预测有效波高的深度学习模型研究

研究基于RNN、LSTM、GRU深度学习模型,针对NOAA浮标数据集中的44013、44014、44017浮标的数据,通过斯皮尔曼相关性分析提高模型预测效果。实验结果表明,在进行相关性分析后,S-RNN、S-LSTM、 S-GRU的预测效果均比原始RNN、LSTM、GRU模型预测效果好。此外,提出一种基于LSTM的LSTM-Attention 波高预测模型,并进行相关实验,量化LSTM-Attention模型的预测效果,实验结果表明LSTM-Attention模型有更好的预测效果。为评估模型的泛化能力,研究还提出了一种采用邻近浮标数据进行学习,预测浮标缺失数据的方 法。实验结果表明,该方法的预测精度可以达到97.93%。本研究为海浪预测提供了新的方法和思路,也为未来深 度学习模型在海浪预测中的应用提供了参考。     

极端洪水导致的湖泊水位抬升和氮磷输入增加对苦草(Vallisneria natans)的复合影响

据全球气候变化模型预测,未来极端洪水事件将呈现增多和加剧态势。极端洪水对沉水植物功能性状、生长发育状况及整个生态系统均有深远的影响,研究极端洪水对沉水植物生长发育的影响对理解和预测气候变化过程中水生态系统的变化具有重要意义。本文针对极端洪水事件引起的水位急剧上升和营养负荷量增加双重效应,在实验周期90 d内设置对照(水位保持75 cm)、2种极端洪水条件(水位在第1天从75 cm快速上升至150 cm + NP输入、水位从75 cm逐步上升至150 cm + NP输入)以及水位保持75 cm + NP输入4项处理(后3项处理中营养输入总量相同),研究了极端洪水对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长、繁殖对策及生物量分配的影响,实验过程中还同步监测了浮游植物、附着藻类和水体营养状况(TN和TP)。在苦草的17个测定指标中,只有根生物量分配和有性繁殖分配在4个处理下无明显变化。从水位的单独作用看,相对于营养增加且水位恒定的处理,两种洪水条件(水位急剧上升和逐步上升)均降低了苦草的分株数、叶片数、间隔子数、间隔子总长、最大根长、花果数以及各器官生物量和总生物量,促进了人工基质表面附着藻类的生长。水位急剧上升时,植株对间隔子的生物量投资倾向于最小,而株高和植株对叶的生物量投资倾向于最大。从营养负荷的单独作用来看,相对于对照组,营养增加且水位恒定的处理中水体N浓度显著增加,促进浮游植物和苦草表面附着藻类的生长,但是从二者的Chl.a浓度来看,浮游植物遮光作用相对较大,抑制了苦草叶、根和间隔子的生长,但有性繁殖生物量无明显变化。从水位和营养负荷联合作用的模式来看,水位上升和营养负荷两个环境因素的联合作用会使入湖营养负荷加强水位上升对沉水植物生长的影响效应,二者的联合作用使叶、根、间隔子和有性繁殖生物量均大大降低。因此,极端洪水对沉水植物的不利影响较大,一方面水位抬升会直接影响沉水植物,另一方面会通过浮游植物间接影响沉水植物生长发育。     

三峡库区重庆段水土流失的时空格局特征

在TM 解译的三峡库区重庆段1999 年和2004 年水土流失数据及相关辅助数据的支持下, 借助GIS 技术, 分析了研究区5 年来水土流失的时空演变及地理空间分异特征与规律。 研究结果表明: (1) 研究区水土流失总体呈现好转趋势, 极强度和剧烈水土流失面积下降变幅最大。(2) 水土流失主要分布在紫色土、黄壤、石灰(岩) 土、水稻土和黄棕壤分布区。(3) 水 土流失主要发生在受人类活动影响最为剧烈的旱坡地和疏林地。(4) 水土流失表现出明显的垂直分异特征, 主要集中于高程200~1500 m 的低山、丘陵地区。(5) 水土流失与坡度具有很好的相关性, 主要分布在15^o以上的陡坡地。(6) 水土流失与坡向分异无明显的相关关系。各坡向水土流失面积和强度分布基本相当。(7) 水土流失主要集中在300~320 和320~340 j.cm/hm². h 的降雨侵蚀力(R) 值分布区。剧烈水土流失与高降雨侵蚀力具有较好的对应关系。     

Seasonal change of ice algal and phytoplankton assemblages in the Nella Fjord near Zhongshan Station, East Antarctica

The ice algal and phytoplankton assemblages were studied from Nella Fjord near Zhongshan Station, East Antarctica from April 12 to December 30, 1992. Algal blooms occurred about 3 cm thick on the bottom of sea ice in late April and mid November to early December respectively, and a phytoplankton bloom appeared in the underlying surface water in mid December following the spring ice algal bloom. The biomass in ice bottom was 1 to 3 orders of magnitude higher than that of surface water. Amphiprora kjellmanii, Berkeleya sp., Navicula glaciei, Nitzschia barkelyi, N. cylindrus /N. curta, N. lecointei and Nitzschia sp. were common in the sea ice temporarily or throughout the study period. The biomass in a certain ice segment was decreased gradually and the dominant species were usually succeeded as the season went on. Nitzschia sublineata and Dactyliosolen antarctica were two seasonal dominant species only observed in underlying water column. The assemblages between bottom of ice and underlying surface water were different except when spring ice algae bloomed. The evidence shows that the ice algal blooms occurred mainly by in situ growth of ice algae, and the phytoplankton bloom was mostly caused by the release of ice algae.     

Post-depositional modification of NO-3 in snow layers at EastAntarctica and at the headwater of ürumqi River

Acidic species, such as Nitrate, in polar snow and firn layers are “reversibly” deposited, and are sufficiently volatile to undergo significant postdepositional exchange between snow/firn and the atmosphere. Through comparison of the snowpit and snowpack nitrate concentrations from central East Antarctica and the headwater of ürumqi River, we conclude that the nitrate peaks in the uppermost surface snow layers in central Antarctica are not related to an atmospheric signal and must account for post-depositional effects. Such effects, however, are not found in the surface snowpack nitrate profiles from the headwater of ürumqi River. Two reasons may account for the post-depositional difference. At first, nitrate in the polar snow and firn layers appears to be hydrated ion, which can be taken up by the atmosphere, while at the headwater of ürumqi River it seems mainly as mineral ion, which assembles the behavior of aerosol-derived species that are “irreversibly” deposited and do not undergo significant post-depositional exchange with the atmosphere. Secondly, the chemical features of the snow and ice on the Antarctica are mainly determined by wet deposition, to the contrary, dry deposition is more significant at the headwater of lUrumqi River than that on the East Antarctic Plateau.     

长岭凹陷潜在地热初步探讨

根据长岭凹陷石油井地温测量和物探资料,从地热形成的4要素——储、盖、通、源以及地热具备的地质特征入手,分析了长岭凹陷潜在着地热资源。目前长岭盆地基本具备了储和盖,需要进一步寻找的是通和源。     

影响南极海洋石油烃低温降解菌希瓦氏菌NJ49生长和降解率的环境因素研究

以柴油为唯一碳源和能源,从南极海水海冰微生物资源库中筛选到一株石油烃低温降解菌希瓦氏菌NJ49,并对影响其生长和降解率的环境因素(pH、温度、盐度、营养盐和表面活性剂)进行了初步研究。结果表明:希瓦氏菌NJ49可作为低温海域石油烃污染生物修复的菌源,其生长和降解的最适条件为:初始pH7.5,温度15℃,盐度6%,摇瓶装量80ml,最佳氮源硝酸铵,最佳磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物,添加表面活性剂可促进希瓦氏菌NJ49的生长和生物降解率。     

有机蒙脱石层间微结构的分子模拟

采用分子动力学模拟方法,对舍烷基长链阳离子表面活性剂改性有机蒙脱石的层间域内分子环境及烷基长链排列状况进行模拟研究,并考察改性剂负载量与层间域含水量的改变对烷基链排列方式和活动性以及表面活性剂离子中N,C原子的分布状况的影响.1.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下(干态),N,C原子均呈双层分布,表明烷基长链为双层平卧排列.含水量的提高(湿态)会导致烷基链从双层分布向在层闻域内均匀分布转变.2.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在舍少量水的情况下(干态),烷基链呈双层倾斜分布于层间域内,烷基链的头部靠近四面体片层.含水量的提高(湿态)对烷基链在层间域内分布状态影响有限,但会导致烷基链整体向层间域中心平面移动,水分子优先占据靠近四面体片层的位置.     

煤矸石释放重金属环境效应研究--淮南煤矿塌陷区水体试验场实例调查

概要分析了淮南新孜5号井煤矸石所含的重金属元素对塌陷区鱼塘水质的影响,指出除个别水样中Zn、Cu超标外,其他均不超标,该鱼塘水质适宜养鱼要求。矸石样与华北及整个地壳泥岩中元素的丰度比,矸石中Cr、Pb、Zn与泥岩丰度基本持平,而Cd、Cu均超过其他泥岩中丰度值。因此,煤矸石在地面遭受风化,其所含有害物质可能会释放到环境,在煤矸石堆放处适当进行监测还是必要的。     

黑麦草在净化富营养化水的人工湿地生态工程中的作用

在人工湿地生态工程中利用黑麦草(Lolium perenne L．)净化污水，得到了较好的效果。结果表明：利用黑麦草在冬春季节的生长，可使亚热带地区人工湿地常年运行，黑麦草在3—4月份对水体就有明显的净化作用。在春夏季节，特别在5月份黑麦草可以获得较高的生物量和N、P的积累量，因而净化贡献最大。从产草量方面考虑，延长黑麦草的生长期能获得较高的生物量；从植物体所含营养物质状况和饲用价值看，增加收割次数的黑麦草N、P含量高，饲用价值高；但从黑麦草对污水中N、P的吸收和积累量方面考虑，收割次数过高则不利于黑麦草对污水的净化及N、P的累积。从上述几方面综合考虑，在黑麦草整个生长期收割次数以2．3次为宜。