2018年4月钠层激光雷达观测特性研究

通过钠层激光雷达观测,研究了中国低纬地区2018年4月的特征采集样例,对比观测发现海南上空出现了间歇型的钠层分布规律,以及较为少见长久持续的钠层双峰结构。同时观测到了4月单天的钠层结构与重力波的相互作用。在重力波的作用下钠层峰型保持完好,并有明显的峰位向下移动。当重力波达到饱和值时,波破碎导致了钠层形态的变化,实验观测数据与理论符合极好,表明春季中国低纬度地区钠层变化具有一定的多样性。     

武汉高空钠层的激光雷达24 h连续观测

在原有的双波长高空探测激光雷达基础上,通过采用钠原子Faraday滤光器技术以及配合其他相关技术措施,在国内首次实现了对高空钠层的24h连续观测,从而为开展对高空钠层及相关高层大气特性的连续性观测研究提供了有效手段.近50h的初步连续观测结果表明,高空钠层白天的柱密度较夜间略有增加,观测到一个白天钠层突发现象,并初步比较了它与已观测到的大量夜间钠层突发现象的异同.     

武汉高空钠层的激光雷达24h连续观测

在原有的双波长高空探测激光雷达基础上,通过采用钠原子Faraday滤光器技术以及配合其他相关技术措施,在国内首次实现了对高空钠层的24h连续观测,从而为开展对高空钠层及相关高层大气特性的连续性观测研究提供了有效手段.近50h的初步连续观测结果表明,高空钠层白天的柱密度较夜间略有增加,观测到一个白天钠层突发现象,并初步比较了它与已观测到的大量夜间钠层突发现象的异同.     

结合地形测绘数据的机载LiDAR草原植被冠层高度反演方法研究

草地冠层高度(grassland canopy height)是草地群落垂直结构组成、植被生长演变定量评估的核心指标之一,属于草地生态安全监测的关键参数.常规光学遥感获取地表植被覆盖存在群落三维结构信息缺失的问题,考虑到天然草地植被自然生长过程存在空间离散随机分布特征,发展了一种结合地形测绘数据的无人机激光雷达(air...     

基于地面激光雷达点云的树木冠层变化定量分析

采用切片形式的Alpha Shape 3D法估算树木冠层体积,从不同相对位置分析体素空间分布状态的变化.基于网格模型提取变化点云,研究冠层组分的空间变化,以受台风玛利亚破坏树木冠层为例,应用所提出的方法进行定量分析.通过多角度分析可知,该台风对目标树木总体破坏较小,树木冠层垂直方向的中下部受损较大,枝叶受损多集中于距离冠层中心水平方向2.0～2.5 m区间.分析结果表明,该定量分析方法可以反映树木冠层分布及体积变化情况.     

Andes上空中间层和低热层中大气惯性重力波的激光雷达观测

利用Andes观测站(30. 3°S,70. 7°W)激光雷达2016年6月8～9日共11. 6 h的风场、温度以及钠原子数密度的观测数据,研究了一个在中间层顶区域惯性重力波活动事件。谱分析表明,这个惯性重力波的周期约6. 6 h,垂直波长约7. 5 km,水平波长约826 km。根据矢端曲线法分析发现,此惯性重力波的传播方向大约为西偏北38. 6°。计算出它的垂直群速度约0. 2 m·s~(-1),水平群速度约22. 9 m·s~(-1)。射线追踪结果表明,上传惯性重力波可能来自于平流层的急流区域。虽然该惯性重力波不能达到不稳定性的阈值,但是理查德森数和浮力频率显示,由于不同扰动分量的叠加,导致了在一些高度和时间上,动力学的发生和对流不稳定性的存在。因此,叠加效应引起的不稳定性可能会对中间层-低热层中波的饱和度和幅度约束有显著影响。同时利用重力波偏振关系和惯性重力波纬向风扰动,计算出了经向风、温度和大气密度扰动,同时观测的经向风和温度扰动与计算的结果一致,表明观测到的准单色惯性重力波能很好满足重力波偏振关系。另外,计算得到的大气密度扰动与观测的钠原子数密度扰动相位一致,证实了中间层-低热层区域的钠原子可以作为重力波的示踪物。     

北京地区大气气溶胶的激光雷达观测及反演算法研究

利用微脉冲激光雷达在北京地区的观测, 研究两种避开利用高空信号的反演算法。算法一,根据Fernald的反演算法把边界取在混合层中间某处, 并结合太阳光度计的观测进行反演。通过激光雷达与同一地点自动气象站的地面观测比较验证了反演结果, 表明该方案用于激光雷达的气溶胶消光系数反演是可行的。算法二,由于激光雷达近端处的信号和地面气溶胶消光系数线性相关, 从而利用地面气溶胶观测数据反演雷达常数和观测期间气溶胶平均后向散射比, 结果与第一种方案一致, 表明利用该方法反演是可行的。最后利用这次激光雷达的观测, 分析北京地区冬季一次西伯利亚高压过境时的气溶胶演变过程, 将激光雷达观测与南郊观测站地面观测进行比较, 并验证了激光雷达的反演结果和算法的可靠性。     

高空钠激光导星的制备与成像研究

本文在首先分析了高空钠层光谱特性和激光光谱的基础上,提出要获得最大激光导星回波信号,激光频率与钠原子频率应满足的匹配关系.采用智能化激光锁频的方式实现了钠层激光导星的制备,采用成像望远镜和单反相机,获得了钠层激光导星图像.同时,借助于激光雷达这一有利工具,获得了钠导星制备与成像中的激光能量、回波光子数等重要参考数据.     

单层Si3N作为钠/钾离子电池的高容量阳极材料的可行性研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了二维单层Si₃N作为离子电池阳极材料的相关性能.零带隙能带结构表明,单层Si₃N具有金属特性,金属的高导电能力有利于其作为阳极材料.计算结果表明,单层Si₃N对于钠和钾的理论容量分别为1 230 mAh·g^-1和889 mAh·g^-1.与此同时,该材料对钠和钾的理论能量密度分别为1 090 mWh·g^-1和576 mWh·g^-1,高于之前一些报道的二维阳极材料.此外,钠、钾原子在单层Si₃N上的扩散势垒分别为0.30,0.38 eV,表明该材料具有非常高的充放电速率,且在吸附过程中,Si₃N一直保持着良好的金属特性和结构完整性,这些性质使其具有良好的电池工作循环性能.以上结果表明,单层Si₃N是理想的钠/钾离子电池阳极材料.     

室内火灾烟气层高度的理论与模拟研究

通过对室内火灾中烟气层质量守恒方程的求解,得出了烟气层稳定高度的数学表达式,分析了影响烟气层下降速度和稳定高度的因素,并运用CFAST区域模型进行了数值模拟。结果表明,室内火灾烟气层下降到一定高度将达到稳定,下降速度和稳定高度与火源大小、房间几何尺寸等因素有关;火源功率越大、房间面积越小、通风口越小,烟气层下降速度越快;房间面积和房间高度越大、通风口越小,烟气层的稳定高度越小,改变火源如果引起烟气净累积量增加则稳定高度减小,反之,稳定高度将增大。     

结合激光雷达评估常规探空资料反演青藏高原混合层高度的适用性

利用微脉冲激光雷达探测资料,采用梯度法获取那曲地区夏季的混合层高度序列及日最大混合层高度;利用每日两次(08:00和20:00)的探空资料结合地面最大位温,采用气块法得到雷达探测对应日期的日最大混合层高度(MMH)。通过对比从不同资料得到的MMH,发现08:00探空反演结果与激光雷达结果有较好的一致性(相关系数R为0.85,均方根误差RMSE为0.30 km,平均绝对误差MAE为0.25 km,并通过显著性水平为0.95的t检验);20:00探空反演结果则与激光雷达结果偏差相对较大(R为0.84,RMSE为0.67 km,MAE为0.54 km,未通过t检验)。分析产生偏差的原因发现,探空时刻的残余层、前期的天气变化过程以及对流泡活动或强卷夹过程引起的混合层高度时空变化等都可能是导致20:00高度结果与激光雷达结果不一致的原因,使得20:00探空资料不适合进行最大混合高度的反演。位温廓线的日变化特征也会影响反演结果的准确性,导致08:00探空结果偏高,但可以通过统计订正做修正。     

Observed and simulated features of the CO2 diurnal cycle in the boundary layer at Beijing and Hefei,China

The mechanism of the CO2diurnal cycle is a basis for investigating the carbon budget and its impacts on climate and environment change.Regional diurnal variations in CO2concentration based on observations and modeling have been studied widely.However,few studies have focused on the pattern of the CO2diurnal cycle in China.In this study,a three-dimensional global chemical transport model,Goddard Earth Observing System(GEOS)-Chem,was applied to simulate the CO2concentration and its variation over China from 2004 to 2012.Meanwhile,we also analyzed the CO2concentration as observed by two eddy covariance flux observation towers,one located in Beijing(39°580N,116°220E)and one in Hefei(31°550N,117°100E),using LI-COR 7500A infrared gas analyzers.Observations showed the amplitude of the CO2diurnal cycle at Hefei to be larger than at Beijing,due to stronger ecological activities.GEOS-Chem successfully captured the main aspects of the diurnal cycle of the CO2concentration in the boundary layer observed at both Beijing and Hefei.However,some discrepancies between the model and observations did exist;specifically,the model tended to underestimate the amplitude of the CO2diurnal cycle.The data also showed that traffic emissions significantly enhanced the CO2concentration in the boundary layer.     

合肥盆地白垩纪伸展构造格局

合肥盆地早白垩世演化过程长期存在争议.利用最新的油气勘探地震资料,系统分析了盆地内主要断层及其东缘的郯庐断裂伸展活动在地震剖面上的构造表现,并在此基础上论述了合肥盆地东部白垩系朱巷组、响导铺组、张桥组的断裂-沉积响应.结合同位素年代学资料综合分析认为,合肥盆地伸展活动的起始时间为早白垩世中期,持续至古近纪末.同时采用2DMOVE模拟软件对断层的分析也支持了这一认识.该时期合肥盆地呈现复合式断陷构造格局,盆地东西部受北北东向郯庐断裂带与吴集断裂的伸展作用控制,出现了北北东向的半地堑式断陷盆地.同时,盆地北界及内部近东西向南倾断裂(寿县-定远断裂、肥中断裂、肥西-韩摆渡断裂)的伸展活动,又控制出现了近东西向、北断南超的半地堑式盆地,总体上为复合断陷盆地,其伸展活动发生在华北克拉通岩石圈减薄的背景下,与太平洋板块高角度俯冲有关.     

北京大学大气环境模式PUMA的改进及其在沈阳地区的应用研究

为拓展北京大学大气环境模式(PUMA)的应用, 对其进行两方面的改进。首先, 用新一代中尺度气象模式WRF提供气象场驱动PUMA; 其次, 新增非局地湍流扩散系数Grisogono方案。 为验证改进后的模拟能力, 将PUMA运用于沈阳地区冬季大气SO₂污染研究。模拟结果和观测比对表明: WRF可以提供合理的气象场; PUMA可以模拟出SO₂浓度月尺度变化和日变化; Grisogono方案在中午对流边界层条件下对模拟结果有所改善。SO₂浓度有明显的日变化, 白天浓度低, 夜间浓度高, 模拟结果表明SO₂浓度和边界层高度的日变化成负相关。改进后的PUMA可以在大气环境预报预警中得到应用。     

Comparative studies on zooplankton community between the sea surface microlayer and the subsurface microlayer in Daya Bay, China

Historically,studyontheseasurfacehasbeen restrictedbasicallytothecontentofthemixedlayer ofthewatercolumnandtotheseasurfacedynamics.Lessattentionhasbeenpaidtotheair waterinter face,whichisconstitutedbythefirstfewtensofmi cronsanddefinedastheseasurfacemicrolayer(SM)[1].SMisanimportantboundarybetweenat mosphereandtheocean,asanareaofexchanging matterandenergy.TheSMplaysakeyroleinthe globalbiogeochemicalcyclebecauseallgaseous,liquid andparticulatematerialsmustpassthroughthisinter facebetweentheoc…     

西部自然环境下硫酸钠半浸泡混凝土孔分形维数、孔结构与渗透性的研究

研究了西部自然的大温湿差环境下硫酸钠溶液半浸泡混凝土的孔分形维数、孔结构及其渗透性能。基于压汞法的测试数据,计算了孔的分形特征参数,如孔体积分形维数、孔轴分形维数、孔轴曲率。通过对分形特征参数与渗透率的分析,得到孔体积分形维数、孔轴曲率与渗透率的线性相关性;孔轴分形维数与渗透率的无相关性;同时对小于0.1μm孔的数量与渗透率的线性相关性进行了讨论。结果表明:不同养护条件和不同浓度硫酸钠溶液半浸泡的腐蚀条件主要影响小于0.1μm的孔,该区间的孔越多,抗渗透性能越好;标准养护条件下的抗渗透性最好,室外大温湿差条件下的抗渗透性最差;硫酸钠半浸泡试样暴露于室外大温湿差环境下的区域抗渗透性能比浸泡于硫酸钠溶液中的区域差。     

双冠醚与硫氰酸钠固体配合物的合成及性质

合成了２，２’－二硝基－４，５，４′，５′－双并－（１５－冠－５）－二苯基二硫化物（Ｌ）与硫氰酸钠的固体配合物．元素分析、红外光谱、紫外光谱及摩尔电导测定结果表明．配合物的组成为２ＮａＮＣＳ·Ｌ·Ｈ＿２Ｏ，钠离子的配位数为６．     

新疆地壳的化学成分

根据新疆地区的地理学、地质学、地球物理学和地球化学调查资料,详细研究了新疆地区的大陆地壳模型。新疆地区有五个大地构造单元,它们是阿尔泰褶皱系、准噶尔褶皱系、天山褶皱系,塔里木地台和西昆仑褶皱系。在地壳模型和岩石化学资料基础上,计算和研究了新疆地壳的平均化学成分和主要元素丰度。     

三江盆地绥滨坳陷下白垩统煤系烃源岩评价

根据烃源岩热解地球化学分析成果,应用所测岩样中有机碳(TOC)、吸附烃(S1)、干酪根热解烃(S2)含量及氢指数IH(S2/有机碳),对绥滨坳陷滨参1井和绥D1井下白垩统煤系地层中的煤系泥岩、碳质泥岩和煤岩从有机质丰度、有机质类型和成熟度三个方面进行了烃源岩分析评价。这三种岩石样品中各项生油岩指标绝大多数都达到了中-好烃源岩评价标准。绥滨坳陷下白垩统城子河组和穆棱组为两套具生烃潜力的煤系烃源岩。