基于LCA的工业过程碳排放建模和环境评价

针对我国化工类企业在生产过程中排放大量温室气体和污染物,造成气候变暖和区域重度雾霾事件频发的现状,该文提出了基于生命周期的工业过程碳排放计量和环境影响评价方法。采用生命周期分析方法对工业过程进行碳排放清单分析,较好地理清了工艺流程中各单元的碳排放当量;同时借助GaBi软件,采用环境影响潜势分析方法对工业过程进行了进一步的环境影响评价,实现了复杂工艺流程中重污染单元的精确定位。基于内蒙古苏尼特碱厂的两类碱产品工业过程的分析表明:这两类方法运用于工业过程的生命周期分析都是可行的,分析的结果对于工业过程整改解决方案的提出具有重要的参考价值。     

门限重复单元的PM2.5浓度预报方法

针对当前我国重污染天气实时的空气质量预报问题,该文提出了一种基于长短期记忆神经网络的PM2.5浓度实时预报方法。此方法结合了北京市地面空气质量监测数据、天气预报模式的气象预报数据及东亚地区污染物排放清单进行分析,在将高层大气状态及排放状况融入了预报模型的同时,利用LSTM模型模拟区域PM2.5浓度的时序连续变化特征,建立了0~72h的区域PM2.5浓度实时预报模型。实验证明,该方法可以有效表征大气污染物变化的时序特征,从而进行更为精准的长时PM2.5浓度预报。同时,使用门限重复单元作为LSTM神经网络的核心,在保障模型精度的同时,进一步减少了模型训练时间,提高了模型的计算效率。     

运用贝叶斯方法的PM2.5浓度时空建模与预测

针对当前我国大部分地区正面临严重的空气污染问题,对重污染区域进行时空建模具有重要的意义。该文基于贝叶斯时空模型建立了京津冀区域的PM2.5浓度时空预测模型,该模型充分考虑了PM2.5浓度的时间变异特性与空间分布特性,并引入了气象数据作为协变量对没有监测站的位置进行预测。实验结果表明,该方法具有很好的预测精度,其在测试站点上的拟合优度达到了0.9以上,能够应用于区域级PM2.5浓度的时空分布建模与预测。     

基于OFES模式数据的北赤道流分叉研究

利用1957—2006 共50 年高分辨率的长时间序列海洋模式OFES(OGCM for the Earth Simulator)数据, 对北赤道流(NEC)的分叉规律及其与ENSO循环的关系进行了分析。结果表明: (1) NEC分叉纬度具有明显的季节和年际变化, 周期主要呈现为3—6个月的季节内振荡和2年、2—7年左右ENSO尺度周期振荡以及10年以上的年代际变化。在季节尺度上, 分叉位置春季偏南, 秋季偏北, 并且分叉纬度随深度的增加向北移动, 其北移幅度冬季最大, 夏季最小。而在年际变化尺度上, NEC分叉纬度具有较强的年际变化信号, 与ENSO循环密切相关, El Ni?o 年分叉位置偏北, La Ni?a年分叉位置偏南。(2)NEC分叉纬度的变化与北太平洋0—30°N之间的纬向风应力旋度积分零线位置密切相关, 零线的南北偏移导致了分叉位置的改变, 在不同深度上, 零线位置对分叉纬度改变的影响时间不同, 表层需1个月, 而500 m深度则需4个月左右。(3)NEC分叉影响着黑潮(KC)与(棉兰老流)MC的流量分配率, 其年际异常变化与冷、暖ENSO事件发生密切相关, 当El Ni?o发生时, KC流量分配率减少, MC 流量分配率增加; La Ni?a年情况则相反。     

内蒙古北山马山花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对内蒙古北山南带东段的马山花岗岩体进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学和岩石地球化学研究,结果表明,马山花岗岩以花岗闪长岩为主,偏铝质-过铝质,中钾钙碱性特征,具有较高的SiO2(64.85%~79.17%)、Na2O+K2O(5.13%~6.62%),富钠(Na2O/K2O>1);在球粒陨石标准化配分模式图上,配分曲线相对平缓,富集轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显且相对亏损,δEu=0.65~0.91,具有弱Eu 负异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,亏损Ba、Nb、Ta、P、Ti,富集Rb、Th、U、K。通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年,马山花岗岩体的侵位年龄为281.8±3.2Ma。结合区域地质背景,认为马山花岗岩体是壳幔混合成因的,形成于早二叠世后碰撞伸展体制之下,北山南带于早二叠世晚期进入后碰撞裂谷伸展发育阶段。     

一种新型浅层井CO2监测系统的研发

碳捕集、利用与封存（CCUS）能够有效降低传统能源产业CO2排放量,缓解气候变化。地层中CO2泄漏,作为潜在风险之一,可能改变浅层地下水水质,影响地表动植物生长,甚至危及周围人群安全。为监测CO2是否泄漏至地表并评估泄漏对浅层地下水的影响,进行浅层地下水连续取样十分必要,为此开发了一种新型浅层井CO2监测系统。详细介绍了该系统的构成、工作原理、技术难点应对措施和操作步骤。该系统基于U形管原理：渗入井筒的地下水通过单向阀进入U形管内,而后采用氮气对U形管的一端加压,U形管的另一端得到样品。该系统能连续对地下不同层位（层位数根据实际需求确定）进行取样,为封存现场环境风险预警系统提供组成数据。     

SBE 917plus CTD剖面仪及其自容式作业

SBE 917plus CTD是目前最先进的自容式温盐深剖面测量仪,广泛应用于对海水温度、电导率和压力等基本物理海洋参数的测量。结合多年的SBE 917plus CTD现场使用经验,简要论述该系统的结构及工作原理,并介绍现场自容式作业及数据后处理的关键技巧。     

武汉市出租车轨迹二氧化碳排放的时空模式分析

车辆尾气是道路交通二氧化碳（CO₂）排放的重要来源,目前的研究主要集中在区域CO₂排放清单的计算和分析上,鲜有从微观层面上进行CO₂排放的反演分析。采用微观尾气排放模型对出租车行程轨迹的CO₂排放量进行定量反演,进而从点、线、面3个粒度对武汉市出租车行程轨迹CO₂排放的时空模式进行分析。研究结果表明,利用出租车轨迹可以有效地反演出租车CO₂排放量,并发现其在不同日期和时段具有明显的规律性。通过时空聚类技术发现了点粒度下的出租车CO₂排放的类簇数目存在一定的时空变化规律,采用数据场模型展示了线粒度下的道路线段出租车CO₂排放强度存在明显的时空分布规律,利用时空自相关技术揭示了面粒度下的区域出租车CO₂排放量具有较高的时空正相关性。研究成果可以为城市减排措施制定等提供辅助支持。     

断陷湖盆差异湖侵过程与层序格架下沉积体系特征响应: 以霸县凹陷古近系沙河街组为例*

断陷湖盆充填演化过程中发生的多期差异湖侵,控制了层序格架及其内部沉积体系类型和分布。基于霸县凹陷的三维地震资料,结合800口探井钻/测井、岩心及古生物等资料,在明确古近系湖盆演化过程的基础上,以沙河街组三段和一段为研究目标,分析差异湖侵作用过程中的层序结构及层序格架下的沉积差异特征。研究结果表明,沙三段沉积时期的缓慢湖侵过程中发育断坡—坡折层序结构,以多期退积型三角洲、扇三角洲沉积为主,形成厚层优质烃源岩。沙一段沉积时期的快速湖侵过程中,形成弯折—宽缓坡型层序结构样式,发育混积滩坝、小型近岸水下扇(扇三角洲)沉积。根据上述研究结果,认为断陷湖盆差异沉降控制了层序结构样式,古地貌和物源供给调节岩相的空间分布,湖盆不同演化阶段层序结构和沉积体系都存在显著的差异。在此基础上,建立差异湖侵作用下沉积体系特征的响应模型,可为同类型盆地中的油气勘探特别是岩性油气藏的勘探提供借鉴。     

太平洋次表层海温异常年际变率的信号通道与ENSO循环

利用SODA海洋同化资料,分析了太平洋次表层海温异常(SOTA)年际信号变异特征与ENSO循环的联系。结果表明,热带太平洋的年际变率表现为以160°W为纵轴的东西向和以6°—8°N为横轴的南北向的跷跷板分布,南太平洋和北太平洋中高纬度海洋的SOTA则与热带西太平洋SOTA同号,但强度较弱,这些变化都与ENSO事件密切相关,是ENSO事件的两个主要模态,具57和44个月显著周期。ENSO循环期间,热带西太平洋SOTA强信号中心沿赤道东传,到达赤道东太平洋后加强并北扩,导致ElNi?o或LaNi?a事件,同时从热带西太平洋有较弱SOTA信号向东北和西南传播,在南、北太平洋中高纬度海域产生弱SOTA;同期位于热带东太平洋反号的SOTA强信号中心沿10°—15°N(平均12°N)西传,至热带西太平洋后加强并南扩,为下次LaNi?a或ElNi?o事件准备条件,同时在北太平洋中高纬度海洋还存在着反号弱的SOTA。如此周而复始,完成ENSO循环。太平洋次表层海温年际变化信号除在赤道及以北的热带太平洋存在一个逆时针方向的传播通道外,同时在热带西太平洋有异常信号向南、北太平洋中高纬度海域传播,并指出ENSO循环期间太平洋次表层海温异常年际变率信号传播的可能通道。