米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质组及其对温度变化的响应研究

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)近年在我国福建、浙江和广东沿海经常形成赤潮,其赤潮不仅影响到海洋生态系统的稳定,也严重威胁到水产养殖以及人类生命健康安全。本论文以米氏凯伦藻为研究对象,建立了米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质荧光标记技术和细胞膜蛋白质提取方法,运用荧光差异凝胶电泳技术(2-DDIGE)对膜蛋白质进行了分析,并研究了米氏凯伦藻的膜蛋白质组及其对环境温度变动的响应。实验共鉴定到44个细胞表面膜蛋白,其中有效注释27个,主要为转运蛋白、HSP70蛋白家族和捕光蛋白等。米氏凯伦藻在20°C条件下的细胞生长和光合作用要明显好于16°C和12°C,但16°C和12°C条件下的差别不大,表明低温限制了米氏凯伦藻的生长。当米氏凯伦藻从12°C快速转移至16°C和20°C时,藻细胞密度和光合作用效率短时间迅速降低,但细胞很快即适应温度变化。细胞膜上的转运蛋白和光合作用蛋白在其适应温度变化中起着重要作用。     

辽宁省积雪对自动气象站观测地气温差的影响

利用1971—2016年辽宁省61个气象站气温、地表温度、积雪日数和积雪深度资料，分析了积雪的保温作用及其对地气温差的影响。结果表明：更换自动站前后地表温度观测方式的差异导致地气温差显著增大，地气温差的增大程度受所在区域积雪日数、积雪深度的影响显著。在积雪期较长、积雪较厚的地区，积雪引起反照率增大，使得雪面温度降低，导致雪气温差减小，而雪的保温作用使得地气温差显著增大。因此，更换自动站前地（雪）气温差与积雪日数呈显著负相关，而更换自动站后地气温差与积雪日数呈显著正相关。各台站之间地气温差随积雪深度的变化系数差异较大，为0.045~0.858 ℃?cm^-1，在年平均积雪日数＜40 d、年平均极端积雪深度＜10 cm的区域，积雪的保温作用随积雪深度增大而显著增大；在年平均积雪日数＞40 d、年平均极端积雪深度＞10 cm的区域，10 cm以下的积雪对土壤保温作用随积雪深度增大显著，当积雪深度＞10 cm后，其保温作用随积雪深度增大的幅度明显减小。     

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法

为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法，只要给定FD模板形式，可直接构造频散方程，求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点，可扩展优化其他格式.运用此优化方法，计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明，优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度，优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.     

一种黏声波方程逆时偏移成像中的衰减补偿方法

在存在强衰减介质的区域进行逆时偏移成像，需要既能补偿地震波传播过程中的振幅衰减，又能保持其相位不变的高效算法.为此，本文提出了一种利用有限差分模拟进行声波衰减补偿的方法来实现考虑衰减的逆时偏移.这种方法以线性黏弹性体模型为基础，保持其复模量的实部不变，并采用多项式多级优化方法修正复模量的虚部，从而实现在保持相位不变的同时补偿振幅，进而有效提高偏移成像的清晰程度，尤其是对于介质对地震波衰减极为强烈的情形.这一方法在声波方程中只增加了整数阶微分算子进行修正，能够保证利用有限差分法进行数值求解，有利于进行高效的大规模细粒度并行计算和GPU加速计算.数值实验结果验证了这一方法的可行性和有效性，能够很好地提高强衰减介质区域的偏移成像质量.     

3D P-WAVE VELOCITY STRUCTURE AT THE NORTHEASTERN MARGIN OF ORDOS BLOCK

Using the 7 100 absolute first arrivals of P waves and 91 513 relative P arrival times of 726 events at the northeastern margin of the Ordos block since 2009, the 3D fine structure of P wave velocity within the depth of 15km in the crust was inverted by the double difference seismic tomography method. The results show that there exist obvious high-speed continuous bodies in the northwest of the study area, and their lateral areas increase gradually with depth, while the velocity of east and south is relatively low. The velocity inhomogeneity exists and differs at different depths. The lateral differences of velocity are related to seismicity and faults. The 5~15km depth profile shows that earthquakes tend to occur in the area with relatively high velocity or high speed transition zones, which to some extent reflects the fragility of regional crustal media and the strong differential movement of faults in vertical and horizontal directions where the crust body is easy to absorb and store strain energy and generate major earthquakes. A "Y"-shape low-velocity channel is present in the lower crust around Liangcheng, corresponding to the NW-trending Heilaoyao-Shahukou fault set, which may reveal the migration path of the Late Tertiary-Quaternary basalt eruption. The Helingeer M6.2 earthquake in 1976 was related to the formation of the locking section of the thermal welding in this area. The three-dimensional fine structure of P wave velocity presented in this paper provides intuitive seismological evidence for physical and chemical properties of crustal media and the deep tectonic environment of earthquake preparation.     

基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别

为提高梁式结构损伤诊断的效率,提出一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别方法。首先根据结构振动理论,研究广义柔度矩阵计算公式;再利用模态柔度对结构损伤灵敏性高的优点,改进基于柔度差曲率的损伤定位指标,定义类柔度差曲率LCFC损伤指标,并初步识别损伤;最后基于矩阵摄动进行结构损伤识别结果确认。考虑多种损伤工况,对一简支梁结构进行损伤识别数值模拟验证。结果表明:仅使用一阶模态,建立的类柔度差曲率LCFC指标对梁式结构损伤定位具有良好的诊断效果,且计算工作量小;对于含边界损伤单元的多损伤工况,当损伤程度大于10%时,LCFC指标识别有效;当损伤程度不大于25%时,各工况二阶摄动识别结果精度较高,相对误差较一阶摄动结果明显降低,证明了该方法的实用性、有效性和精确性。     

基于Remez迭代算法求解差分系数的双相介质自适应有限差分正演模拟

利用传统有限差分方法对基于Biot理论的双相介质波动方程进行数值求解时,由于慢纵波的存在,数值频散效应较为明显,影响模拟精度.相对于声学近似方程及普通弹性波方程,Biot双相介质波动方程在同等数值求解算法和精度要求条件下,其地震波场正演模拟需要更多的计算时间.本文针对Biot一阶速度-应力方程组发展了一种变阶数优化有限差分数值模拟方法,旨在同时提高其正演模拟的精度和效率.首先结合交错网格差分格式推导Biot方程的数值频散关系式.然后基于Remez迭代算法求取一阶空间偏导数的优化差分系数,并用于Biot方程的交错网格有限差分数值模拟.在此基础上把三类波的平均频散误差参数限制在给定的频散误差阈值和频率范围内,此时优化有限差分算子的长度就能自适应非均匀双相介质模型中的不同速度区间.数值频散曲线分析表明:基于Remez迭代算法的优化有限差分方法相较传统泰勒级数展开方法在大波数范围对频散误差的压制效果更明显;可变阶数的优化有限差分方法能取得与固定阶数优化有限差分方法相近的模拟精度.在均匀介质和河道模型的数值模拟实验中将本文变阶数优化有限差分算法与传统泰勒展开算法、最小二乘优化算法进行比较,进一步证明其在复杂地下介质中的有效性和适用性.     

改进的最小曲率迭代法在重力剖面数据插值中的应用

基于将约束点也作为待解算结点的思想，对传统最小曲率迭代法进行改进。改进后的方法在待解算结点周围存在约束点时，避免了根据约束点与待解算结点之间的不同关系需要进行分类推导的复杂过程，同时也避免了因使用泰勒展开式进行分解造成的精度损失，提高了解算精度。     

桑沟湾沉积碳库年汇入速率的长期变化及其区域性差异

对取自桑沟湾北西南三根柱样近200 a碳来源及埋藏通量的解析，分析了湾内不同站位各形态碳的差异性，进而对全湾碳埋藏进行了估算。湾内环流、贝藻养殖等造成湾内不同区域碳埋藏的差异；桑沟湾总碳（TC）平均量1.79%，有机碳（TOC）平均量0.54%，无机碳（TIC）平均量1.25%，TOC含量相对较小，为海陆混合来源，以陆源有机碳（C_t）为主，大规模人工养殖后，海源有机碳（C_a）有明显增加的趋势。桑沟湾碳埋藏通量平均为228.9 g/（m2·a），以无机碳为主要埋藏形式（约占70%），高的沉积速率及生物残骸沉降使桑沟湾养殖区碳的来源及埋藏区别于其他陆架海域。     

地震槽波的数学-物理模拟初探

针对地震槽波在低速层的传播特性，开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面，采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面，通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型，利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明，在煤层内槽波的地震波场中，Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量，大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量，Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中，地震波仍以槽波形式传播，随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄，煤层槽波主频向高频方向移动，频散现象增强，传播速度增大.