日光诱导叶绿素荧光辐射传输模型研究进展

日光诱导叶绿素荧光(SIF)是指示植被光合作用过程的无损探针,在不同时空尺度上对植被进行SIF的观测可以反映植被的实际光合作用及生理状态。然而在观测、分析和利用SIF的过程中,仍存在很多不确定因素。SIF的发生具有较为复杂的机理,从机理出发理解SIF与植被结构的相互作用,并分析影响SIF激发的主要因素将有助于更好地理解SIF与光合作用以及生物量的内在联系。因此,植被SIF辐射传输模型在解释和利用SIF遥感信号方面具有重要的作用。植被SIF信号相对较弱,且受环境、植被和生理等多种因子的影响,需要定量化描述,这为SIF辐射传输模型的构建带来挑战。近年来,大量学者已经发展一系列SIF辐射传输模型,为SIF遥感的发展提供了坚实的理论基础。本文回顾了叶片、冠层和生态系统尺度的SIF模型,从建模机理出发,对比模型优劣势,并对未来SIF模型的发展前景进行了展望。     

平面P1波入射下海底隧道与海床土交界面滑移接触效应解析解

基于理想流体波动理论和Biot饱和多孔介质波动理论,考虑工程实际中海底隧道与周围海底土体的滑移接触关系,建立了含滑移界面海底隧道模型,该模型还考虑了海水-海床土-海底隧道的动力相互作用。采用Hankel函数积分变换法和波函数展开法,推导了平面P₁波入射下海底隧道与周围海底土体滑移接触界面效应的解析解。在解析解的基础上,通过数值计算分析了滑移接触条件对海底隧道地震动力响应的影响。计算结果表明：滑移接触条件对海底隧道的位移响应和应力响应影响明显;考虑隧道-海床土界面滑移接触条件下海底隧道的位移响应和应力响应显著高于界面无滑移条件时的位移响应和应力响应。     

湘西北地区强冰雹的多普勒天气雷达旁瓣回波统计分析

为准确应用旁瓣回波作强冰雹预警,对湘西北地区5次强冰雹过程中9个风暴单体被观测到的159次旁瓣回波样本进行统计分析,并系统总结旁瓣回波的雷达产品图像特征和探讨影响旁瓣回波观测的主要原因,深入研究旁瓣回波随强度与空间的分布特征。结果表明:⑴产生旁瓣回波的风暴核最小反射率因子强度为60 d Bz,其强度是能否产生旁瓣回波的决定因素,强度越强,越易产生旁瓣回波且特征越明显,旁瓣回波的面积与60 dBz以上的风暴核面积和强度成正比,旁瓣回波中心强度、最大值强度与相应的风暴核最大值强度相关性分别可达0.86和0.92。(2)旁瓣回波在高度4 km左右、仰角3.4°、距离75 km左右出现频次达到峰值,风暴核回波强度的垂直分布特点是造成这种分布特征的主要影响因素。(3)旁瓣回波在270°—360°方位区间出现频次最多,具有明显的方位分布特点,强风暴单体的生成源地及其路径决定旁瓣回波的方位分布。(4)旁瓣回波分布在风暴核切向方向梯度大值区一侧,另一侧由于存在真实回波,导致旁瓣回波特征被真实回波覆盖而不易被观测到。(5)旁瓣回波特征可以作为S波段天气雷达强冰雹预报预警的充分条件。     

河北康保兴隆遗址的光释光测年研究

兴隆遗址是长城以北裕民文化分期研究的重要遗址。作为坝上高原迄今为止发现的出土遗物最丰富、沿用时间长达数千年的遗址, 其年代的确定不但有助于厘清古人类在这一地区出现的时代, 而且对研究中国北方旧-新石器时代过渡、农业起源及其环境背景等问题具有重要意义。兴隆遗址发掘后, 虽然其新石器文化层已通过¹⁴C方法进行了测年, 但其旧-新石器时代过渡期的文化层尚未进行年代学方面的研究。本研究在地层结构划分基础上, 对兴隆遗址的TG01探沟的G5剖面(42°N, 115°E; 海拔高度为1398m; 剖面研究深度为106~361cm)进行采样, 共采集有11个沉积物样品, 提取出粗颗粒(90~125μm)和细颗粒(4~11μm)两个粒级的石英, 利用光释光(OSL)测年技术中的单片再生剂量法(SAR), 对兴隆遗址探沟的不同文化层位进行年代测定, 建立了兴隆遗址的整体年代框架。通过对两种粒级的石英的释光年代比较, 得出细颗粒石英的所测年龄高于粗颗粒石英, 高出年龄约为600~2000年左右, 这可能是沉积过程的不完全晒退导致的。且基于粗颗粒石英的光释光年龄与¹⁴C年龄之间良好的一致性, 认为粗颗粒石英的光释光年龄更加可信; 并首次确定了兴隆遗址旧-新石器时代过渡期文化层的光释光年龄为距今13.4±1.8~10.7±0.9ka(以粗颗粒石英样品的年代为准)。

     

激光干涉引力波探测器的参量不稳定性问题及其研究进展

在激光干涉引力波探测器的干涉臂中,激光的功率非常高。这一设计降低了量子散粒噪声对探测灵敏度的影响,但却给引力波探测带来了参量不稳定性问题。激光干涉引力波探测器中的参量不稳定性问题由其臂腔内光学模与测试物质的声学模之间的相互作用引起,它使得测试物质的振荡呈指数型增长,最终可导致臂腔无法正常工作。从参量不稳定性问题的首次提出到今天,人们通过理论计算、模拟以及实验,提出且验证了多种抑制参量不稳定性问题的办法。首先回顾了激光干涉引力波探测器中参量不稳定性问题的研究过程,然后对参量不稳定性问题的理论模型进行了简单的介绍,最后着重分析了包括环形加热器、静电驱动器以及声学模阻尼器在内的三种目前比较重要的解决参量不稳定性问题的方法,并介绍了几种在未来值得尝试的新方法:使用阵列加热器改变探测器测试物质的形状,利用光学反馈来抑制探测器臂腔内的高阶模强度,以及设计消除参量不稳定性隐患的新一代探测器。     

逆散射级数法预测层间多次波的算法改进及其策略

波动方程预测层间多次波有两类算法.一是由Berkhout和Verschuur（1998）提出的基于CFP（共聚焦点）延拓的算法,另一是由Weglein（1997）等人提出的基于逆散射级数法的算法.ISS（逆散射级数）算法具有不依赖速度模型的优点,但是其计算成本很高.本文改进了Weglein提出的1-D预测公式,提高了计算效率.从理论方面,改进算法的计算速度提高了大约12倍.实际结果表明其计算速度更快,提高近80倍左右,主要原因在于后者的空间复杂度小.此外,由于时间-空间域比伪深度-波数域的层间多次波预测有更多的优点,本文推导了1.5-D时间-空间域ISS层间多次波预测算法,该算法有计算速度快、预测噪音小、适应观测系统能力强和不依赖地震子波等优点.在实际应用中,计算成本高是ISS预测层间多次波算法的主要障碍.因此,本文还讨论了预测层间多次波的策略.结合本文提出的改进算法和应用策略,能够在实际地震资料处理中较好地应用ISS预测层间多次波.     

宁夏沙坡头沙漠扩张的时代: 来自黄河阶地光释光年龄证据

由于新构造运动作用,宁夏沙坡头地区从早更新世以来发育了多达9级的黄河阶地。在高阶地上部发育非水相结构的黄色粉砂-砂沉积物。光释光测年结果最老为74ka,大部分年龄处于末次冰期的早期。这与黄河阶地的形成时代不一致,推断这些沙沉积物并不是与阶地同时形成的,而是末次冰期干冷环境下的风成物质。这些风成沙沉降到阶地面后,进入以砾石为主的黄河阶地堆积物而保存下来,可能指示了腾格里沙漠东南缘沙漠在末次冰期干冷气候背景下的扩张。本研究提供了在末次冰期气候干冷背景下腾格里沙漠扩张和风沙活动增强的直接证据。