南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发

南海是西太平洋最大的边缘海, 通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通, 其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始, 我国对海洋调查的支持力度不断加大, 以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强; 进入新千年以来, 国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念, 先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年, 国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划, 进一步促进了国内海洋界的交流和合作, 南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发, 本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程, 并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展, 包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等; 并且在现有的研究基础上, 对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。     

模式识别技术在矿床铁帽评价中的应用

应用模式识别技术中主成分分析、非线性映照及最小生成树法,对取自我国各地90个铁帽样本进行判别分类。分析铁帽样本化学组分含量(MnO,P_2O_5,S,Cu,Zn,Pb,Ni,Co,Ag,Ba,Sr,Cr等),取其数据张成为多维空间。在模式空间中,三类铁帽样本(分属氧化物矿床、硫化物矿床及菱铁矿矿床)分布在不同区域,分类正确率达96％,预报了25个铁帽样本的属性,经相分析证实是正确的。这一方法根据地表浅层样品分析数据判断地下矿床种类,为有色金属找矿提供了有用的信息。     

呼伦贝尔地区土地荒漠化动态变化

呼伦贝尔地区是中国重要的天然草原和畜牧基地, 随着该地区经济和社会的发展及人类对资源的不合理利用, 土地荒漠化现象加重。笔者应用RS和GIS技术, 以1970 年MSS、2000 年ETM和 2007年CBERS数据为数据源, 主要采用人工目视解译方法, 并辅助野外调查验证, 获得三期解译数据, 并利用空间分析、网格剖分方法, 对呼伦贝尔地区荒漠化的时空变化情况进行研究。结果表明: 近40年来, 该地区土地荒漠化总面积不断增加, 1970 年该地区土地荒漠化面积为7408.76 km2 , 2000年为7 539.52 km2 , 2007年增加到7 852.12 km2 , 共增加面积443.36 km2。1970-2000年间, 沙漠化减轻、盐碱化加重的面积为134.09 km2 , 沙漠化加重、盐碱化减轻的面积为53.35 km2 ; 2000- 2007年间, 沙漠化减轻、盐碱化加重的面积为41.71 km2 , 沙漠化加重、盐碱化减轻的面积为172.8 km2。     

32 a来气候扰动下中国沙质荒漠化动态变化

借助遥感、GIS技术,利用1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS数据、气温和降水数据,采用基于像元的灰色关联度方法,研究1975-2007年气候因素扰动下中国沙质荒漠化时空变化规律。研究结果表明,中国沙质荒漠化虽然在2000-2007年面积减少、程度减轻,但在1975-2007年面积依然呈小幅增加趋势（增加面积为6 179.8 km²,其中重度沙质荒漠化增加面积最大）,程度加重。通过对内蒙古、新疆2个典型区的灰色关联度分析,进而研究全国范围可知,气温对沙质荒漠化变化的作用（沙质荒漠化减轻/加重与气温的相关系数分别为0.973,0.976）大于降水（沙质荒漠化减轻/加重与降水的相关系数分别为0.884,0.882）。气候因素扰动下,沙质荒漠化变化的总体趋势为,沙质荒漠化与气温变化呈正比,与降水呈反比。该趋势以甘肃、陕西为界,界线以西较为明显,而最显著区集中在新疆北部、东部,西藏北部。     

海洋中尺度涡的机械能及其源汇研究*

由于观测手段的限制,海洋中尺度涡的能量输送及生成与耗散动力过程一直是世界大洋能量循环中悬而未决的一个问题,而中尺度涡在海洋中又广泛存在,它不仅占据海洋表层动能的绝大部分,而且是能量级串中连接大尺度和小尺度的中间环节,在大洋能量传输中扮演着重要的角色。文章以中尺度涡场机械能的大小、分布、源汇为主线,结合作者在这方面的最新研究成果,综述当前对中尺度涡机械能及其源汇的研究进展。     

太湖贡湖湾滨岸带微生境特征与主要水质指标的关系分析

2014年8月26日和2015年1月18日,测量了太湖贡湖湾北侧的退圩还湖生态修复区滨岸带不同微生境下水体的主要水质指标,并进行了比较。采用单因素方差分析法,分析不同微生境下水质指标的差异,结合冗余分析法,计算各微生境因子对水质指标变化的解释率。结果表明,8月26日各主要水质指标含量都高于1月18日,不同岸线段之间和不同水深采样点之间的水质指标的差异更大。1月18日凹形岸线段的总氮、总磷、铵态氮和硝态氮的含量相对较高,而化学需氧量在凸形和平直岸线段含量相对较高;8月26日化学需氧量在凹形岸线段含量较高,而总磷和铵态氮在凸形岸线段含量相对较高。冗余分析发现,在1月18日岸线形态是影响各采样点主要水质指标最重要的因子,在8月26日水深对水体水质指标有较大影响。总体上,不同岸线形态段下水质指标随着水深的增加,变化不同,各岸线类型采样点之间的差异也不相同,构建相对复杂的岸线形态有利于提高水体水质指标的差异,增加滨岸带生境的多样性。     

基于位涡反演的台风初值敏感性试验

基于分片位涡反演方法,对2013年7号台风Soulik开展初始涡旋、背景环流对台风发展影响的个例研究。针对不同天气系统进行分片位涡反演,基于反演结果设计敏感性试验,确定影响台风发展的敏感初始物理量扰动,分析讨论与特定物理过程联系的扰动分量以及扰动大小对台风发展的影响。敏感性试验的结果表明,初始弱涡旋扰动中与潜热加热联系的风场扰动分量是决定台风发生发展的关键要素扰动,这一扰动分量的大小对台风路径有直接影响,同时能够直接影响台风云墙的建立,它的重要性表明第二类条件性不稳定(CISK)机制在此次台风过程中扮演了重要角色。     

模式识别技术在评价湘南化探异常中的应用

模式识别技术包括主成分分析和非线性映射法,被应用于矿产预报。湖南南部的不同矿点。特征变量是化学成分Cu、Sn、Mo、As、Sb、Ni、Pb以及物理和地质变量。训练样本的分类正确率达100％。据此模型预报了26个矿点为铅矿区。     

模式识别在矿藏预测中的应用

将计算机模式识别方法应用于地质勘探,发展了模式识别矿藏预测技术。本文阐述了该技术的原理、常用的计算方法和在地质勘探中应用的若干特点。报道了作者近年来应用模式识别矿藏预测的一些实例,包括油田水分类,我国主要矿区矿床铁帽评价,广西大厂锡多金属矿田矿藏预测,湘南地区铅、锡异常评价和矿藏预测等。预测结果已有部分得到证实。