寒区典型下垫面冻土水热过程对比研究(Ⅰ)：模型对比

冻土水热传输和水热耦合过程是寒区水循环的核心环节和重要组成部分,土壤温度和湿度(含水量)的观测和模拟是冻土水热过程分析的基础. 以中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河上游生态-水文试验研究站葫芦沟试验小流域为依托,选取季节冻土区的高寒草原、高寒草甸和多年冻土区的沼泽化草甸、高山寒漠等4种典型寒区下垫面,分别布设自动气象站,并调查相关土壤和植被参数,利用SHAW和CoupModel模型对试验点的土壤水热条件进行模拟计算.结果表明：4个试验点多层土壤含水量和地温SHAW模型计算值与实测值对比平均相关系数R²分别为0.65和0.90;CoupModel模型计算值与实测值对比平均R²为0.72和0.93. 总体上,地温的模型估算结果略好于含水量;相对于SHAW模型,CoupModel模型是更适合寒区各种下垫面的一维SVATs模型.     

青海湖地区冰消期以来气候变化的黄土记录

青海湖周围堆积着很多黄土和风沙沉积,这些风成沉积序列是过去气候变化的良好记录.相对于湖泊沉积,这些沉积物受到的研究较为薄弱.对青海湖南岸的黄土堆积进行了光释光年代学、磁化率、Fe/Mg值、粒度和有机质含量等气候替代性指标测量.在具有绝对年代标尺控制的基础上,结合气候替代性指标变化特征的分析,表明冰消期以来青海湖地区的古气候经历了多次的冷暖和干湿变化过程:14～9 ka间气候前期相对冷干,后期转为凉干,其中可能在11 ka左右存在一次暖湿事件;9～2.5 ka间气候呈暖湿状态;2.5 ka以后的地层扰动较大.黄土和湖泊沉积记录的环境变化过程具有可比性.     

延安丘陵区黄土雨滴溅蚀过程模拟

为揭示延安丘陵区黄土雨滴溅蚀特征及其演变过程,选取晚更新世原状黄土为研究对象,利用自制的雨径、雨强可控的单雨滴模拟试验装置,对边坡浅表层采集的原状黄土进行雨滴击溅侵蚀试验,研究降雨强度和降雨历时对原状黄土侵蚀特征的影响规律。结果表明: ①雨滴连续击打作用下,原状黄土表面逐渐形成一近似圆形的溅蚀坑,溅蚀坑由浅变深、由小变大,侵蚀深度随降雨历时的发展过程可描述为快速增长阶段(0~10 min)、缓慢增长阶段(10~40 min)和稳定发展阶段(40~60 min)。②侵蚀深度、侵蚀破坏直径及侵蚀扩散直径随降雨历时发展过程符合幂函数型增长,0~10 min为侵蚀变形主要增长阶段,降雨强度越大,土壤侵蚀作用越显著,0~10 min阶段的侵蚀深度占总侵蚀深度比例可达81%以上; 降雨历时约10 min后,溅蚀面上横向侵蚀范围基本趋于稳定状态,侵蚀深度、侵蚀破坏直径及侵蚀扩散直径均随降雨强度呈正相关,且侵蚀扩散直径D约为侵蚀破坏直径D0的2.71~3.55倍。③强降雨是诱发黄土边坡发生侵蚀灾害和水土流失的重要影响因素,建议采用坡面植绿、加筋和防排水等防护措施,增强坡面抗侵蚀能力,降低黄土边坡浅层水蚀灾害发生。研究成果可为黄土地区降雨侵蚀灾害防治提供参考。     

庆阳地区超高层巨厚层黄土地基工程地质特征

为了更深层次地了解黄土的地质特征,以庆阳地区某超高层巨厚层黄土地基为研究对象,对陇东黄土的物理和力学性能进行了深入探究。主要通过原位试验与室内试验,从地层结构、分布深度、液限、塑限、塑性指数、孔隙比、湿陷变形、剪切波速、地基土承载力、抗剪强度等方面对该地区黄土的工程性能进行了综合分析与评价,结果表明：5.0 m以内的马兰黄土湿陷性较强烈,黏聚力小,压缩性大;随着黄土厚度逐渐增大,离石黄土及午城黄土黏聚力增大,压缩性减小,呈轻微-中等湿陷性;受压超过400 kPa的马兰黄土、受压大于600 kPa的离石黄土及受压大于200 kPa的午城黄土均无湿陷性;15.0 m以内土体最大干密度为1.67~1.76 g/cm³,最优含水率为16.6%~17.7%;含水率高值相对集中在地下水位62.0 m以下、饱和度90.0%以上地区。     

关于成矿作用地球化学研究的几个问题

成矿作用地球化学是矿床地球化学的基础理论分支,属于应用基础类学科,以地球化学原理和方法研究造成元素沉淀富集形成矿床的地球化学作用的原因和机理。本文讨论了热液矿床成矿作用的几个问题。指出花岗岩与矿床类型之间是否存在相关性,即花岗岩是否具有成矿专属性仍然存在争论,需要继续探索。花岗岩类具有成矿潜力不等于这些花岗岩最终都能成矿。决定岩浆发生成矿作用的因素很多,其中岩浆分异作用过程和流体释放时间及其机制可能是决定成矿发生和矿床类型的关键,岩浆熔体中挥发组分及其行为可能是岩浆能否发生成矿作用的决定性要素,聚焦流体流动是成矿作用能否发生的关键环节,而自组织临界性和反馈作用决定了成矿效率和矿床的规模。     

Further examples of ventifacts and unusual patterned ground from the Falkland Islands, South Atlantic

Abstract Examples of ventifacts and forms of unusual patterned ground that differ in situation, characteristics and/or origin to types reported previously are described from the Falkland Islands, South Atlantic. The ventifacts, represented by clasts projecting from an eroding tillite shore platform, have been grooved by the passage of windblown sand. The patterned ground forms comprise stone polygons on clay loam regolith, stone polygons on peat, peat‐filled desiccation cracks on peat, and clusters of on‐edge clasts (stone packings) on a gravel beach. Aeolian transport of particles is considered responsible for the infill of the polygonal cracks. The clusters of on‐edge clasts are thought to have developed as a result of wave action, in particular backwash and/or undertow. Although these features occupy small surface areas they provide useful information about local geomorphic processes and testify to the marked diversity of such features in nature.     

Cross-shelf transport into nearshore waters due to shoaling internal tides in San Pedro Bay, CA

In the summer of 2001, a coastal ocean measurement program in the southeastern portion of San Pedro Bay, CA, was designed and carried out. One aim of the program was to determine the strength and effectiveness of local cross-shelf transport processes. A particular objective was to assess the ability of semidiurnal internal tidal currents to move suspended material a net distance across the shelf. Hence, a dense array of moorings was deployed across the shelf to monitor the transport patterns associated with fluctuations in currents, temperature and salinity. An associated hydrographic program periodically monitored synoptic changes in the spatial patterns of temperature, salinity, nutrients and bacteria. This set of measurements show that a series of energetic internal tides can, but do not always, transport subthermocline water, dissolved and suspended material from the middle of the shelf into the surfzone. Effective cross-shelf transport occurs only when (1) internal tides at the shelf break are strong and (2) subtidal currents flow strongly downcoast. The subtidal downcoast flow causes isotherms to tilt upward toward the coast, which allows energetic, nonlinear internal tidal currents to carry subthermocline waters into the surfzone. During these events, which may last for several days, the transported water remains in the surfzone until the internal tidal current pulses and/or the downcoast subtidal currents disappear. This nonlinear internal tide cross-shelf transport process was capable of carrying water and the associated suspended or dissolved material from the mid-shelf into the surfzone, but there were no observation of transport from the shelf break into the surfzone. Dissolved nutrients and suspended particulates (such as phytoplankton) transported from the mid-shelf into the nearshore region by nonlinear internal tides may contribute to nearshore algal blooms, including harmful algal blooms that occur off local beaches.     

临汾盆地晚冰期至中全新世黄土-古土壤序列的风化特征及指示的气候意义

了解中国北方晚冰期和全新世时期的气候环境变化及其驱动机制,有助于预测未来气候变化的可能情景。基于黄土高原东南缘临汾盆地的黄土-古土壤剖面,在3个AMS14C年代的支持下,通过粒度、磁化率、土壤有机碳以及地球化学元素等指标,重建了临汾盆地晚冰期至中全新世晚期的气候变化历史。结果表明：宋村沟剖面的黄土和古土壤分别处于初等和中等化学风化阶段,而不同地区风成堆积物的化学风化强度存在明显差异,主要受控于东亚夏季风的区域变化。多指标综合分析表明,晚冰期以来临汾盆地的气候演变经历了4个阶段：晚冰期东亚冬季风较强,气候干冷;早全新世东亚夏季风强化,气候向暖湿转变;早中全新世东亚夏季风达到峰值,为最暖湿的适宜期;中全新世晚期东亚夏季风减弱,气候再次转向干冷;临汾盆地的气候变化主要受控于北半球太阳辐射强度和冰量的变化。     

脱硝技术与天然气应用情景下京津冀地区空气质量模拟评估

针对京津冀地区主要大气污染物NOx（氮氧化物）和PM2.5（大气中粒径小于或等于2.5μm的颗粒物）,应用柴油车尾气净化技术及中小锅炉烟气脱硝技术,并根据2015年和2030年我国能源规划,设计3种技术应用情景,采用WRF-CAMx耦合模式,对京津冀地区大气中NOx和PM2.5进行了应用情景模拟。结果表明,单独应用柴油车尾气净化技术后（方案1）,北京、天津地区大气中的NOx浓度降低幅度达20%,河北地区降低5%;PM2.5的浓度降低幅度约10%;应用柴油车尾气净化技术和2015年能源规划情景（方案2）,京津冀地区大气中NOx和PM2.5浓度的降低幅度均超过20%;应用柴油车尾气净化技术和2030年能源规划情景（方案3）,该地区NOx浓度降低幅度与之相当,PM2.5浓度降低幅度超过30%。可见脱硝技术和清洁能源利用的有效性依赖于其应用比例。二次气粒转化的化学过程形成的硝酸盐、硫酸盐和铵盐对该地区空气中PM2.5浓度的贡献很大,冬、春、秋季硝酸盐最大贡献高达60%,夏、秋季硫酸盐最大贡献超过70%,铵盐四季最大贡献约25%。这说明PM2.5的主要前体物NOx、SO2、NH3、VOCs (Volatile Organic Compounds)、CO等均大幅度削减才能有效降低该地区空气中PM2.5浓度。     

盘江地区晚二叠世成煤环境与煤储层特征

贵州盘江地区是我国南方最大的煤炭工业基地之一,也是南方煤层气勘探开发的重要地区。为了揭示该区龙潭组各主力煤层聚煤环境与煤储层特征,应用煤岩学、沉积学等理论和方法,对各主力煤层的煤岩、煤质和古盐度等特征进行了分析,探讨了聚煤环境及其对主力煤层煤岩、煤质及煤储层物性的影响。结果表明,主力煤层显微组分以镜质组为主,镜惰比较高,镜惰比在垂向上呈现变小-变大-变小趋势;龙潭组下段的硫分质量分数高（>3%）,而中上段硫分含量平均在1%左右。研究表明该区成煤环境可能经历了偏干燥-潮湿-偏干燥的演化过程,且降雨量充沛使成煤环境由咸化泻湖转为淡化泻湖。镜惰比和煤的灰分含量、孔隙度有较好的线性关系,说明成煤环境对煤岩、煤质及煤储层物性影响明显。