太阳活动高峰年山东区域电离层时空变化研究

2012年为太阳活动高峰年份,为了研究太阳活动高年区域电离层的变化特征,该文选取了山东区域内的SDCORS站点,构建了山东区域垂直电子含量(VTEC)球谐格网模型,对该年山东区域电离层时空变化规律进行分析。实验研究表明,在空间变化上山东区域电离层表现出较强的纬度相关性,出现了明显的分层现象。同时给出了山东电离层在时间上呈现出的时段变化、日变化、月变化、季节变化,发现VTEC受太阳活动影响较大,除了存在明显的单峰和双峰结构外,该年还发生了半年度异常现象。     

极光粒子沉降研究:谱形式及其在极区大气中的传输

分析了近年来南极地区极光沉降粒子的卫星、火箭、地面观测和研究结果,分别给出了极光椭圆区、极盖区、南大西洋异常区和极尖／极隙区粒子沉降的形式来源和特点。并根据磁尾研究的新进展,提出极光粒子沉降谱存在另外两种形式谱：（１）κ分布谱;（２）κ分布加上一个或多个脉冲谱,这两种谱来源于磁尾中性片区（绝热区非绝热区）。南极不同的区域,极光粒子有不同的沉降特点。这些沉降对极区电离层产生极大的影响。根据带电粒子在磁化大气中运动的Ｆｏｋｋｅｒ Ｐｌａｎｋ 方程,利用带电粒子在大气中传输的电离理论,导出极光粒子谱在极区大气中传播的解析表达式,对各种极光粒子谱在极区中的演化规律加以分析,并以此来解释在南极地区探测到的不同高度的极光电子谱的演化     

福建东山岛矿产资源开发利用与生态环境保护初论

就东山岛在水、砂、石、土的开发利用中存在的问题,阐述了开发利用矿产与保护生态环境之间的辩证关系,提出东山县应做好矿产资源开发利用与“建设港口旅游城市”的规划,走资源节约型的发展海洋经济建设的新路子,促进东山县经济的可持续发展。     

Microanalysis of Fe3+/ΣFe in oxide and silicate minerals by investigation of electron energy-loss near-edge structures (ELNES) at the Fe M 2,3 edge

The Fe M _2,3-edge spectra of solid solutions of garnets (almandine-skiagite Fe₃(Al_1–xFe_x)₂[SiO₄]₃ and andradite-skiagite (Fe_1–xCa_x)₃Fe₂[SiO₄]₃), pyroxenes (acmite-hedenbergite (Ca_1–xNa_x)(Fe²⁺ _1−xFe³⁺ _x)Si₂O₆), and spinels (magnetite-hercynite Fe(Al_1–xFe_x)₂O₄) have been measured using the technique of parallel electron energy-loss spectroscopy (EELS) conducted in a transmission electron microscope (TEM). The Fe M _2,3 electron energy-loss near-edge structures (ELNES) of the minerals exhibit a characteristic peak located at 4.2 eV and 2.2 eV for trivalent and divalent iron, respectively, prior to the main maximum at about 57 eV. The intensity and energy of the pre-edge feature varies depending on Fe³⁺/ΣFe. We demonstrate a new quantitative method to extract the ferrous/ferric ratio in minerals. A systematic relationship between Fe³⁺/ΣFe and the integral intensity ratio of the main maximum and the pre-edge peak of the Fe M _2,3 edge is observed. Since the partial cross sections of the Fe M _2,3 edges are some orders of magnitude higher than those of the Fe L _2,3 edges, the Fe M _2,3 edges are interesting for valence-specific imaging of Fe. The possibility of iron valence-specific imaging is illustrated by Fe M _2,3-ELNES investigations with high lateral resolution from a sample of ilmenite containing hematite exsolution lamellae that shows different edge shapes consistent with variations in the Fe³⁺/ΣFe ratio over distances on the order of 100 nm. Received: 14 April 1998 / Revised, accepted: 8 March 1999     

浙江新昌地幔岩捕虏体中的硫化物包裹体初步研究

浙江新昌一带晚第三纪碱性玄武岩中地幔岩（二辉橄榄岩）捕虏体内存在大量硫化物熔体包裹体。电子探针分析表明,硫化物相成分主要为镍黄铁矿,次为磁共铁矿。硫化物包裹体的Ｎｉ／Ｆｅ值与寄主地幔岩的橄榄石含量呈正相关。同一包裹体的硫化物相成分不均一,自中心至边缘硫化物的Ｎｉ／Ｆｅ、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｓ值和Ｎｉ呈均呈增加趋势。通过与中国汉诺坝、德国ＷｅｓｔＥｉｆｅｌ东欧Ｎｏｇｒａｄ－Ｇｏｍｏｒ地区资料的综合分析,     

Influence of environments of coal deposition on phosphorous accumulation in a high latitude, northern Alaska, coal seam

Although phosphorus is a very important biogenic element, its concentration in coal is generally low. Phosphorus (P) concentrations typically range from 0.001% to 0.229% in raw coals of the contiguous 48 states [Glick, D.C., Davis, A., 1984. Variability in the inorganic content of United States coals—a multivariate statistical study of final report, Part 10 (DOE-30013-Flo) to the US Dept. of Energy under contract no. DE-AC22-80PC 30013, 404 pp.]. Some Alaskan coal seams contain horizons that are unusually high in phosphorus. The present paper focuses on a bituminous coal from northern Alaska, where 0.15 m subsections of this coal seam have shown high phosphorous in certain subsections. In order to investigate the lateral extent of such high phosphorous bands in coal, the authors obtained three drill cores up to 3 km apart from the coal seam. A detailed investigation of the cores was undertaken to determine the nature and mode of occurrence of phosphorous minerals. Maceral composition allowed interpretation of environments of coal deposition. Acid-extractable phosphorous analysis of the subsections identified the high phosphorous horizons. Electron microprobe analyses identified the phosphorous mineral as crandallite. Correlation of high phosphorous intervals with corresponding environments of deposition suggests that phosphorous precipitation is promoted by an oxidizing environment with a lowered water table during the peat stage. A study of thin sections from high phosphorous samples showed that crandallite is associated with structured vitrinite and as cell fillings in fusinite. The study confirms the potential for using high phosphorous horizons for the correlation of coal seams, as noted in previous work by the authors (Rao and Walsh, 1997). A high phosphorous horizon is found at 0.45 m above the bottom of the seam in all of the drill holes, indicating a uniformity of the coal forming environment and the availability of crandallite constituent elements over the entire 3 km. The uniformity of high phosphorous concentrations through the top 2 m of the three drill holes also shows a distinct correlation.     

不同初始扰动对电离层扩展F影响的数值模拟

重力波、中性风场、电场是激发电离层扩展F的主要影响因子,本文基于中低纬电离层扩展F发展的物理模型,通过电场强度、背景风场对扩展F影响作用的分析和经验对比,首先验证了模型的有效性,后借助该模型数值模拟了给定背景环境下三种尺度初始电子密度扰动条件下扩展F的发展情况,同时研究了利用化学物质释放实现一定尺度扰动,进而激发扩展F的过程.结果表明,较强的背景电场、东向风场有利于扩展F的形成和抬升,与经验结论相吻合;电离层从被作用初始扰动到激发扩展F的过程中存在拐点效应,拐点之后扩展F被激发形成并且抬升迅速,同时短波长扰动相对于长波长扰动更有利于扩展F的激发和发展;化学物质H_2O释放通过耗散电子密度,形成了一定尺度扰动并诱发了扩展F的形成,该方法可作为一种人工激发扩展F的探索手段.     

利用日本GPS网探测2011年Tohoku海啸引发的电离层扰动

海平面的海啸波会产生大气重力波进而引发电离层扰动.本文利用日本GPS总电子含量数据来探测2011年3月11日Tohoku海啸引发的电离层扰动.观测结果表明,在日本上空的电离层中存在两种重力波信号,分别由海平面的海啸波以及地震破裂过程产生.地震产生的电离层重力波分布在震中周围（包括海洋上空以及远离海洋的区域）,而海啸引发的电离层重力波主要分布在海洋上空.地震产生的电离层重力波具有不同的水平速度,包括约210 m·s^-1以及170 m·s^-1,其频率为1.5 mHz;而海啸引发的电离层重力波水平速度快于前者,约为280 m·s^-1,其频率为1.0 mHz.此外,海啸引发电离层重力波与海平面上的海啸波有相似的水平速度、方向、运行时间、波形以及频率等传播特征.本文的研究将电离层中的海啸信号与地震信号区分开来,进一步确认电离层对海啸波的敏感性.     

利用GPS三频数据计算电离层垂直总电子含量变化率

研究了通过采样间隔为1 s的GPS三频载波相位观测数据计算1 Hz电离层垂直总电子含量变化率(RVTEC)的方法,推导了直接采用双频载波相位观测量计算RVTEC的公式,对一般空间环境与电离层活动剧烈两种条件下L1L2、L1L5、L2L5三种载波相位组合计算的RVTEC进行了一致性分析,给出了通过三频载波相位观测数据计算电离层RVTEC的修正方法,比较了X射线太阳耀斑期间RVTEC与由传统方法计算的总电子含量变化率(ROT)响应,在双星串飞编队测高模式下对计算方法进行了应用.结果表明,L1L2、L1L5两种组合之间的一致性较好,由L1L2、L1L5组合计算的RVTEC的中误差约为0.004 TECu/s,RVTEC较ROT更能体现TEC变化的细节,在双星串飞编队测高模式下海面高梯度的计算中,电离层延迟之差可以忽略.     

黄海透光层悬浮半导体矿物组成及其促进微生物胞外电子传递过程初探

在地球上最为活跃的海洋透光层体系中,矿物-微生物交互作用的形式十分丰富。系统采集了黄海近海透光层水体样品,测试分析发现其中分布大量悬浮半导体矿物及微生物群落。通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、环境扫描电子显微镜(ESEM)及配有的EDX能谱仪,从宏观到微区对悬浮颗粒矿物的化学元素组成进行了测试分析,发现其主要矿物组成元素为Si、O、Na、K、Ca、Al等,且含有较高含量的Mn、Fe、Ti等金属元素;通过X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)测试从整体到局部分析悬浮颗粒矿物的物相组成,发现其主要组成矿物为石英、钠长石、方解石、云母和绿泥石等,还有锐钛矿、金红石、板钛矿、针铁矿等铁、钛金属氧化物半导体矿物。通过16S rRNA高通量测序分析海水中主要微生物群落为Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Woeseia、Fluviicola等,并通过构建双室反应体系对海水微生物与悬浮矿物间氧化还原作用及胞外电子传递过程进行了表征,结果显示增加海水悬浮矿物作为电子受体后,体系开路电压由330. 80 mV提升至426. 59 mV,提升比率达130%,最大输出功率由8. 376 9 mW/m^2提升至12. 096 8 mW/m^2,为原体系的1. 44倍。实验研究表明,海水透光层悬浮矿物能有效参与并促进微生物胞外电子传递过程,为后续深入研究基于电子能量传递利用的半导体矿物-微生物协同作用以及元素循环调控机制奠定初步基础。