400～700 nm光谱衰减系数变化范围分别为0.98～2.97,1.34～3.95,1.82～5.40 m-1;在太湖梅梁湾,小风浪、中风浪和大风浪PAR衰减系数分别是2.63,3.72,4.37 m-1,从小风浪到、中风浪、大风浪衰减系数分别增加了41％,66％;太湖站栈桥边PAR波段积分CDOM吸收系数在中风浪和大风浪的值分别为0.26,0.28 m-1,浮游植物吸收系数从中风浪到大风浪反而由0.76降低到0.49m-1,沉积物再悬浮引起非藻类颗粒物的吸收则由0.94增加到1.73 m-1,增加了84％,总悬浮物颗粒物吸收由1.70增加到2.22 m-1,增加了30.6％.非藻类颗粒物吸收对总吸收系数贡献最大,中风浪、大风浪下贡献率分别达44.14％,65.05％.龙感湖,梅梁湾,栈桥边3站点从中风浪到大风浪,PAR真光层深度分别降低0.40,0.19,0.20 m.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度、风速、波高等均存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.由此可见,在龙感湖和太湖等长江中下游浅水湖泊,风浪扰动引起悬浮物浓度的增加尤其是无机颗粒物的增加是影响水下光场的主导因素.     

提高地震勘探采集数据分辨率的有效方法

高分辨率地震勘探是进一步提高解决地质问题能力的有效手段,其本身是一项“系统工程”。本文着重介绍通过改进地震仪及检波器的性能,获得高分辨率地震采集数据的方法原理及实际应用效果     

基于动态子波估计的吸收系数提取方法

在基于褶积模型的子波提取中,大多假设地震子波为最小相位性质。虽然在地震资料处理中进行了相位转换和Q补偿处理,但从实际地震记录中提取的地震子波,大多也表现为混合相位性质。提取吸收系数大多采用地震记录谱模拟方法,即用地震记录振幅谱平滑代替子波振幅谱,这样就会存在一个误差项,给以常规方法提取的吸收系数地震剖面属性解释带来更多的不确定性。针对以上问题,在地震叠偏剖面上,动态计算地震子波的振幅谱和相位谱,可得到任意相位性质的地震子波,采用谱比法并应用相位项提取较准确的吸收系数。利用动态子波提取的吸收系数剖面,精细显示出储层中含油气和未含油气区域的明显差异,结合嘉陵江组一段动态吸收系数平面图分析,为工区储层的精细解释提供了一种精确的方法。     

长江口及其邻近海域CDOM光谱吸收特性分析

研究了长江口及其邻近海域有色可溶性有机物(CDOM)的光吸收特性,分析了CDOM浓度(吸收系数a(440))、光谱斜率(S_g)与盐度的关系。结果表明:长江口及其邻近海域CDOM的a(440)变化范围为0.21~0.85 m^-1,平均值为0.44 m^-1;S_g值的范围为0.013 3~0.016 7 nm^-1,平均值为0.014 nm^-1;a(440)的水平分布表现为长江口海区比外海区高,S_g的水平分布表现为长江口海区比外海区低,反映了长江口海区CDOM中的腐殖酸成分比外海区大。研究区内a(440)与盐度、S_g与盐度明显线性相关,表明CDOM在河口混合行为中呈保守行为,CDOM具有良好的保守性质。     

南海北部海区非藻类颗粒物吸收系数的变化特性

在2003年10月广东沿岸航次和2004年9月南海北部开放航次数据的基础上,分析了南海北部水体非藻类颗粒物吸收系数(aNAP(λ))的变化。结果显示,沿岸水体的非藻类颗粒物吸收光谱斜率(SNAP)平均值为0.010 3nm-1(标准偏差=0.000 7 nm-1),随叶绿素a浓度的增大呈现出减小的趋势,南海北部开阔海域水体SNAP的平均值为0.009 0 nm-1(标准偏差=0.001 3 nm-1);沿岸水体受陆源性输入的影响较大,表层水体aNAP(440)随盐度的增大而减小,随总悬浮颗粒物(SPM)浓度的增大而增大,aNAP(440)/SPM平均为0.045 m2.g-1;南海北部开阔海域水体非藻类颗粒物的吸收明显偏小,表层水体的aNAP(440)与盐度存在较弱的线性相关,与SPM之间没有表现出明显的相关性,aNAP(440)与叶绿素a浓度之间存在一定的幂指数关系,表明外海水体浮游植物的降解是非藻类颗粒物的主要来源之一。