广西官村岩溶溪流中生物地球化学控制的DIC和NO3-昼夜变化研究

为了解岩溶区控制溪流中溶解无机碳(DIC)和NO_3~-昼夜变化的生物地球化学过程以及DIC和NO_3~-日变化量,于2014-07-22~2014-07-24期间,在广西壮族自治区融安县官村溪流中包括地下河出口(CK)和下游雷崖村(LY)设置两个监测点同时对水体物理化学参数以及C、N同位素(δ~(13) CDIC、δ~(15) N-NO_3~-和δ~(18) O-NO_3~-)展开了为期2d的高分辨率昼夜监测采样工作。结果发现CK点各物理化学参数没有表现出昼夜变化,但是LY点Ca2+、DIC以及PCO2表现出明显的昼夜变化规律,即白天下降夜间上升且与DO和pH表现出明显的负相关关系。相对于CK点,在白天水生光合生物光合作用导致LY点DIC下降的同时δ~(13) CDIC上升,而在夜间呼吸作用导致LY点DIC上升的同时δ~(13) CDIC下降且部分时间段要低于CK点δ~(13) CDIC值。溪流中的NH4+在监测期间基本上都在下降而NO_3~-离子在夜间和上午时间段都在上升,δ~(15) N-NO_3~-却表现出下降的趋势,且比较接近δ~(15) N-NO_3~-初始值,而NO_3~-离子在下午时间段出现下降的趋势。结果表明溪流中DIC昼夜变化主要受到水生植物的光合作用和呼吸作用控制,且通过质量平衡方程计算得知溪流中由于光合作用吸收无机碳而转为有机碳的量为0.94kgC/d,这部分有机碳可以形成相对长期稳定的自然C汇。溪流在夜间和上午时间段发生了N的硝化作用,增长量为2.08kgN/d,但在下午时间段(12:00~18:00)发生了N的同化作用,损失量为0.42kgN/d。溪流输出的NO_3~--N的量为1.66kgN/d,表明在富碳、富钙的岩溶溪流中,有利于水生光合生物的生长,促进N的同化作用的发生,从而减少溪流输出NO_3~--N的量,说明岩溶区溪流N的生物地球化学过程可能在昼夜尺度上改变水质。     

基于 CCD 方法的超高层建筑周日摆动监测研究

对超高层建筑塔体进行周日摆动监测,为施工投点纠偏和选择合适投点时机提供科学依据,是施工控制网竖向传递的核心问题。文中针对现有方法在自动化采集及实时表达方面的不足,基于自适应阈值激光光斑中心定位方法,自主研发基于CCD的塔体摆动监测系统,并采用倾斜仪方法与之做同步比较研究。两种方法在广州市东塔施工第三方监测中互为检核验证,具有借鉴意义。     

遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

基于重力全张量数据的Parker-Oldenburg算法研究

相比重力数据,重力张量数据通常包含更多的异常信息。本文根据重力数据与重力张量数据的关系,利用位场转化技术,将重力张量数据应用于传统的Parker-Oldenburg密度界面反演算法中。通过模型试验,证明了在网格间距较大或者数据存在一定噪音时,使用本文算法进行反演能得到更好的效果。实验结果说明利用重力张量数据可以有效地提高密度界面反演的分辨率。     

渤海蓬莱9-1中生代花岗岩体岩石地球化学特征及其区域构造意义

蓬莱9-1花岗岩体是渤海海域首次发现的中生代花岗岩,鉴于渤海海域在华北克拉通中的重要构造位置,该花岗岩的形成时代和成因机制的研究对区域构造研究具有重大意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明该花岗岩体形成于中侏罗世160~165Ma。花岗岩属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质花岗岩;富Al_2O_3(14.84%~17.19%)和Sr(485×10~(-6)~909×10~(-6)),贫Y(0.66×10~(-6)~1.39×10~(-6))和Yb(小于2.0×10~(-6)),无铕的负异常,多数样品表现为铕的弱正异常,表现出C-型埃达克岩特征。表明渤海地区在160~165Ma期间处于挤压地壳增厚环境下,以地壳减薄为标志的克拉通破坏过程彼时尚未发生,其区域动力学环境可能仍处于华北板块-华南板块碰撞拼接的影响范围内。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8～1.2 m,使用寿命可达到80～100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%～95%。     

一株海绵附生芽孢杆菌的抗硅藻附着活性成分的分离鉴定

为寻找天然抗污损活性化合物,以抗硅藻附着活性为导向,采用有机溶剂萃取、半制备高压液相色谱对分离自海绵的芽孢杆菌UST050418-715代谢产物进行分离,纯化抗硅藻附着活性物质,并利用气相色谱-质谱联用仪、核磁共振波谱分析活性物质结构。从菌株UST050418-715代谢产物中分离得到7种具有抗硅藻附着活性的环二肽类化合物,分别鉴定为:(1)环(L-亮氨酸-反式-8-羟基-L-脯氨酸-)、(2)环(L-缬氨酸-L-脯氨酸)、(3)环(D-脯氨酸-L-亮氨酸)、(4)环(L-脯氨酸-D-亮氨酸)、(5)环(甘氨酸-L-脯氨酸)、(6)环(L-苯丙氨酸-顺式-8-羟基-D-脯氨酸-)、(7)环(L-苯丙氨酸-反式-8-羟基-L-脯氨酸-)。说明海绵附生芽孢杆菌UST050418-715代谢产物中存在大量环二肽类化合物,可以帮助宿主海绵实现对硅藻附着的化学防御。     

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。     

NUMERICAL PREDICTION OF AN EXTREME RAINSTORM OVER THE PEARL RIVER DELTA REGION ON 7 MAY 2017 BASED ON WRF-ENKF

An ensemble Kalman filter based on the Weather Research and Forecasting Model (WRF-EnKF) is used to explore the effectiveness of the assimilation of surface observation data in an extreme local rainstorm over the Pearl River Delta region on 7 May 2017. Before the occurrence of rainstorm, the signals of weather forecasts in this case are too weak to be predicted by numerical weather model, but the surface temperature over the urban area are high. The results of this study show that the wind field, temperature, and water vapor are obviously adjusted by assimilating surface data of 10-m wind, 2-m temperature, and 2-m water vapor mixing ratio at 2300 BST 6 May, especially below the height of 2 km. The southerly wind over the Pearl River Delta region is enhanced, and the convergence of wind over the northern Guangzhou city is also enhanced. Additionally, temperature, water vapor mixing ratio and pseudoequivalent potential temperature are obviously increased over the urban region, providing favorable conditions for the occurrence of heavy precipitation. After assimilation, the predictions of 12-h rainfall amount, temperature, and relative humidity are significantly improved, and the rainfall intensity and distribution in this case can be successfully reproduced. Moreover, sensitivity tests suggest that the assimilation of 2-m temperature is the key to predict this extreme rainfall and just assimilating data of surface wind or water vapor is not workable, implying that urban heat island effect may be an important factor in this extreme rainstorm.     

柱撑蛭石吸附去除废水中重金属离子的实验研究

分别利用有机柱化剂十二烷基磺酸钠(SDS)和无机柱化剂聚羟基铝(HA)对蛭石进行柱撑制得十二烷基磺酸钠柱撑蛭石(SDS-V erm icu lite)和聚羟基铝柱撑蛭石(HA-V erm icu lite),并通过XRD、红外光谱、ZETA电位等表征手段对柱撑蛭石进行表征,同时针对柱撑蛭石对Cu2 ,Cd2 ,C r3 3种重金属离子的吸附进行研究,结果表明:吸附去除率受反应时间、重金属离子的初始浓度、pH值等因素的影响,经柱撑后的蛭石对重金属离子吸附的吸附性能比蛭石原矿要强。柱撑蛭石吸附3种重金属离子的动力学吸附过程可用E lov icb方程和双常数方程进行较好的拟合。