First results from a dark matter search with liquid argon at 87 K in the Gran Sasso underground laboratory

A new method of searching for dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMP) has been developed with the direct detection of the low energy nuclear recoils observed in a massive target (ultimately many tons) of ultra pure liquid argon at 87 K. A high selectivity for argon recoils is achieved by the simultaneous observation of both the VUV scintillation luminescence and of the electron signal surviving columnar recombination, extracted through the liquid–gas boundary by an electric field.

First physics results from this method are reported, based on a small 2.3 l test chamber filled with natural argon and an accumulated fiducial exposure of about 100 kg day, supporting the future validity of this method with isotopically purified ⁴⁰Ar and for a much larger unit presently under construction with correspondingly increased sensitivities.     

Sound velocity and density of liquid Ni68S32 under pressure using ultrasonic and X-ray absorption with tomography methods

A new experimental setup for simultaneous P-wave velocity (V_P) and density (ρ) measurements for liquid alloys is developed using ultrasonic and X-ray absorption methods combined with X-ray tomography at high pressures and high temperatures. The new setup allows us to directly determine adiabatic bulk moduli (K_S) and to discuss the correlation between the V_P and ρ of the liquid sample. We measured V_P and ρ of liquid Ni₆₈S₃₂ up to 5.6 GPa and 1045 K using this technique. The effect of pressure on the V_P and ρ values of liquid Ni₆₈S₃₂ is similar to that of liquid Fe₅₇S₄₃. (Both compositions correspond to near-eutectic ones.) The obtained K_S values are well fitted to the finite strain equation with a $K_{{\text{S}}_0}$ value (K_S at ambient pressure) of 31.1 GPa and a dK_S/dP value of 8.44. The measured V_P was found to increase linearly with increasing ρ, as approximated by the relationship: V_P [m/s] = 1.29 ρ [kg/m³] – 5726, suggesting that liquid Ni–S follows an empirical linear relationship, Birch's law. The dV_P/dρ slope is similar between Ni₆₈S₃₂ and Fe₅₇S₄₃ liquids, while the V_P–ρ plot of liquid Ni–S is markedly different from that of liquid Fe–S, which indicates that the effect of Ni on Birch's law is important for understanding the V_P–ρ relation of planetary and Moon's molten cores.     

大兴安岭天保工程区生态系统服务变化研究

利用Landsat和MODIS遥感数据和InVEST模型,评估了1990―2015年大兴安岭天保工程区实施前后生态系统土壤风蚀量、生境质量和碳储量的时空变化,并通过地理探测器方法对生态系统服务时空变化分布与趋势进行驱动因子探测和交互作用探测分析。结果表明：① 从空间分布来看,额尔古纳市南部、鄂温克族自治旗西北部、科尔沁右翼前旗的土壤风蚀量大,生境质量差,碳储量低。② 2000年天保工程实施之后,森林面积显著增加,土壤风蚀量减少1.14%,生境质量增加0.49%,碳储量减少幅度为0.12%,低于2000年以前的0.64%。③ 土壤风蚀量主要受植被类型、土壤类型的影响,生态系统类型、植被类型对生境质量、碳储量空间异质性的影响显著大于其他因素,海拔、坡度2种地形因子对土壤风蚀量、碳储量的解释能力很小。温度、降水2种气候因子对土壤风蚀量、生境质量和碳储量的解释能力不固定,但仍是不可或缺的因素。     

陕西省HFRS疫情时空分异特征及影响要素研究

肾综合征出血热（HFRS）主要是由鼠类携带传播汉坦病毒而引起的一类自然疫源性传染病,严重危害着人类健康。陕西省是我国HFRS疫情最严重的省份之一,发病率居全国前列,研究其疫情时空分异和影响要素对指导当地疫情防控具有重要意义。本研究基于2005—2017年县区尺度HFRS发病率数据,采用空间自相关、热点分析等方法分析陕西省疫情时空分异特征,并利用地理探测器探究影响疫情的主要自然环境和社会经济要素。结果表明：2005—2017年陕西省HFRS发病率明显高于全国水平,同时呈现明显的时间波动和空间聚集,平原面积占比、建设用地面积占比、人口密度等因素可以解释约20%的HFRS疫情空间分异;关中平原聚集了陕西省90%以上的高发病县区,其疫情亦呈现明显的空间分异性,主要受降水量、 NDVI、土地利用类型等因素的影响。由此可知,高发病县区聚集、且自然环境和社会经济条件明显不同的关中平原是陕西省HFRS疫情流行的关键地区。因此,建议陕西省HFRS疫情防控应当重点关注降水量、植被状况以及土地利用类型,特别是在土地城镇化水平较高、人口密度较大的关中平原进行有效的防控干预。     

基于Ka波段云雷达观测的中国西天山降雨云宏微观物理特征研究

利用Ka毫米波云雷达与自动气象站降雨资料,研究了西天山地区2019年和2020年5～8月的降雨云宏微观特性。结果表明：(1)降雨主要发生在夜间,累积降雨量集中在21:00(北京时间,下同)至次日07:00,降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强频次虽最少,但对总累积降雨量贡献较显著。(2)小雨强、中雨强、大雨强平均反射率因子最大值分别为30 dBZ、35.8 dBZ和39.5 dBZ,最大平均液态水含量分别为1.5 g m^-3、4.2 g m^-3和7.3 g m^-3。(3)不同降雨强度对应的反射率因子都有两个集中区域,2.0～4.4 km反射率因子集中在15～26 dBZ,地面附近的小雨强、中雨强、大雨强对应的反射率因子分别集中在24～32 dBZ、29～38 dBZ和31～42 dBZ。1.75 km以下中雨强和大雨强液态含水量小于1gm^-3的频率明显少于小雨强,降雨强度的越大降雨粒子径向速度越集中。     

高分辨率遥感影像主干道路提取的感知编组方法

针对高分辨率遥感影像的道路提取受"同物异谱、同谱异物"干扰的问题,该文提出一种基于感知编组的高分辨率遥感影像主干道路自动提取方法:首先,使用Line Segment Detector算法提取影像中直线段信息。然后,利用高分辨率遥感影像上的道路几何特征对直线段进行感知编组;最后,经过长度约束得到道路信息。使用两景影像进行了主干道路提取实验。实验结果表明,两个实验中主干道路提取的完整率、正确率和检测质量都在96%以上。     

1985-2015年京津冀地区城市建设用地时空演变特征及驱动因素研究

长期以来土地利用/覆被变化一直是全球关注的热点话题,研究城市建设用地时空演变特征,准确定位城市功能是促进城市科学、持续发展的重要保障。以京津冀地区13个城市1985-2015年的城市建设用地为研究对象,运用定量与定性结合的方法,分析城市建设用地时空演变特征;利用多元线性回归、通径分析、地理探测器等方法,诊断城市建设用地时间演化过程与空间演变格局分异的主导驱动因子,通过深入分析各主导因子的驱动机制,对京津冀的城市发展进行功能定位。结果表明：① 京津冀地区城市建设用地的扩张规模、速率、方向和稳定性等存在明显的差异,将城市类型分为协调稳定型、协调波动型、不协调稳定型、不协调波动型;② 城市建设用地时间演化过程的主导驱动因子包括GDP指数、人口密度指数、财政收入指数,空间演变格局差异的主导因子包括到城市中心距离、到主要河流距离、到主要公路距离;③ 根据分析结果,将京津冀地区13个城市规划为核心经济引领城市、重点经济拓展城市和稳定经济涵养城市,对促进京津冀地区协调统筹和一体化发展具有参考价值。     

基于地理探测器的喀斯特不同地貌形态类型区土壤侵蚀定量归因

土壤侵蚀形成机制与影响因素识别是当前研究的核心与前沿议题,然而从多因素综合作用的角度进行定量归因仍需加强。以喀斯特典型峰丛洼地流域为研究区,基于GIS手段和RUSLE模型模拟土壤侵蚀,综合土地利用、坡度、降雨、高程、岩性、植被覆盖度等影响因子,应用地理探测器方法针对喀斯特不同地貌形态类型区进行土壤侵蚀的定量归因研究。结果表明,各影响因子对土壤侵蚀的解释力及因子间耦合作用程度在不同地貌形态类型区差异显著,其中土地利用和坡度是决定土壤侵蚀空间异质的主导因子,但在山地丘陵区,随着地形起伏度的升高,坡度的控制作用下降,即地理探测器q值表现为中海拔丘陵>小起伏中山>中起伏中山;生态探测器显示土地利用对土壤侵蚀的影响相比于其他因子有显著差异;双因子交互作用有助于增强对土壤侵蚀的解释力,土地利用与坡度的协同作用对土壤侵蚀的解释力达到70%以上;对于土壤侵蚀空间分布的差异性检验,风险探测器显示在小起伏中山、中起伏中山等地貌形态类型中,具有显著差异的影响因子分层组合数占比至少55%。因而,喀斯特地区土壤侵蚀的治理应综合考虑不同地貌形态类型区土壤侵蚀影响机制的空间异质性。     

空间功能视角下的公共服务对房价的影响——以成都市为例

房价的快速上涨和城市内部房价的巨大差异引起社会广泛关注,调控房价,防止局部区域房价过热势在必行。本文从城市空间功能的视角出发,以成都市2016年房价为例,基于地理探测器分析公共服务对房价的影响。结果表明：成都平均房价为8480元/m²,并从市中心沿交通环线和放射状干线同时向郊区递减,形成圈层加放射格局,总体上呈现西高东低、南高北低的特点。公共服务(主要包括医疗、金融和教育服务)对房价的影响以第三圈层和西南方最为显著,且高于城市层面上整体的影响。公共服务对房价的影响显著受不同区域的空间功能差异的影响,公共服务和空间功能差异会加剧房价的分异格局,并推动局部房价过热。因此,显著地受到在房价调控中,不仅要有传统的金融、经济政策,还要注重空间功能和公共服务的优化。     

中国流动人口的城市宜居性感知及其对定居意愿的影响

流动人口是中国城镇化进程的重要参与者,加强其定居意愿特征分析对制定中国新型城镇化发展政策具有重要参考价值。基于中国40个主要城市的宜居城市问卷调查数据,运用描述统计和地理探测器方法,揭示中国流动人口的城市宜居性感知特征及其对定居意愿的影响。研究结果表明：①中国流动人口的城市宜居性感知评价分异明显,呈现出“公共服务设施便利性>自然环境舒适性>社会人文环境舒适性>环境健康性>交通便捷性>城市安全性”的递减特征;②中国流动人口的公共服务设施便利性、社会人文环境舒适性、环境健康性和城市安全性等4个维度城市宜居性感知对其定居意愿具有显著影响,且影响强度依次递减,但二者关系并不完全呈简单的线性特征。③相对他人收入满意度、生活满意度、住房价格感知和地理区位等参照变量,以及年龄、性别和职业等个体与家庭属性也是影响中国流动人口定居意愿的重要因素。