基于卫星遥感数据的全球表层流场反演重构

利用2000—2008年的卫星高度计资料和QuikSCAT风场资料,反演了全球的海表的地转流和Ekman流,将两者合成后生成了0.5°×0.5°的逐周全球表层流产品。在计算Ekman流的时候,引入了权重函数,改进了Lagerloef方法中Ekman流在25°S和25°N上的不连续问题。分析表明:卫星资料反演的流产品能够反映出海表流场的特征,将其分别与TAO观测和SCUD流产品进行定量化的比较显示,所得流产品具有较高的反演精度和可信度,说明改进的方法是有效的。     

全球大洋混合层深度的计算及其时空变化特征分析

本文利用2005-2009年的全球网格化Argo数据,分别采用温度判据和密度判据计算了全球大洋混合层深度(Mixed Layer Depth, MLD),讨论了障碍层(Barrier Layer, BL)和补偿层(Compensated Layer, CL)对混合层深度计算的影响,得到了合成的混合层深度,并研究了其时空变化特征. 研究表明:(1)在赤道西太平洋(10°S -5°N,150°E-150°W),孟加拉湾,热带西大西洋(10°N-20°N,30°W-60°W)是障碍层高发区域. 冬季的北太平洋副热带区域(30°N附近)以及东北大西洋(40°N-60°N,0°-30°W)是补偿层发生的区域. (2) 在各个半球的夏季MLD都比较浅,在各个半球的冬季MLD则普遍比较深. 北太平洋和北大西洋的MLD的分布和变化比较相似,印度洋MLD受季风影响显著,呈现半年周期变化. 太平洋和大西洋的MLD 的经向分布大致呈现出"两端深,中间浅"的拱形特点. (3)混合层深度距平场EOF第一模态时间变化为周期的年信号,北太平洋和北大西洋、南大洋(尤其是南极绕流区)都是MLD变化剧烈的海域,第二模态显示全球大洋混合层深度距平存在着一个半年的变化周期.     

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。     

基于温度和电导的地下水-海水交互作用研究

以中山大学珠海校区滨海水循环综合试验基地2006年12月到2007年3月地下水排泄区井群井水和海水温度、电导数据为基础,计算井水和海水温度平均值及变差系数,发现研究区域地下20m处存在含水层与海洋联通现象。使用混合比(End member mixing analysis,EMMA)、Mallet小波分解重构、互相关计算以及频谱分析等方法,对D5井水中混合海水含量以及海水对D5井作用机制进行研究,结果表明:D5井水中海水所占比例为9%~16%,海水对D5井能量贡献比为31%(其中12%通过海水-井水混合实现,19%通过介质传导实现);D5中海水混合比的变动相对潮汐站水位变化存在5.5h相位延迟,其变化趋势及显著周期大致与潮汐站水位变化情况一致。     

北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫氧碳同位素记录的海冰形成速率

北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)壳体的δ18O和δ13C与浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量的综合研究表明,MIS 7晚期以来,Nps的δ18O和δ13C值出现7次明显的偏轻,可能与海冰形成速率的提高造成轻同位素卤水的生产和下沉相关.偏轻的Nps δ18O和δ13C值对应于极低的浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量,因此这些轻值与温暖的大西洋水和淡水的输入无关,应当指示进入北冰洋的大西洋水减弱和楚科奇海陆架水的大量减少.相反,Nps δ18O的重值则反映输入北冰洋的淡水和太平洋水的减少;Nps δ13C的重值指示来自陆架流通性更好的表层和盐跃层水向北冰洋的输送.     

水库排沙调度优化模型

在分析水库排沙调度机理的基础上建立了水库排沙调度优化模型,以遗传算法作为寻优算法,并用BP神经网络拟合一维水沙数学模型计算成果的方法简化了泥沙淤积计算,使得所建模型得以有效求解。以三峡水库为例进行优化,结果表明,利用所建立的模型和求解方法可以有效优化三峡水库的排沙调度,在保证淤积不增多的基础上大大增加了发电效益。     

不同气候条件下现代浅海沉积物钾同位素组成特征及其意义

钾(K)同位素是研究化学风化过程的一种新型示踪工具.前人已对特定气候区域条件下的风化剖面开展K同位素研究,但不同气候背景下的硅酸盐风化作用对K同位素的影响尚不清楚.此外,当前学界对现代浅海陆源碎屑沉积物的K同位素特征知之甚少.本文报道了中国东部沿海(ECC)陆架以及海南岛近海表层沉积物的K同位素组成.研究结果显示,ECC沉积物的δ⁴¹K值分馏范围相对较小,介于(-0.40±0.01)‰～(-0.57±0.04)‰,平均值为(-0.51±0.09)‰.相比之下,海南岛近海沉积物的δ⁴¹K值变化较大,范围为(-0.28±0.07)‰～(-0.67±0.02)‰.海南岛近海沉积物的δ⁴¹K值与化学蚀变指数(CIA)、Al/K比值、Ti/K比值和总铁(Fe T)含量呈现负相关,表明其K同位素组成主要受化学风化作用的控制.我们对这些样品开展了Mg同位素分析,值得一提的是,所有ECC和海南岛近海沉积物的δ²⁶Mg值变化较小(约0.24‰),且与化学风化指标无明显相关性.本研究揭示了沉积物K同位素变化与气候条件(...     

黄海潮波系统下的GOCI反演及OSU模式海表流场数据适用性研究

黄海呈现独有的地形条件,且该海域的潮波运动独具特征。本文利用静止海洋水色成像仪（Geostationary Ocean Color Imager, GOCI）遥感反演和俄勒冈州立大学（Oregon State University,OSU）潮流模式分别获取了黄海海域的海表流场,基于该海域独特的潮波系统提出并识别潮波干涉区,进而对GOCI反演的流场做潮流提取,并对两种潮流数据作分区可用性评价,通过实测的漂流浮标数据验证评估。结果表明：利用GOCI反演和OSU潮流模式获取的海表流场具有一定程度的可靠性,GOCI反演的海表流场的流速平均相对大小误差值为0.77,OSU潮流模式获取的海表流场流速平均相对大小误差值为0.49;在靠近潮波干涉区的黄海中部海域,GOCI潮流数据与实测数据在方向上的一致性要优于OSU潮流数据,两者平均角度误差值分别为48.45°和63.10°;在远离潮波干涉区的黄海近岸海域,OSU潮流数据与实测数据在速度大小和方向上的一致性要优于GOCI潮流数据。     

日珥谱线不对称性的研究——Ⅱ.源函数对谱线轮廓的影响

作为文献[1]中工作的继续,本文用解析方法论证了日珥源函数随深度变化与各种速度场结合对谱线轮廓对称性的影响。得到的结论为:(1)常速度场与源函数随深度任意分布结合的谱线为对称轮廓;(2)源函数自日珥中心向前后边界线性对称增大与速度场为线性对称膨胀结合的谱线轮廓为不对称轮廓,且呈双峰结构,紫峰高于红峰;(3)源函数自日珥中心向前后边界线性增大与速度场为线性对称压缩结合的谱线轮廓是不对称的,且呈双峰结构,红峰高于紫峰;(4)源函数自日珥中心向前后边界对称减少与速度场为线性对称膨胀或线性对称压缩结合的谱线为非对称轮廓,原则上也会出现双峰结构,但可能不明显。最后,用数值计算对理论分析结果作了检验。 本文作为文[1]的继续,将用解析方法讨论源函数随深度变化对日珥谱线轮廓对称性的影响。首先讨论速度场为常数源函数随深度任意变化时谱线轮廓的对称性问题,然后讨论速度场自日珥中心对称膨胀或对称压缩与源函数自日珥中心向外边界对称增大或对称下降相结合的模型中,日珥谱线的对称性问题。     

南丹地区Caninia dorlodoti珊瑚层中牙形刺的发现及其意义

珊瑚 Caninia dorlodoti组合带,系吴望始等(1981)研究华南地区邵东组珊瑚化石时所建立的一个上部化石带,下部为Ceriphyllum elegantum组合带。关于邵东组(段),候鸿飞(1965)、吴望始等(1981)根据其中所产腕足、珊瑚等化石性质,均将其与西欧艾特隆层对比,时代归早石炭世。王成源(1983)研究了从邵东组下部分析出的牙形刺Polygnathus一些分子,认为邵东组时代应属于泥盆纪。宁宗善等(1984)根据广西武宣下石炭统黄茆组中珊瑚、牙形刺化石,把它和邵东组对比,从而将邵东组和艾特隆层归到下石炭统。这种分歧的存在,除了一些认识上的问题外,邵东组的时代问题,实质上是国