湛江湾海域春季黄色物质光学吸收特性及遥感探测

黄色物质是水色遥感三要素之一,其生化保守性可很好地反映污染物的输运过程,近海二类水体黄色物质固有光学特性一直是国内外研究热点。湛江港湾是天然的深水港口,受港口运输业、近海钢铁、石化工业、城市生活及污水排放的影响,近年富营养化严重,港湾水质常呈四类甚至劣四类,研究该海域水体黄色物质光学特性对于研究二类水体固有光学特性及遥感探测均有重要意义。2017年5月开展了湛江湾海域黄色物质等要素调查研究,结果表明春季湛江港湾内a_g(355)在0.69~2.3 m~(-1)内,呈现由北向南、由西向东递减的趋势,光谱斜率S_(275~295)分布在16.15×10~(-3_~20.16×10~(-3)nm~(-1)范围,水平空间上大致呈现斑点状的分布,且表现为典型的陆源输入为主的来源特征。基于landsat-8 OLI波段,利用波段比值法构建了湛江港湾黄色物质反演模型,其相关系数可达到0.84,表明基于Landsat-8 OLI等卫星开展近海港湾黄色物质的遥感探测具有较高可行性。     

"三软煤层"电磁波吸收特征分析

通过对梁家煤矿两个工作面的坑透试验研究,获得了“三软煤层”的电磁波吸收系数β;应用ＣＴ技术处理得到了工作面吸收色谱图,分析了“三软煤层裂隙、构造的吸收异常特征,取得了较好的地质效果。     

基于两种半分析算法的水体吸收系数反演

本文基于42组不同年份不同季节获得的遥感反射率、水体各组分吸收系数的实测数据,对QAA（Quasi-Analytical Algorithm）和GSM（Garver-Siegel-Maritorena）算法在寡营养的南海和富营养的福建沿岸两种不同类型水体的吸收系数反演进行了检验。以水样测量值为参考,两种算法在本研究水体中的反演成效与他人在其它水域的研究结果相当。QAA算法在南海的反演成效高于福建沿岸水体。对于443 nm的总吸收系数（a443 ）,南海的对数均方根误差（RMSE ）为0.046,平均相对误差为7.9%,对数平均偏差为0;福建沿岸水体的对数均方根误差（RMSE ）为0.194,平均相对误差为30.6%,对数平均偏差为-0.167 。GSM算法在两类水体的反演成效类似,A443 之RMSE和平均相对误差,南海分别为0.161和27.7%,福建沿岸分别为0.149和32.1%,但从A443的对数平均偏差值看,其在南海反演值低于实测值（对数平均偏差为-0.142 ）,在福建沿岸则略呈高于实测值（对数平均偏差为0.016）。两种算法中的部分经验参数与实测值之间的差异是产生反演误差的主要原因,为了提高反演精度,对算法中经验参数的更进一步区域化调整可能是必要的。     

南海北部海区非藻类颗粒物吸收系数的变化特性

在2003年10月广东沿岸航次和2004年9月南海北部开放航次数据的基础上,分析了南海北部水体非藻类颗粒物吸收系数(aNAP(λ))的变化。结果显示,沿岸水体的非藻类颗粒物吸收光谱斜率(SNAP)平均值为0.010 3nm-1(标准偏差=0.000 7 nm-1),随叶绿素a浓度的增大呈现出减小的趋势,南海北部开阔海域水体SNAP的平均值为0.009 0 nm-1(标准偏差=0.001 3 nm-1);沿岸水体受陆源性输入的影响较大,表层水体aNAP(440)随盐度的增大而减小,随总悬浮颗粒物(SPM)浓度的增大而增大,aNAP(440)/SPM平均为0.045 m2.g-1;南海北部开阔海域水体非藻类颗粒物的吸收明显偏小,表层水体的aNAP(440)与盐度存在较弱的线性相关,与SPM之间没有表现出明显的相关性,aNAP(440)与叶绿素a浓度之间存在一定的幂指数关系,表明外海水体浮游植物的降解是非藻类颗粒物的主要来源之一。     

不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征

利用太湖和博斯腾湖8月份、天目湖6 8月份的采样数据,开展不同营养状态下浮游植物吸收和比吸收系数的变化规律研究,并探讨其影响因素.利用综合营养指数法,太湖8月42个采样点中20个点为重度富营养,标记为太湖TⅠ,22个点为中度富营养,标记为太湖TⅡ,天目湖夏季、博斯腾湖8月的富营养水平分别为轻度富营养和中营养.440 nm处浮游植物吸收系数a_ph(440)按照营养水平从高到低由重度富营养到中营养分别为1.02±0.51、0.69±0.40、0.78±0.24和0.20±0.04 m^-1,相应地675 nm处浮游植物吸收系数a_ph(675)分别为0.59±0.32、0.38±0.23、0.41±0.13和0.08±0.02 m^-1.统计检验显示,重、中度富营养的太湖以及轻度富营养的天目湖浮游植物吸收系数显著高于中营养的博斯腾湖.440 nm处浮游植物比吸收系数a_ph^*(440)分别为0.013±0.006、0.012±0.004、0.038±0.008和0.051±0.013 m²/mg Chl.a.统计检验显示,重度、中度富营养的太湖浮游植物比吸收系数显著小于轻度富营养的天目湖,而天目湖浮游植物比吸收系数又显著小于中营养的博斯腾湖.另由400~700 nm浮游植物的光谱曲线可以明显看出不同营养状态浮游植物吸收系数的变化情况,表现为:重度富营养太湖TⅠ>轻度富营养的天目湖>中度富营养的太湖TⅡ>中营养的博斯腾湖.太湖和天目湖属于富营养化湖泊,浮游植物吸收系数明显高于中营养的博斯腾湖,这充分反映了随营养程度增加,浮游植物吸收逐渐增加.天目湖浮游植物略高于太湖TⅡ是因为太湖非藻类悬浮颗粒物含量高,所以吸收系数偏小.比吸收系数的变化情况与吸收系数的变化情况恰好相反,随着营养程度的增加依次递减.随营养程度增加浮游植物吸收逐渐增加是由于水体营养盐增加促进浮游植物生长,浮游植物生物量逐渐增加所致,而比吸收系数逐渐降低则由于色素包裹效应所致.     

云南高原湖泊有色可溶性有机物和颗粒物光谱吸收特性

云南高原湖泊是我国湖泊分布最密集的五大湖群之一,不但湖泊数量众多而且类型多样.由于湖泊所处位置海拔较高,容易受只益增强UV-B辐射影响.通过对云南高原34个湖泊有色可溶性有机物和颗粒物吸收测定,分析其光谱吸收特性及对总吸收的贡献,有利于深刻理解紫外辐射在高原湖泊内衰减.不同湖泊间CDOM吸收差异明显,其大小与水体营养盐状况相关,CDOM吸收系数与水体总氮存在显著正相关.增加背景项的指数函数模型能最好模拟CDOM光谱吸收.除在浮游植物浓度非常高的杞麓湖、听湖、星云湖,颗粒物吸收系数在675nm附近存在一个吸收蜂外,其它湖泊总颗粒物光谱吸收大致随波长的增加吸收系数逐渐降低,呈现非色素颗粒物光谱吸收特征,整体上颗粒物吸收以非色素颗粒物为主.CDOM对总吸收的贡献主要集中在600nm以下波长,尤其是400nm以下的紫外波段,其在紫外波段(350-400nm)的贡献明显要大于光合有效辐射波段(400-700nm)(ANOVA,P<0.001).特别对于透明度SD≥1.0的清澈型湖泊,CDOM吸收对紫外辐射衰减的贡献更大,其吸收很大程度上决定了紫外辐射的影响深度.     

光透射-光反射方法的光程放大校正因子研究

光透射-光反射方法是获取水体悬浮颗粒物吸收系数的重要方法,文中阐述利用积分球装置获取测量悬浮颗粒物吸收系数测量的关键参数——光程放大校正因子,验证与比对效果表明,这个结果与传统的光程放大校正因子可比。     

提高地震勘探采集数据分辨率的有效方法

高分辨率地震勘探是进一步提高解决地质问题能力的有效手段,其本身是一项“系统工程”。本文着重介绍通过改进地震仪及检波器的性能,获得高分辨率地震采集数据的方法原理及实际应用效果     

电磁波CT技术探测溶洞的模拟分析与应用研究

目前应用电磁波CT技术进行溶洞探测时对于溶洞形态和填充状态的解释与判断尚缺乏成熟的理论依据。在FDTD(时域有限差分法）基础上,采用Matlab软件编程建立CT技术探测溶洞模型,在模型边界处特意设置PML完全匹配层和PEC完善导体。模拟分析和实验探测结果表明,（1）电磁波穿过溶洞时在溶洞边界处发生折射现象,溶洞内部发生反射、绕射和障碍增益现象,且电磁波能量的衰减主要由折射现象产生;（2）当溶洞内充填物有水存在时,因反射现象使一部分电磁波滞留在溶洞内部,该部分电磁波在溶洞内部不断发生反复的反射和绕射现象;（3）经过溶洞后电磁波波形的扰动主要由反射现象及滞留在溶洞内部电磁波造成;（4）当溶洞对电磁波吸收系数发生改变时需综合考虑填充物种类及地层含水率等因素的影响。最后应用模拟结果对实际工程试验层析成像数据进行了判断和解释,将所得判定结果与勘察资料进行对比,二者基本吻合。验证了模拟结果的准确性和应用电磁波CT技术探测溶洞的可行性,可为今后层析成像的结果解释和判断提供借鉴和理论依据。     

长江中下游浅水湖泊沉积物再悬浮对水下光场的影响研究--以龙感湖和太湖为例

基于2003年7月在龙感湖、太湖梅梁湾以及2004年7月在太湖站栈桥的连续不同风浪条件下水下光场原位观测资料,分析风浪作用引起的沉积物再悬浮对PAR衰减,吸收系数及真光层深度的影响.结果表明,在龙感湖,小风浪、中风浪和大风浪的PAR衰减系数分别是1.74,2.02,2.45 m-1,400～700 nm光谱衰减系数变化范围分别为0.98～2.97,1.34～3.95,1.82～5.40 m-1;在太湖梅梁湾,小风浪、中风浪和大风浪PAR衰减系数分别是2.63,3.72,4.37 m-1,从小风浪到、中风浪、大风浪衰减系数分别增加了41％,66％;太湖站栈桥边PAR波段积分CDOM吸收系数在中风浪和大风浪的值分别为0.26,0.28 m-1,浮游植物吸收系数从中风浪到大风浪反而由0.76降低到0.49m-1,沉积物再悬浮引起非藻类颗粒物的吸收则由0.94增加到1.73 m-1,增加了84％,总悬浮物颗粒物吸收由1.70增加到2.22 m-1,增加了30.6％.非藻类颗粒物吸收对总吸收系数贡献最大,中风浪、大风浪下贡献率分别达44.14％,65.05％.龙感湖,梅梁湾,栈桥边3站点从中风浪到大风浪,PAR真光层深度分别降低0.40,0.19,0.20 m.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度、风速、波高等均存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.由此可见,在龙感湖和太湖等长江中下游浅水湖泊,风浪扰动引起悬浮物浓度的增加尤其是无机颗粒物的增加是影响水下光场的主导因素.