A 3D multi-threshold,region-growing algorithm for identifying dust storm features from model simulations

Dust storms cause significant damage to health, property, and the environment worldwide every year. To help mitigate the damage, dust forecast models simulate and predict upcoming dust events, providing valuable information to scientists, decision makers, and the public. These simulation outputs are in four-dimensions (i.e., latitude, longitude, elevation, and time) and represent spatially heterogeneous dust storm features and their evolution over space and time. This research investigates and proposes an automatic multi-threshold, region-growing-based algorithm to identify critical dust storm features from 3D dust storm simulations. A multi-threshold scheme is defined for the identification of dust storm features with different dust concentrations. Based on the multi-thresholds, dust storm features are iteratively identified by developing a region-growing algorithm that splits a clustered dust storm feature into multiple sub-features. The proposed approach is compared with three commonly used methods in image processing and thunderstorm identification. The proposed approach outperforms the other three methods in sensitivity and quantitative/qualitative accuracy. This research approach may also be slightly adjusted to identify critical 3D features from simulation outputs for other severe weather and geographical phenomena.     

从中下三叠统膏盐特征看中下扬子早印支运动

中下扬子早 中三叠世膏盐层是对早印支运动的沉积响应,本文从膏盐的成因、中下扬子膏盐层位的差异、沉积环境的变迁、膏盐的厚度变化和产状特征、沉积中心和沉降中心的分布等方面,分析早印支运动的表现形式。中下扬子早 中三叠世依次出现陆棚台地（碳酸盐岩）、潟湖—潮坪（白云岩与膏盐）和滨海（碎屑岩）,这种大规模海退,正是早印支运动表现为构造抬升的结果。抬升过程中,残留海水在炎热干燥的气候条件下蒸发形成膏盐层,而中扬子的膏盐层位比下扬子低,据此推测中扬子先于下扬子与华北板块碰撞而抬升。平面上,现今构造格局（主要由中印支—早燕山运动形成复向斜、复背斜和推覆构造）的坳陷区主要为白云岩与（硬）石膏互层或石膏夹少量白云岩或云质石膏,膏盐层厚度大,现今构造的隆坳过渡区主要为石膏假晶、含膏云岩、石膏质白云岩、白云岩夹石膏等,膏盐层厚度小,而膏盐的厚度和产状与沉积时的水深和地势直接相关; 另外,地层等厚图显示膏盐层主要分布于当时的沉降中心。这些沉积特征显示膏盐沉积时的地势与现今隆坳相间的构造地貌存在一定程度的吻合,说明膏盐沉积时的地层已经发生了轻微的褶皱变形（未见角度不整合和地层缺失）。     

峨眉山玄武岩分布区内铂族元素异常分析及其找矿远景预测

区域地球化学填图成果表明，在中国西南川-滇-黔交界地区存在一个与产出规模巨大的峨眉山玄武岩分布范围相吻合的Pt，Pd地球化学巨省。作为地幔热柱成因的峨眉山玄武岩的铂族元素丰度虽略有偏高，但玄武岩中铂族元素很难形成可以利用的铂族矿物，故该异常是“非找矿异常”。在该区内寻找铂族元素矿床应在基性岩-超基性岩体出露较多的中岩区南段，注意沿循已知的矿床、矿化或较小型基性岩侵入体，将矿区(或岩体)的整体地质特征、地球化学特征等与典型的岩浆型铂族元素矿床相比较，进而研究、预测本矿区或本岩体的铂族元素成矿的可能性及远景规模等，寻找岩浆型铂族元素矿床，而在岩浆型矿床的周边地质体内注意寻找热液型铂族元素矿床。     

南海北部含油气构造上方化探异常研究

在南海北部利用地球化学方法作为油气勘探的一种辅助手段。在6个航次中采集了沉积物、底层海水及海面大气样品，测定了近50种化探指标，并采用稳健统计方法进行了数据处理和异常圈定。化探结果在油气藏上方发现了清晰的、具不同指标组合的综合化探异常，与邻近空构造形成鲜明的对照。圈闭顶部的块状异常和圈闭周绿的环状、半环状异常是下伏油气藏的良好指示，而剖面上呈锯齿状、平面上呈线状的异常则与断裂带有关。实践表明，建立已知油气藏上方的化探异常模式及解剖已知空构造上方的地球化学特征对于指导本区或邻区的化探异常评价是十分必要的。     

极地产适冷脂肪酶菌株的酶学性质研究

从南北极环境样品中分离到7株产脂肪酶的细菌,经16SrDNA序列分析表明,这些细菌分别属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）．采用p-NPP法对这7株细菌所产的脂肪酶进行酶学性质研究,结果显示这些酶的最适作用温度在30～40cC、最适作用pH值在7—8之间,在低温下能保持较高的剩余活力,对热敏感,属于适冷脂肪酶．其中假交替单胞菌（Psychrobacter sp．7342）所产脂肪酶具有低温下酶的剩余活力高、有效作用温度和pH范围广、热稳定性较好及对多种金属离子抗性强等特点．该菌株能利用多种单一氮源和碳源产酶,最适产酶温度为25℃．在此基础上进行正交实验分析得到了该菌株的最佳发酵条件为：蛋白胨和淀粉含量各为1．33％,酵母膏含量为0．3％,温度为25℃．     

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征:富集地幔的证据

长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列 ,具有高的U ,Th含量和Th/Pb ,U/Pb比值 ,分别平均为 2 .82× 10 -6,9.5 6× 10 -6和 0 .6 35 ,0 .184。样品的初始铅同位素 (130Ma)组成为 :(2 0 6Pb/ 2 0 4Pb) i=17.6 5～ 18.6 0 ,(2 0 7Pb/ 2 0 4Pb) i=15 .4 2～ 15 .5 0 ,(2 0 8Pb/ 2 0 4Pb) i=37.6 7～ 38.0 4。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔 ,具有EMⅠ和EMⅡ ,且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明 ,长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期 ,华北板块岩石圈地幔以EMⅠ特征为主 ,华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主 ,岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征 ,但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映     

湘鄂赣二叠纪岩相古地理研究

湘鄂赣二叠纪沉积盆地是在华南陆块基础上发育而成,具有扬子克拉通北缘被动大陆边缘盆地、扬子克拉通盆地、湘赣板内拉张盆地和华夏克拉通边缘盆地等四类。根据古暴露等标志,建立了各类盆地的沉积层序,并进行了区域对比。在此基础上,本文着重运用层序地层编图法编制了湘鄂赣二叠纪岩相古地理图,深化了该区岩相古地理研究,详细建立了沉积体系域模式和岩相古地理演化特点和控制因素。     

河套华北地区旱涝的前期环流异常与大西洋海温的关系及其数值模拟

首先分析了河套华北地区旱涝的前期异常环流，然后探讨了这种异常环流形成的机制，最后采用了ＯＳＵ－ＡＧＣＭ作了大西洋地区热源异常强迫的数值试验。结果表明，大西洋地区海温异常强迫激发的定常波向上、下游的能量传播，造成的前期秋冬季环流异常与河套华北地区的夏季旱涝有较好的对应关系。     

利用三维GPR探测北极夏季海冰厚度及下表面形态特征分析

海冰在全球气候系统中扮演着重要角色。在中国第二次北极科学考察中，使用3D雷达探测结合冰钻进行海冰测量。雷达剖面上可清楚识别冰-水界面，与冰钻测量结果较好地吻合。雷达3D图像清晰显示了冰底界面在3D方向的起伏变化以及冰内构造的空间展布情况。对三维探测区域内海冰厚度统计显示，所测冰盘的平均厚度为4．15m，较厚的区域位于左下角，最大厚度约为6．4m，较薄的区域是在中央和左上角区域，最小的厚度小于3．0m。经过进一步计算可提供如海冰上下表面面积、海冰体积等参数，为遥感和数值模拟提供地面校核数据，也为海冰形成机制和动力作用过程研究提供佐证和依据。