内核地球自转动力学理论的研究进展(Ⅳ)——内核自转动力学方程

本文是序列文章的第四篇,其内容包括：基于连续介质力学的基本理论,给出了固体外核（SIC）自转的动力学方程,考虑了地球的自引力、液核对内核边界的压力和二阶外部引潮力位对SIC自转的影响,并在O(mε)的量级上给出了其实用的表达式.本文的理论推导更加严密和细致,改正了文献〔1〕在推导过程中的某些错误（例如：（B39）、（B44）和（B59c）式）.本文的工作是对文献〔1〕有关理论的扩展和改进,对进一步研究内核地球自转的动力学理论是非常重要的.     

区域性森林大火的真正成因

森林大火真正起因于地球排气中易燃还原性气体在腐殖层的临界积聚(气体体积分数大约为5%~6%)。现场气体(H2,CO)系统测量结果证实了这一点。测量结果显示,该林区腐殖层中H2、CO质量分数分别为(10~170)×10-6(本底值为0·5×10-6)和(2~60)×10-6(本底值为0·5×10-6),二者均远高于大气本底值数十到数百倍,而且未燃区的测值显然高于1998年燃区。     

An interpretation of the variations of the magnetic core-mantle coupling torques and the core drift rate

The influence of recently computed axial magnetic core-mantle coupling torques on the Earth's rotation was investigated. These torques derived from poloidal geomagnetic field within the mantle and at the core-mantle boundary are retarding torques. An accelerating torque due to the action of unknown parts of the core field was estimated by inverse solution of the equation of the mantle rotation for the periodic variations of the quantities of the magnetic field and the length of day. The variations of the drift rate of the Earth's core were compared with those of the mantle rotation velocity for a force-free Earth. The time constants of the coupling process were estimated and discussed in connection with the magnetic coupling of the mantle with an upper core layer. Der Einfluß kürzlich berechneter axialer Kern-Mantel-Kopplungsmomente auf die Erdrotation wurde untersucht. Diese Lorentz-Drehmomente, abgeleitet vom poloidalen geomagnetischen Feld im Mantel und an der Kern-Mantel-Grenze, sind retardierende Momente. Ein beschleunigendes Drehmoment, das der Wirkung unbekannter Feldanteile zugeordnet wird, wurde durch inverse Lösung der Mantelrotationsgleichung für die periodischen Variationen der Magnetfeldgrößen und der Tageslänge abgeschätzt. Die Variationen der Kerndriftgeschwindigkeit wurden mit denen der Mantelrotationsgeschwindigkeit für eine kräftefreie Erde verglichen. Die Zeitkonstanten des Kopplungsprozesses wurden ermittelt und im Zusammenhang mit der magnetischen Kopplung des Mantels mit einer oberen Kernschicht diskutiert.     

On the “rotational angular momentum” of the oceans and the corresponding polar motion

Periodic polar motions caused by ocean tides are predicted. In the Liouville equations for rotational motion the complete excitation functions for the ocean tides have to be used. This does not depend on the fact that hydrodynamical ocean tide models do not consider the centrifugal acceleration. The observable polar motion of the Celestial Ephemeris Pole CEP (more exactly: the terrestrial location of the CEP) is tabulated for the ten ocean tides M₂, S₂, N₂, K₁, O₁, P₁, M f, M f′, M m, Ssa. Typical amplitudes for the largest ocean tides are 0.4 milliarcseconds. This is within the reach of geodetic VLBI and SLR observations.     

近20年渤海叶绿素a浓度时空变化

浮游植物作为食物链的基础,对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场,该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台,对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并,并研究其时空变化特征。研究表明,近20年来,渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%,且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势;除11月外,其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部,叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。     

基于2002-2018年MODIS数据的黄海叶绿素a时空变化研究

浮游植物作为食物链的基础,对海洋生态系统具有重要影响。黄海作为我国重要的渔场,渔业资源面临枯竭的危险,因此对该区浮游植物进行研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用谷歌地球引擎平台对2002-2018年的MODIS Aqua叶绿素a浓度数据进行处理,并研究其时空分布与变化特征,然后结合区域气候、水文与地理特征以及海洋表面温度、风速、盐度、光合有效辐射和混合层厚度数据分析了其分布与变化的原因。研究发现:受陆源营养物质输入、近岸上升流以及黄海中央冷水团影响,叶绿素a浓度分布呈现由近岸向黄海中部递减特征;在季风、气候、水文的控制下,受风速、海洋表面温度、光合有效辐射、中央冷水团的影响,叶绿素a浓度的最大值出现在4月份,而最小值出现在6、7月份;受苏北沿岸海域海水污染和水体富营养化影响,沿岸海域盐度明显增加,海州湾叶绿素a浓度增速较大;影响黄海叶绿素a浓度变化的环境因子较复杂,除了部分月份存在显著的相关影响因子外,在全年和各季中不存在主导影响因子。     

Google Earth Engine平台支持下的赣南柑橘果园遥感提取研究

赣南地区是中国柑橘主产区,柑橘种植产业经数十年发展已具较大规模。本文利用Google Earth Engine平台,使用2140景Landsat影像进行像元级融合,重构目标年份季节最小云量影像集,构建多维分类特征集,利用随机森林分类算法,实现了1990、1995、2000、2005、2010和2016年赣南柑橘果园的分布制图。结果表明：利用Google Earth Engine平台可实现大量遥感影像数据的高效处理;最小云量影像合成方法能够有效解决多云多雨地区高质量光学影像获取困难的问题;以最小云量影像合成构建的数据集,使用随机森林分类算法能够有效提取赣南柑橘果园,分类平均总体精度和Kappa系数分别为93.15%和0.90,分类效果良好;赣南柑橘果园面积由1990年9.77 km²扩大为2016年2200.34 km²,2005年以后呈大规模扩张趋势,果园分布由零星分布,逐步形成连片化的聚集分布特点,柑橘果园用地的主要来源为林地、灌丛和耕地。     

碱性玄武岩形成的时限及其地质意义

中国华北克拉通及邻区的早前寒武纪不存在碱性玄武岩。全球范围内碱性玄武岩的形成也存在时限性，它们在中新生代以来相对大量的出现。碱性玄武岩可划分为钾质碱性玄武岩和钠质碱性玄武岩两大类，后者还可作进一步划分。它们在同位素组成和元素组成上存在相互过渡的变化，这与地幔源区外来加入物质的种类和比例不同有关。高压和低程度熔融是所有碱性玄武岩形成的必要条件。研究表明，碱性玄武岩形成具时限性主要与地球热状态从热向冷的历史演化有关。碱性玄武岩的形成需要地幔俯冲作用，可达到相当深度的地幔俯冲作用只是到了太古宙以后才发生，并在中新生代以来达到高潮。     

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海洋科学的前沿-“数字海洋”

本文所提出的“数字海洋”,系基于当前世界各国极为关注的“数字地球”发展前景 ,其事关我国海洋科学进入21世纪信息时代所面临的挑战和机遇。对此,从“数字地球”概念及其所涉及的新理论和高新技术 ,到中国“数字地球”中的“数字海洋”有待顺应发展,作了概述。同时 ,重点就“数字海洋”技术与目标和建设的设想等作了探讨。