Atmospheric trace gas analysis using matrix isolation-fourier transform infrared spectroscopy

A novel cryogenic sampling method combining the matrix isolation technique with FTIR spectroscopy has been developed for atmospheric trace gas analysis. It is applicable to a wide range of molecules with detection limits typically in the 10–50 ppt range. The method is described along with some measurements of N₂O, CFCl₃, CF₂Cl₂, OCS, CS₂, SO₂ and PAN from samples collected at ground level and from an aircraft between 9 and 14 km.     

石墨炉原子吸收光谱法测定血液中微量铅

研究了石墨炉测定血液中微量铅的适宜条件,用氘灯校正背景,磷酸二氢铵作基体改进剂,方法具有准确、快速、简便等优点,用于扬州妇幼保健院实际样品的测定,结果预示我们的环境不容忽视,血液中铅含量能够比较真实地反映生物个体受到的污染程度。     

An extension of general identities for 3D water-wave diffraction with application to the Diffraction Transfer Matrix

Interaction theories are used in numerous branches of physics to efficiently evaluate wave scattering by multiple obstacles. An example of these interaction theories is the direct matrix method introduced by Kagemoto and Yue [1], which enables fast computation of three-dimensional water-wave multiple-scattering problems. The building block of interaction theories is a mathematical operator that encapsulates the mapping between incident and scattered waves. This operator is generally referred to as T-matrix and satisfies both reciprocity and energy identities. In some branches of physics, such as acoustics and electromagnetism, these identities are well established; in hydrodynamics, however, they have only been derived for a T-matrix that maps two-dimensional incident and scattered water waves. In three dimensions, water waves can be represented as a series expansion of cylindrical eigenfunctions. In this paper, we use this representation of water waves to derive the reciprocity and energy identities satisfied by the T-matrix of the direct matrix method, known as Diffraction Transfer Matrix (dtm). The identities derived herein represent an extension of existing general relations between two diffraction solutions. We show that this extension can be applied to verify the accuracy of the dtm entries, thereby increasing the reliability of existing schemes for computing the dtm. We present results for the dtm of two geometrically different isolated obstacles, as well as for the dtm of an asymmetric array. Finally, we demonstrate that the results presented herein can be extended to floating bodies found in a wide range of ocean engineering problems.     

2021年南京市新冠疫情期间大气污染物变化特征及来源解析

为了解2021年南京市新冠疫情期间城市大气污染物浓度的变化和成因,利用南京大学SORPES站点2021年7月1日—2021年8月30日大气污染物在线监测数据,分析疫情前、中、后颗粒物及气态污染物的浓度变化,针对臭氧(O₃)的关键前体物,挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)采用正定矩阵因子分解法模型(Positive Matrix Factorization,PMF)、拉格朗日粒子输送与扩散模型(Lagrangian Particle Distribution M odel,LPDM)分析其污染来源。结果表明:疫情封闭期间,南京市PM_2.5质量浓度较疫情前降低了40%～50%,组分中硝酸盐、有机物质量浓度降幅最为显著,分别下降了34.0%和16.5%。臭氧体积浓度不降反升,城中区域增幅最显著站点可达50%左右。其气态前体物氮氧化物(NO_x)及VOCs浓度变化呈相反态势,分别较疫情前降低28%、升高49.6%。模型及卫星遥感结果表明,疫情期间南京市臭氧属于协同偏VOCs控制区。气团溯...     

基于多特征的Gaofen-1海冰影像监督分割

冬季沿海地区的海冰检测工作对该地区居民的生产生活具有重要的指导意义,同时可以根据海冰变化检测气候变暖情况.海冰影像分割是海冰检测的基础.在众多海冰影像数据源中,Gaofen-1海冰影像因其丰富的光谱特征、较高的空间分辨率、简单的数据结构,在变化监测中具有重要应用价值.本文提出了一种基于红绿蓝3个光谱通道的灰度共生矩阵,...     

生物膜脂参与的非晶碳酸钙形成和稳定

非晶碳酸钙(amorphous calcium carbonate,ACC)是碳酸钙矿物体系中极不稳定的矿物相。但由海鞘类动物的研究表明,ACC可作为碳酸钙晶体矿物的前驱体在生物体内稳定存在,并且这些生物成因的ACC常常是由膜包裹着的。文中选用生物膜的主要成分卵磷脂(PC)为主要矿化调节剂,通过调控与碳酸钙矿化过程密切相关的无机离子Mg2+的浓度,模拟生物膜表面碳酸钙矿化作用过程。在空气/水界面处的膜脂调控下合成出可在溶液中稳定存在数天的非晶碳酸钙。该结果有力地证明了在生物矿化过程中,除了受生物体中可溶性有机大分子调控外,生物膜可能对ACC的形成和稳定也有显著的调控作用。     

基于变形P-L模型的矩阵方程迭代精细横波预测

横波速度预测问题的关键有两个,一是如何建立合理的岩石物理模型,二是针对建立的横波预测目标函数,如何准确高效地求解.针对第一个问题,对Pride模型和Lee模型(P-L模型)进行变形,提出拟固结指数的概念,将干岩石模量和岩石基质模量相联系,变形后的P-L模型在没有降低P-L模型准确度的情况下简化了问题的复杂度,建立起了饱和流体岩石弹性模量与干岩石模量、岩石基质模量、混合流体模量之间的关系,进而计算理论上的纵波速度,并通过比较实测纵波速度与计算的理论纵波速度大小,最终建立了横波预测的目标函数.针对第二个问题,借鉴了地震反演的思路,将该目标函数的最优化问题转化为线性矩阵方程组迭代求解问题,通过几步迭代就可以求解出合适的拟固结指数,进而得到预测横波速度.实际验证和应用表明,该横波预测方法具有很好的稳定性和准确性,并且岩石物理模型的构建和目标函数的求解思路可用于其他储集类型地层的横波预测.     

利用多频观测数据快速解算整周模糊度的算法研究

本文首先阐述了多频观测数据解算模糊度时所用到的矩阵转换的一些方法,讨论了由矩阵变换方法和CAR方法可以引中出的模糊度解算方法,指出TCAR/MCAR方法模糊度解算精度低的原因并改进,对短基线利用TCAR/MCAR方法进行模糊度解算,并与矩阵变换法做了比较.     

基于矩阵理论的全球气温的时空关联性研究

采用1948-2005年NCEP/NCAR全球气温和随机序列分别构建气温关联矩阵和随机关联矩阵并进行比较,发现气温关联矩阵既存在关联"噪声",又存在真实关联;格点气温序列之间既存在临近格点间的短程关联,又存在如厄尔尼诺、三大洋暖池等区域格点间的远程关联.不同时间尺度,这两种关联的表现各有差异,1-10天等小尺度情况下,格点间的关联以短程关联为主;15天及以上尺度短程关联比例显著下降,长程关联有所上升.对关联矩阵和随机关联矩阵求解本征值和本征矢量发现,格点气温序列之间的关联信息主要包含在几个较大本征值所对应的本征矢量中,且格点气温序列在这些本征矢量上的投影能够在一定程度上体现全球气温变化的整体特征.此外,格点气温序列的关联性在时间和空间上均存在显著的变异性,主要表现为1950-1956年、1972-1977年和1996-2000年3个时段相对较高,而1978-1982年和1991-1996年则均值相对较低,存在显著的准10-20年周期振荡;关联系数的空间分布在上述两类尺度下均表现为沿纬向呈准带状分布,但1天尺度的纬向平均具有较好的对称性,由于海陆差异的原因,15天尺度的纬向对称性相对较差,而15天尺度的经向平均具有一定的准对称性.     

利用地质规则块体建模方法的频率域有限元弹性波速度反演

在频率域弹性波有限元正演方程的基础上,依据匹配函数（也就是观测数据和正演数据残差的二次范数）最小的准则,用矩阵压缩存储与LU分解技术来存储和求解频率域正演方程中的大型稀疏复系数矩阵、用可调阻尼因子的Levenberg Marquard方法求解反演方程组,直接求取地下介质的弹性波速度,导出了频率域弹性波有限元最小二乘反演算法. 为了利用地下地质体的分布规律,减少反演所求的未知数个数,本文又提出了规则地质块体建模方法引入到反演中来. 经数值模型验证,在噪声干扰很大（噪声达到50髎）或初始模型与真实模型相差很大的情况下,反演也能取得很满意的效果,证明本方法具有很好的抗噪性与“强壮性”.