倾斜潮汐振幅因子γ值异常的定量化研究

讨论了潮汐振幅因子γ值的变化幅度和频度异常的特征及含义。借助Ｆ统计检验理论研究了潮汐因子γ值的合成和异常定量化方法，提出了可用于定量描述异常程度的“异常指数”和异常检验准则。异常定量化研究的结果表明，震前异常呈有序迁移特征，并在异常时间和空间上与地震相关。研究结果与该区域现今大地测量结果相一致。     

基于冰川钻孔温度的古气候重建研究进展北大核心CSCD

冰川内部温度与过去冰面温度变化密切相关,因此可以利用冰川钻孔温度对过去冰面温度变化过程进行重建。耦合的热传导-冰流物理模型与相关反演算法,是基于冰川钻孔温度进行古气候重建研究的理论基础和关键。论文收集了过去三十多年基于冰川钻孔温度进行古气候重建的研究文献,从冰川钻孔温度对气候变化的响应和古气候重建等方面进行了概述,并简要讨论了不同反演算法的优劣性和适用条件。尽管很多因素(如太阳辐射、融水等)都会对冰川钻孔温度造成影响,但两极或高纬地区的冷冰川钻孔温度能较好地反映气候变化历史。目前已通过这些不同地区的冰川钻孔温度,重建了末次冰期冰盛期以来不同时间尺度的气候变化历史,同时可与对应的冰芯记录相互印证。此外,通过冰川钻孔温度可以研究冰川与气温的耦合作用,并进一步预测冰川对未来气候变化的响应。利用中纬度冷冰川钻孔温度开展古气候重建的研究较少,未来加深这一方面的研究将有助于揭示中纬度高海拔地区的气候变化状况。     

海洋沉积物早期成岩作用研究进展

海洋沉积物的早期成岩作用是其沉积和埋藏过程中发生的一系列生物、物理和化学变化,其驱动力为有机质的降解,根据反应自由能大小,参与反应的氧化剂顺序为:O₂>NO3->Mn4+>Fe3+>SO42-。随着埋深增加,形成一系列氧化—还原化学带,并推动着海底沉积物中部分自生矿物的生成及C、N、S、Fe、Mn等元素的地球化学循环和同位素分馏。一系列有机质降解反应会改变原生沉积物中保存的地球化学信息,对古环境和古气候的研究具有重要意义。在早期成岩作用过程中,有机质降解产生的碳酸根离子和钙离子、亚铁离子结合会形成方解石、文石、菱铁矿等碳酸盐矿物。硫酸盐还原产生的还原态硫最终与亚铁离子形成黄铁矿。此外,目前常用于氧化还原环境重建的代用指标有:1）Fe组分;2）C_org/P比值;3）氧化还原敏感微量元素;4）Mo、U同位素。围绕海洋沉积物早期成岩作用中的矿物和元素地球化学行为,评述了早期成岩作用过程中有机质降解反应机制,探讨了反应进程中发生的元素地球化学循环和同位素分馏,以及相伴生的碳酸盐矿物和黄铁矿等自生矿物的形成机理。最后,总结了现有研究的不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

利用石笋δ13C重建岩溶石漠化研究进展

岩溶石漠化的形成演化机制是被关注的科学问题,对脆弱的岩溶区生态环境恢复具有重要的现实意义。洞穴石笋δ13C受到多种因素影响,能敏感响应地表生态环境以及岩溶水文条件的变化。因此,利用石笋δ13C研究岩溶地区生态环境演变历史成为一个重要方向。本文从地表环境和洞穴沉积两个方面梳理了影响石笋δ13C的主要因素。结合现代洞穴监测及模型模拟研究,分析整理了影响洞穴滴水和沉积物中δ13C的主要因素和机理。在多重因素的影响下,石笋δ13C的环境意义具有多解性,文章从时间尺度、空间分布、沉积环境三方面归纳了石笋δ13C的指示意义。为了准确解释石笋δ13C环境意义,提出了综合分析、现代监测以及模型模拟的解决方案。通过对岩溶石漠化概念、成因、发展过程、以及环境效应的讨论,分析了地表石漠化与石笋δ13C记录的密切联系。总结了已经发表的利用石笋δ13C重建区域石漠化的研究成果,讨论了目前研究中面临的主要问题:(1) 如何正确解译石笋δ13C的指示意义？这是石笋δ13C能够用于重建区域石漠化历史的前提;(2) 在空间上,石笋δ13C记录反映上覆地表的面积是有限的,需考虑石笋能否代表目标研究区域的环境变迁;(3) 石漠化可在年—十年际时间尺度上快速发展,而石笋测年存在一定的年龄误差,石笋δ13C是否能够敏感记录地表的石漠化过程？为了准确重建区域岩溶环境以及石漠化演变历史,提出以下主要建议:(1) 为了避免石笋δ13C重建古环境的不确定性,可加强石笋δ13C与δ18O、微量元素、矿物结构等指标的综合对比分析,与现代监测以及模型模拟的解决方案综合集成,能更加准确重建研究区岩溶水文变化过程,判定石漠化的演化历史;(2) 通过区域和同一洞穴的多根石笋记录对比,减少单一石笋记录的区域代表性问题;(3) 高精度年代控制的高分辨率多指标石笋记录,有助于捕捉快速发生的石漠化过程。      

基于聚落考古信息的中国北方农牧交错带东段历史耕地覆盖格网化重建*

中国北方农牧交错带是半农半牧、时农时牧的地带,此类区域因其独特自然环境和社会经济发展过程,准确地重建耕地覆盖难度较大。采用能够指示农业活动时空位置的考古遗址信息重建历史耕地覆盖,是提高此类区域耕地覆盖重建结果可靠性的有效途径之一。本研究选择位于中国北方农牧交错带带宽最大的东段作为研究区,使用聚落考古信息与历史文献重建了辽、金、元、明4个时期5'×5'的耕地覆盖变化。结论如下: (1)从辽代至明代,研究区耕地面积总量减少了98.0%,元明时期的耕地显著少于辽金时期,表明该区发生了从半农半牧到牧业的根本转变。(2)辽代耕地分布范围最大,金代耕地分布范围有所缩小,辽金时期均呈现“插花式”的分布格局,元代耕地分布范围急剧缩减,至明代仅有零星耕地分布。(3)研究区耕地覆盖变化受气候变化和人文因素的双重影响。辽金时期,气候相对温暖湿润,统治者重视农业发展; 元明时期,气候寒冷干燥,民族习惯以牧为主。基于聚落考古信息重建的历史时期耕地覆盖,不仅再现了该区域“插花式”的耕地分布格局,还刻画了该区由农转牧的土地利用变化过程。     

典型北方山前岩溶泉历史流量序列重建研究

泉水流量序列的缺失严重影响对水文地质条件变化的认识,故对缺失的泉水流量序列重建具有重要意义。以北方某典型山前岩溶大泉泉群实测流量、流入下游湖水流量和补给区降水量为研究对象,基于泉水动态的周期性和趋势性,采用多元线性回归模型、考虑泉流滞后降水的多元线性回归模型、SARIMA模型和SARIMA与多元线性回归相结合模型,开展了1961—1974年缺失的该典型大泉泉群流量序列的重建研究。结果表明采用SARIMA和多元线性回归相结合模型重建的流量结果较合理。     

气候年景定量化评价方法

气候年景评价是气候业务服务的重要产品——气候年公报的重要内容,其中评价方法是关键。旨在以福建省为例介绍一种计算简单、业务适用性强且易推广的气候年景定量化评价模型。基于福建省66个国家级气象站1961—2010年共50 a逐日气温、降水观测数据和综合气象干旱指数（MCI）数据,在分别建立低温年景、高温年景、雨涝年景和气象干旱年景的评价指标、等级划分标准和历史序列基础上,构建了综合气候年景的评价模型、等级划分标准和历史序列,实现了对福建省低温、高温、雨涝、气象干旱及综合气候年景的定量化评价且评价结果具有历史可比性。业务应用和历史事件验证显示所建评价指标体系合理,与历史重大事件一致性良好,可为汛期雨强、冬季低温强度、夏季高温强度等定量化评估提供参考。      

基于形态学重建算法的海底多金属结核覆盖率统计研究

为提高海底多金属结核覆盖率统计的精度,提出一种在图像处理后期填加形态学重建算法的优化方法。实验中,分别采用网格计数法、二值化图像处理法和形态学重建算法,对蛟龙号拍摄的海底多金属结核图像进行了覆盖率的统计和对比分析。实验结果表明:传统的网格计数法作为一种人工统计方法,工作量大、耗时费力且统计误差不稳定;二值化图像处理法统计效率和精度大大提高,但该方法无法如网格计数法般人为避免多金属结核表面被海底障碍物(软泥、砂砾等)覆盖带来的部分统计误差,使统计结果偏低;优化后的算法二值化阈值自动提取,遮盖区域得到填充,有效地弥补了其他两种方法的缺点,统计快速,准确率提高。     

NVST多通道成像观测系统的数据同步采集

为了在1 m红外太阳望远镜多通道高分辨率成像观测系统中实现多个波段太阳图像的同步高分辨率统计重建,需要1 m太阳望远镜多个观测通道图像采集系统同步。研究了如何采用CCD相机外触发工作模式、计算机PCI总线硬件中断技术和全球定位系统时间相结合实现1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集,并在现有的Hα和Ti O两个成像观测通道上搭建实验平台。通过一系列的波形时序测试,数据记录和分析等实验证明本文所采用的这一数据同步采集技术能满足1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集要求。