基于耦合热传导-冰流模型的冰川钻孔温度重建的气候反演算法比较

冰川内部温度与冰面温度变化过程密切相关,因此可由实测冰温-深度剖面重建冰面温度变化。耦合热传导-冰流物理模型及其相关反演算法是基于冰温-深度剖面重建冰面温度变化的理论基础和关键。通过构造理想条件下的数值实验,分析比较了最小二乘法、Tikhonov正则化方法和蒙特卡罗算法重建百年尺度冰面温度变化的实验结果。同时,以我国藏北高原腹地的马兰冰川钻孔资料为例,结合气象资料构造真实钻孔数据模拟实验。分别给出了三种反演算法重建10 a和40 a尺度的冰面温度变化结果,并讨论了不同算法的优劣性和适用性。两组模拟实验结果均表明:Tikhonov正则化方法是目前求解该反问题的最优方法。与其他算法相比,Tikhonov正则化方法在各个时间尺度的重建结果与真实冰面温度变化吻合更好。另外,分别对重建百年和40 a尺度的冰温-深度剖面添加±0.02℃和±0.01℃的随机误差,研究发现Tikhonov正则化方法能够有效降低噪声干扰,相较其他算法得到的解更加稳定。这在一定程度上解决了该反问题中解的稳定性问题。     

积雪升华过程对高寒湿地陆气相互作用的影响

利用青海玉树隆宝地区2014年12月积雪升华过程的观测资料,分析了积雪升华过程中高寒湿地陆气相互作用特征及积雪深度对陆气相互作用的影响。结果表明：在降雪和积雪升华过程中,高寒湿地浅层土壤温度在短时期内有所升高,而深层土壤温度和土壤体积含水量对降雪过程的响应不敏感。积雪升华过程中净辐射、感热通量和潜热通量的日平均值增加,向上短波辐射的日平均值减少。积雪逐渐升华导致地表吸收的能量增加,同时地表向大气传递的能量也随之增加。随着积雪的逐步升华,感热占比和潜热占比逐渐升高,而土壤热通量占比和热储存占比逐渐降低。积雪深度增加会导致地表反照率和地表比辐射率增大,感热输送系数减小。     

基于卷积神经网络的磁异常反演

针对传统反演方法存在的初始模型依赖、计算时间较长等问题,提出一种基于卷积神经网络的磁异常反演方法。该方法首先设计大量磁异常体模型,进行正演模拟产生样本数据集;接着借鉴经典的卷积神经网络VGG-13设计了一种全新的VGG磁异常反演网络(VGGINV);然后使用样本数据集训练该网络,并优化网络参数;最后对理论模型和实测数据进行反演实验。实验结果表明,该方法可以准确地反演出磁异常体的位置和磁化强度,具有较强的学习能力和一定的泛化能力,能有效解决磁异常数据反演问题。     

Relationship between Soil＇s Seasonal Freezing Process and Daily Accumulative Hourly Temperature in Northern Xinjiang Region

传统的度日因子模型很难分辨在结冻期土壤每日结冻和解冻的过程,而日小时积温可以区分正积温和负积温对土壤冻结过程的影响.利用北疆地区1951-2010年气象站数据和决策树算法,分析计算日小时积温及表层5cm和10cm土壤冻结状态数据及日小时积温对季节性冻土冻结现象的影响.结果表明：在北疆范围年小时正积温以每年平均160℃增长,而年小时负积温以每年平均153℃减少.季节性冻土发生冻结现象所需的临界值分布与北疆地区气候和土壤分布基本一致,但仍存在空间差异性.北疆地区5cm土壤结冻所需的日小时负积温为-50℃以下,而5cm到10cm土壤结冻所需日小时负积温的平均值差值为-15℃左右.与日最低气温和日平均气温作为土壤结冻判据相比,日小时积温临界值作为判据可获得较高的精确度.在昌吉地区和阿勒泰地区冻土的平均深度随着日小时负积温临界值的增加而减少.     

冰川/积雪-大气相互作用研究进展

冰川和积雪是冰冻圈的重要组成部分,在全球或区域气候系统中起着极其重要的作用.开展冰川/积雪-大气相互作用研究,是研究冰冻圈物理过程及其对气候系统反馈作用的必然需求,也是研究冰川/积雪对气候变化响应的有效手段,同时还可为全球(区域)气候和水文模式提供冰川/积雪面的地表特征参数.近一个世纪以来,在冰川/积雪面辐射特征、能量通量计算方法和平衡特征等方面开展了许多观测试验和理论研究,并取得了卓有成效的研究结果.但是在准确获取辐射通量、研发普适性较强的反照率参数化方案、复杂地形条件下能量通量的计算,以及发展分布式能量平衡模式等方面尚存在许多不确定性,仍面临许多技术难点,也是未来的研究重点.     

汶川地震断裂带科学钻探多学科综合研究取得多项重要发现

"汶川地震断裂带科学钻探项目"自2008年10月启动以来,已完成四口不同深度钻孔的施工任务(WFSD-1、WFSD-2、WFSD-3P和WFSD-3)。项目全体人员在首席科学家许志琴院士的带领下,通过对取     

近500年中国及邻区强震空间格局及迁移模式初步分析

介绍了中国及邻区地震目录数据库的开发状况，从历史强震、近代强震及强震震源深度等几个方面，结合我国及邻区板块构造以及应力状态、壳幔结构的东西部差异对我国强震的空间格局进行了较为系统的分析．公元1900年以前我国华北地区的强震呈现出大梯形格局，而公元1900年之后我国强震则以西部的巨大扇形为主要特征，其中震源深度最深的区域分别位于大扇形的2个顶点处，即兴都库什-帕米尔以及缅印交界地区．就我国强震所特有的空间分布格局对我国强震的线性以及区域性迁移模式进行了总结和分析，其中线性迁移模式又可细分为前进跳跃式和钟摆式．对文中涉及的强震迁移机制分别利用断层破裂、弹簧-滑块、壳幔的结构性差异以及它们之间的相对运动等模型进行了初步的解释．     

安徽淮北煤矿富水区被动式超低频电磁探测结果解析

被动式超低频电磁法是一种在地表直接接收来自地下3～3000Hz频段的天然超低频电磁信号,通过对接收信号的处理和解释实现对地下的岩性界面、构造、资源和能源进行探测,拥有巨大开发潜力的地球物理勘探新方法.首先简述了富水区的被动式超低频电磁探测机理,其次结合安徽省淮北市煤矿富水区的探测实例来说明该方法的适用性和局限性.在数据处理上采用曲线叠加平均、平滑和特征深度标定的方法,同时采用了测深曲线和视电阻率等值断面进行地质解释.解释结果和已知钻孔资料对比发现,无论在测深曲线上,还是在断面图上,富水区均具有明显的特征.     

羌塘坳陷石油地质走廊剖面重磁异常处理模拟及地质解释

利用“重磁视深度滤波”方法对羌塘石油地质走廊南、北两条剖面上的实测重磁数据进行处理解释,提取两条剖面位场异常中含有的地质-地球物理断面的初始特征,然后使用最新的“重磁模拟解释系统（GM-SYS）”,以初始特征为模拟初值,以地震、地电和地质资料为约束,进行重磁剖面模拟反演,获得了羌塘盆地南、北两条剖面精细的地质结构解释断面图和栅状图。结合剖面域内的其它资料对走廊域内几个重要地质问题进行了初步的分析和解释,对羌塘盆地石油地质走廊域内的地层、基底、断裂及火山岩分布有了进一步的认识,为整个羌塘盆地区域地质解释及油气远景评价提供了新的解释依据。     

面积平衡法与川东大池干推覆带区域滑脱面预测

本文详细介绍了面积平衡法的原理与方法,并将该方法应用于川东大池干构造的解释。利用面积平衡法,本文预测出在该地区可能有三个较大的区域滑脱面,它们分别位于3.53km处的中三叠统(由石膏、盐岩和泥页岩组成),7.79km处的下寒武统(由页岩、石膏和岩盐层组成),以及8.67km处的下寒武统(由页岩、石膏和岩盐层组成)地层之中。根据以上滑脱面的分析结果,作者认为大池干构造可以解释为滑脱褶皱和断层转折褶皱两种成因模式。在滑脱褶皱模式中,主滑脱面为8.67km处的非能干层;在断层转折褶皱模式中,该地区被认为具有上下两个滑脱面,其上滑脱面为3.53km处的非能干层,而其下滑脱面为7.79km处的非能干层。两种模式所对应的面积深度直线都具有较好的相关性,表明两种构造解释都具有内部岩层一致性,剖面达到平衡,故具有相对的合理性。