海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。     

1989-2019年中国滑雪场时空特征及其演变规律

滑雪场空间分布特征、集聚演变状况与分布方向性变化深刻影响着中国滑雪旅游乃至冰雪产业的发展。运用地统计学空间分析原理,通过最邻近指数分析、空间自相关分析、核密度分析、标准差椭圆及平均中心分析,对1990年前后每10 a 中国滑雪场空间特征及其演变规律进行了综合分析。结果显示：① 1990年之前,仅在黑龙江和吉林省有7家滑雪场,且分布较为离散。② 1990—1999年,滑雪场数量呈小幅增长,空间上出现向新疆、河北和四川扩散的现象。③ 2000—2009年,滑雪场增速较快,并形成了以哈尔滨?牡丹江、北京?张家口两地区为核心的滑雪场双核驱动模式。④ 2010—2019年,是滑雪场数量增速最快的10 a,期间新增滑雪场522家,并在双核驱动模式基础上,逐步形成了以长白山、燕山–太行山为主要条带的联通南北的滑雪场空间结构。总体上,近30 a中国滑雪场呈现出了“南展西扩东进”的空间演变特征。该研究结果对于未来中国滑雪场空间布局、优化及其区域间的协调发展具有一定的理论指导意义。     

大河影响下的边缘海沉积有机碳输运与埋藏及再矿化研究进展

大河影响下的边缘海是陆源输入物质的主要储库,也是有机碳埋藏和再矿化的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环中有着重要作用。从有机碳的输运、埋藏和再矿化等方面综述了大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学研究的最新进展。研究表明,有机碳的来源、组成、粒径和密度分布等显著影响着有机碳的分布特征和归宿,大河影响下的边缘海中移动泥等特殊沉积环境在有机碳的输运、埋藏和再矿化分解等方面发挥了独特的作用;微生物分解作用则是边缘海沉积有机碳,特别是难降解陆源有机碳发生分解的重要因素。综合运用分子生物学、有机地球化学、生物地球化学等多学科研究手段,深入研究特定微生物、浮游生物功能类群等在大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学过程中的作用,将极大地丰富对河口和陆架边缘海生源要素生物地球化学循环的认识。     

昌宁－孟连结合带斜长角闪岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

昌宁-孟连结合带牛井山地区发育以构造岩片和透镜体形式产出的斜长角闪岩,其对于认识和恢复昌宁-孟连结合带特提斯演化历史具有重要意义。本研究对牛井山蛇绿混杂岩带内的斜长角闪岩进行了系统的岩石学、锆石U-Pb定年、Hf同位素及全岩地球化学研究。锆石CL图像揭示斜长角闪岩锆石为岩浆成因锆石。锆石U-Pb定年结果为272±1.2 Ma（MSWD=1.1,n=21）,代表斜长角闪岩原岩时代。岩石地球化学分析表明,斜长角闪岩SiO₂含量为51.83%~52.6%,全碱（Na₂O+K₂O）含量为3.33%~4.16%,Na₂O/K₂O比值为5.8~19.8,属于低钾拉斑玄武岩系列。微量元素结果表明斜长角闪岩具有N-MORB的地球化学特征。原岩恢复研究揭示斜长角闪岩的原岩为272±1.2 Ma的N-MORB型辉长岩。斜长角闪岩锆石初始（¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf）_i值为0.282906~0.282956,对应的ε_Hf（t）为10.7~12.5;单阶段亏损地幔Hf模式年龄t_DM1为416~499 Ma （平均值为466Ma）,明显老于原岩结晶时代。岩石地球化学特征和锆石Hf模式年龄揭示昌宁-孟连特提斯洋在272 Ma时具有一个长期亏损的地幔,地幔年龄为早古生代416~499 Ma。结合该带存在早古生代洋壳残余及洋壳俯冲成因埃达克岩的事实,我们认为昌宁-孟连带是一个连续演化的原-古特提斯洋,晚古生代272 Ma时还存在洋中脊扩张并产生具有N-MORB性质的洋壳。     

海底电缆表面多次波衰减方法

海底电缆多次波衰减是国外地球物理研究的热点之一,国内研究关注相对较少,相应理论和实验研究相对匮乏。介绍了OBC多次波的压制方法,对上下行波场反褶积衰减海底电缆表面多次波方法理论及相应技术流程做出了详尽阐述。该方法不需要震源信息、不需要去掉直达波和鬼波,即可达到衰减表面相关多次波的目的,通过理论模型和实际资料的验证,取得了理想的效果。     

中美平板载荷试验规程对比及试验研究

本文通过对比中国标准与美国ASTM标准关于平板载荷试验的规定,总结归纳出两者主要区别在于承压板尺寸和沉降稳定标准,并研究其对试验结果可能产生的影响,提出工程应用中需注意的问题。美国标准通用性较强,具有较大的灵活性,而中国标准相对详细严格。笔者针对博茨瓦纳电厂的平板载荷试验,分别采用中美标准进行试验,试验结果表明:在砂类土等强度较高的地层进行试验,采用中美标准所得到的试验结果相差不明显。本文研究可为我国勘察设计人员进行需采用美标开展平板载荷试验的国外工程提供有价值的参考和解决方案。     

我国海洋地质碳封存研究进展与展望

我国海洋地质碳封存潜力巨大,主要碳封存目标区与主要CO2排放源匹配性良好,可以为碳中和目标的实现提供重要助力。论文分析了我国开展海洋地质碳封存的必要性,介绍了国内外海洋地质碳封存工作的研究进展; 指出海洋地质碳封存区划研究、海洋地质碳封存与资源协同性研究、海洋地质碳封存数据库建设以及海洋地质碳封存示范工程的实施是当前工作的重点。研究可为我国碳中和目标的实现提供数据支撑和技术储备。     

海潮负荷对GPS精密定位的影响

根据海潮负荷理论,利用4种全球海潮模型分别计算了中国及周边地区IGS站的海潮负荷位移系数,分析并比较了海潮负荷位移对GPS单天解和短周期解的影响。结果表明,对于测站的单天解,不同海潮负荷位移改正对测站整体上没有影响,只在局部沿海地区测站的垂向方向存在差异;并且,4种全球海潮模型在黄海和东海的近海区域不够精确,需要利用我国近海区域的海潮资料进行修正;对于测站的短周期解,海潮负荷位移的影响随着测站远离海洋而减弱,特别是在沿海地区能显著提高测站的垂向坐标精度。因此,在短时的GPS精密定位中需要考虑海潮负荷位移改正。     

东昆仑西段原特提斯洋洋盆闭合时间——来自新疆木孜塔格地区同碰撞花岗岩的证据

通过对东昆仑造山带西段木孜塔格地区二长花岗岩的锆石U-Pb年龄和地球化学数据研究,探讨其成因及构造环境,为东昆仑造山带的构造演化提供新信息。对木孜塔格地区出露的中粗粒二长花岗岩和中细粒二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得其206Pb/238U年龄加权平均值分别为415±4 Ma（MSWD=2.9）和419±6 Ma（MSWD=4.3）,表明该花岗岩形成于早泥盆世。全岩地球化学分析结果显示,木孜塔格地区中粗粒和中细粒二长花岗岩均具有高硅、低镁和低钛特征,铝饱和指数大于1.0,主体为钙碱性弱过铝质花岗岩系列。稀土元素配分图和微量元素蛛网图显示,2类花岗岩富集轻稀土元素和Rb等元素,而亏损Nb、Ta、Yb、Y等高场强元素,结合CaO/Na2O和Al2O3/TiO2值及区域地质资料,推测木孜塔格地区花岗岩应形成于同碰撞构造环境,且岩浆源区为贫粘土沉积物的陆壳。综合造山带已有研究成果,提出东昆仑造山带原特提斯洋的闭合在时空上表现出差异性,整体呈现出纵向上北部和中部早于南部,横向上东段早于西段的特征。     

始新世大洋环流模拟的模式依赖性

随着模式的复杂化和多元化发展, 国际上不仅组织了现代气候模拟的模式比较计划, 也开展了古气候模拟的比较计划。在模式比较计划中, 如何有效处理模式间的差异和剔除模式依赖性已成为重要问题。本项研究基于国际深时多模式比较计划(DeepMIP)中的始新世大洋环流模拟结果, 选取pCO₂倍增试验、模式参数化、古地理边界条件这3个案例, 深入分析模式依赖性如何影响古气候模拟结果和模式之间差异性, 归纳和总结古气候模拟研究中模式依赖性产生的可能原因。结果显示, 部分模式的关键变量对驱动因子响应过于敏感、模式参数化方案过于简单、模式中对古地理边界条件表达的欠准确性均可导致模式依赖性的产生以及模式之间显著差异。这表明在分析数值模式结果时, 需要参考多模式结果, 并特别关注模拟结果变化的各个环节, 从而减少模式依赖性的干扰, 增加模拟结果的准确性, 以便于更加准确认识气候环境演变过程。