风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证

风云三号C星(FY-3C)已经于2013年9月23日发射升空,其上装载的微波湿温探测仪(MWHTS)已于9月30日开机正常工作.MWHTS具有对大气温度和湿度垂直分布进行同步探测的能力.MWHTS为跨轨扫描式微波辐射计,在89~191 GHz毫米波段内设置了十五个探测通道,其中包括118.75 GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道,183.31 GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道,以及89 GHz和150 GHz两个窗区通道.设置在118.75 GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道,这组通道和183.31 GHz通道对大气进行联合探测,将获得更加精细的大气温湿度垂直分布数据,为数值预报和气候研究提供丰富信息.为保证MWHTS观测资料的定量应用,对仪器性能和定标精度进行了在轨测试.利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据,对仪器在轨定标的基础数据:冷空和黑体计数值,黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验,经过质量检验的在轨定标基础数据,结合发射前真空试验得到的非线性订正项在轨定标生成MWHTS观测亮温数据.评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性使用了三种方法:1 通过场地定标试验获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息,结合微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM(Monochromatic Radiative Transfer Model)模拟MWHTS的上行微波辐射亮温,与MWHTS实际观测结果进行对比分析;2 两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标,观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.选取美国SNPP上搭载的微波探测仪器ATMS作为MWHTS的参考载荷,基于SNO(simultaneous nadir overpass)技术,对两个仪器的观测亮温进行交叉比对,观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为:观测时间差异小于20 min,观测像元中心距离小于3 km,观测角度在星下点附近差异小于5°,观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1 K;3 基于美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS(Global Data Assimilation System)数据,利用快速辐射传输模式CRTM(Community Radiative Transfer Model)对MWHTS各通道亮温进行正演模拟,模拟结果(O)和仪器实际观测的亮温(B)之间的差异记为"O-B",对偏差值"O-B"进行统计特征分析.仪器中心频率的变化、正演模式模拟精度和模式输入廓线自身的误差都会对"O-B"产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言(如118.75 GHz通道),由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对,借助于正演辐射传输模式计算得到"O-B"偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.外场地定标试验结果显示除通道14外,其他14个通道的亮温差都在1.3 K以内;与同类载荷ATMS的在轨观测进行直接交叉比对表明通道14与ATMS的亮温偏差最大,但中心频点一致的5个水汽探测通道的标准差都小于1 K;将MWHTS观测结果和正演辐射传输模式模拟结果即"O-B"进行偏差分析显示,靠近118.75 GHz吸收线中心的通道2—6"O-B"标准差小于0.5 K,其他通道"O-B"标准差和ATMS相应通道的结果相当;MWHTS观测和模拟偏差随角度变化的研究表明通道1,7~13和15观测结果对角度有一定依赖性.     

MSCT在经皮椎体成形术的临床应用与疗效评价

目的:探讨骨质疏松压缩骨折经皮椎体成形术(PVP)伤椎高度的变化的MSCT与临床疗效的评价。方法:经MSCT检查确认25例病变椎体,术前在CT图像上模拟穿刺路径及选择PVP穿刺方式,术后一周内及术后半年进行伤椎复查,对影像数据与临床资料进行统计学分析,从MSCT及临床角度对疗效进行评价。结果:本组患者单侧椎弓穿刺成功率92%,术后腰背部疼痛明显减轻,术前、术后视觉评分、Cobb’s角以及伤椎压缩率比较统计学有显著性差异,而术后及半年后的视觉评分、Cobb’s角以及伤椎压缩率无显著性统计学差异。结论:MSCT能为PVP提供准确的解剖学数据,改善PVP效果,并能在术后随访提供重要的临床信息。     

多房囊性肾细胞癌的256层iCT诊断与病理对照

目的:探讨多房囊性肾细胞癌(MCRCC)的256层iCT增强扫描影像特征。方法:搜集6例经外科手术病理证实为多房囊性肾细胞癌患者的临床资料、CT影像资料及病理资料,对比分析多房囊性肾细胞癌的影像特点。结果:6例均发生于肾实质区,增强扫描可见不同程度囊性改变、无明显壁结节、有包膜边界清晰、肾盂肾盏无侵蚀破坏,无肾静脉癌栓形成,均无远处转移征象,3例行患侧肾全切除术,3例行肾肿瘤楔形切除术。结论:多房囊性肾细胞癌的256层iCT增强扫描表现有一定特征性,可作为术前诊断的理想手段,对治疗方案的优选及改善患者生存质量有积极意义。     

基于工业CT力学实验平台的建立及应用

将工业CT与数字体图像相关法相结合测量物体内部三维变形及应变已发展成为一种新的实验力学方法。本文介绍基于工业CT,自行研制的加载装置和数字体图像相关法(DVC)建立起的力学实验平台,该平台包括基本原理模块、数字虚拟实验模块、原位加载扫描实验模块、变形计算模块和结果输出模块,可以实现单轴压缩、三点弯曲、四点弯曲、点加载及拉伸实验试件内部三维变形场的测量。针对岩石材料与复合材料介绍该平台的应用。     

内蒙古扎鲁特旗地区更新世地层划分

根据孢粉组合特征及光释光测年结果,对分布在内蒙古东南部的第四系更新统做了进一步的划分和研究.研究结果表明,主要分布在内蒙古东南部的中更新统风积物,岩性为黄色亚砂土,含钙质结核,发育柱状节理,区域上称乌尔吉组,含Artemisia-Ephedra-Pinus孢粉组合,光释光测年结果为(40.4±1.9)~(110.0±7.5)ka;下更新统沉积物,岩性为红褐色亚砂土及亚黏土,含钙质结核、砂砾透镜体,区域上称为赤峰黄土,含Artemisia-Polygonum-Betula孢粉组合,光释光测年结果为(200.9±9.6) ~ (220.4±13.2)ka.上述2套地层在内蒙古东南部广泛分布,更新世地层的划分为内蒙古东南部地区的第四系地层划分对比研究提供了基础地质资料.     

黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型的建立及应用

黄土高原是一个气候变化敏感区,亦是一个生态环境脆弱区,更是我国人口-资源-环境矛盾最为集中的区域之一。因此,构建适合于黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型对了解过去植被覆盖度的演变以及人与环境之间的关系具有重要意义。本工作基于黄土高原443个表土花粉数据和2000~2015年的归一化植被指数（NDVI）,采用逐步回归法（Stepwise）、增长回归树法（BRT）、局部加权加权平均法（LWWA）、加权平均偏最小二乘法（WA-PLS）和最佳类比法（MAT）,结合植被覆盖度（FVC）和年均降水量（MAP）、年均气温（Tann）、1月月均温（T1）、7月月均温（T7）、有效湿度（MAP/ET0）这5个气象要素数据,构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;通过普通检验、留一交叉检验（LOO）、自助法检验（Bootstrap）和检验空间自相关性的h-block检验方法对定量模型进行检验,进而筛选出最优模型;最后,利用31个全新世地层花粉数据重建黄土高原过去植被覆盖度,探讨其变化特征。结果表明：1）FVC、MAP、T1、T7和MAP/ET0是黄土高原环境变化的5个重要因子,其中,FVC的第一排序轴特征值/第二排序轴特征值（λ1/λ2）最大（0.47）,单一解释变量最高（8.75）,其与花粉组合的相关性最强（0.66）,可用于构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;2）采用Stepwise、BRT、LWWA、WA-PLS和MAT这5种方法分别建立表土花粉-植被覆盖度定量模型,根据观测值与预测值的决定系数（R²）、最大偏差（Max.bias）和预测均方根误差（REMSP）评估构建的模型,结果显示BRT模型表现更优,可用于黄土高原过去植被覆盖度的定量重建;3）全新世FVC重建结果显示,早、中全新世黄土高原FVC较高,其中7.0 cal.ka B.P.时达到峰值（平均值为0.68）;但自4.0 cal.ka B.P.开始,植被覆盖度下降,特别是3.0~2.0 cal.ka B.P.下降明显,平均值低于0.30。通过与研究区内其他气候指标和人类活动强度指标的对比,认为早、中全新世黄土高原植被覆盖度的变化主要受自然气候变化的影响,而晚全新世以来FVC的减少可能更多地与人类活动强度增加有关。

     

1901~1950年5~9月北半球CRU数据与树轮资料的对比

气候变化的研究依赖于可靠的气候数据。英国东英吉利大学气候研究中心推出的一套依据观测资料插值所得的月平均气候数据集（CRU）,是目前使用较为广泛、质量较高的气候数据集。气候观测数据大多始于1950年,已有的研究也表明CRU数据在1950年后更具参考价值,但该数据集在1950年之前的可靠性不清楚。由于1950年之前缺乏器测数据,本研究使用树轮资料,对比每十年树轮重建温度（降水）与树轮附近CRU格点上的温度（降水）的距平和趋势的同号率,来评价CRU温度（降水）数据在不同地区的数据质量（可靠性）,由此发现从1930年代开始,CRU温度数据在欧洲和中西伯利亚可信度较高;从1940年代开始,CRU温度数据在美国东部可信度较高;从1940年代开始,CRU降水数据在美国东部与西西伯利亚可信度较高。研究发现,气象站密度对CRU数据质量有很大影响;在气象站密度小的地区,CRU温度或降水数据与树轮序列的差异更为显著,气候数据质量偏低;而数据可信度较高的年代和地区,气象站密度往往较大。

     

龙门山中段中央断裂和前山断裂的晚新生代垂向活动性差异及其构造意义

2008汶川地震之后,多个研究组对龙门山的新生代剥蚀历史进行了研究,但是在龙门山推覆构造带中段,剥蚀历史研究主要集中在彭灌杂岩,而彭灌杂岩东侧(即中央断裂下盘)的热年代学资料相对缺乏,其剥蚀历史还比较模糊.对于彭灌杂岩东侧岩体的新生代剥蚀历史研究,不仅可以了解龙门山推覆构造带的新生代断层活动历史,而且对于青藏高原东缘的新生代隆升机制具有重要约束作用.在前人热年代学研究基础上,在龙门山推覆构造带中段中央断裂和前山断裂附近补充了一些裂变径迹样品.采用外探测器法(external detector method)对样品进行裂变径迹分析,实验测试在台湾中正大学裂变径迹实验室完成.实验获得了6个锆石裂变径迹和6个磷灰石裂变径迹年龄.前山断裂上盘,AFT(磷灰石裂变径迹)年龄以小鱼洞断裂为界存在明显的差异,其中小鱼洞断裂以南的样品AFT年龄为39 Ma,小鱼洞断裂以北的4个AFT年龄介于6—8 Ma之间.研究揭示出中央断裂和前山断裂的新生代活动性以NW向小鱼洞断裂为界存在较大差异:距今8 Ma以来,小鱼洞断裂以北,中央断裂和前山断裂的平均垂向滑动速率分别为约0.1 mm·a-1和约0.55 mm·a-1;小鱼洞断裂以南,平均垂向滑动速率则分别为约0.55 mm·a-1和约0.1 mm·a-1.低温热年代学方法获得的断层新生代垂向滑动速率与汶川地震断层垂向同震位移分布基本一致.前山断裂(小鱼洞断裂以北)距今8 Ma以来北西-南东向水平缩短量达到8~12 km,表明地壳缩短是造成龙门山抬升和剥蚀的重要因素之一.本研究结论不支持下地壳增厚模型对于龙门山隆升的解释.     

人工回灌过程中富里酸和Cu(Ⅱ)对多孔介质悬浮物堵塞的影响

地下水人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施,悬浮颗粒物堵塞是影响回灌进行的技术瓶颈。目前多数研究聚焦在悬浮物堵塞方面,然而地表回灌水中重金属离子以及腐殖质对多孔介质物理堵塞的影响缺乏研究。本研究采用室内渗流砂柱试验研究富里酸、Cu(Ⅱ)以及两者共存对多孔介质悬浮物堵塞的影响,分别采用高岭土（SS组）、富里酸+高岭土（SS+FA组）、富里酸+Cu(Ⅱ)+高岭土（SS+FA+Cu组）配置模拟回灌用水。研究结果表明：（1）回灌结束时,SS组、SS+FA组、SS+FA+Cu组多孔介质整体相对渗透系数K’分别降至0.233,0.095,0.182。SS组和SS+FA+Cu组在中上层（0~7.50 cm）相对渗透系数K’均降至0.28以下,而在底层（7.50~10.50 cm）相对渗透系数K’仅降至0.45左右,说明2组多孔介质中上层重度堵塞（0相似文献   

湖北省2013年梅雨新特点与启示

使用湖北1961—2012年70个站点逐日20—20时降水资料及相应时段入梅、出梅日期和梅雨期强度指数统计资料,通过最小二乘法拟合、滑动平均、趋势系数和气候倾向率分析等方法,从多年变化、空间分布、趋势变化、强度指数等方面,探讨近52 a湖北梅雨期降水的气候变化特征。结果表明：(1)湖北的入梅、出梅日期和梅雨期长度历年差异较大,梅雨期较长但呈减少趋势。2000年为湖北梅雨的转折点,该年之后入梅日期推迟,出梅日期提前,梅雨长度缩短,梅雨期降水呈现弱化的特点。(2)湖北年降水量、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨站次数较多,梅年比、暴雨比较高,且历年差异较大。年降水量的年际变化表现为小振幅波动震荡,其他的波动震荡较大且除梅年比外的震荡趋势很一致。(3)梅雨期降水存在明显的区域性和年代际变化。52 a平均特征表明,鄂西南和鄂东为高值区,鄂西北为低值区。1990s和2000s的梅雨期降水量和梅年比分别较其他时段明显偏多、偏高和偏少、偏低,1970s的梅雨期暴雨日、暴雨量较其他时段明显偏少,暴雨比明显偏低。(4)趋势系数和气候倾向率分析表明,鄂东的暴雨比明显增加,湖北大部分站点的年降水量、梅年比、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨日在增加,主要位于江汉平原南部和鄂东南,少部分站点在减少,主要位于江汉平原中北部和鄂西南,但趋势均不明显。(5)梅雨强度指数其呈弱增加趋势,其在典型的水涝年份的等级为强或偏强,在典型的干旱年份的等级为偏弱,且等级偏弱的年数最多,为20个。