^(10)Be和^(26)Al在地表形成和演化研究中的应用

地球表面丰富多样的地形、地貌是地球内外动力相互作用的结果。宇宙射线辐射地表岩石、沉积物等产生的^(10)Be和^(26)Al放射性核素（半衰期分别为1．5Ma和0．71Ma），它们的浓度主要取决于由地理位置和地形、地貌条件所决定的宇宙射线辐射的通量和时间，从而能够记录地表的形成和演化历史。因此，宇宙成因核素是研究地表形成历史和作用过程的有力工具。

海洋表层温度剖面数值模拟

遥感测量海水表面温度(SST)需用海表面以下实测温度资料加以校正,由于长时间大范围进行海洋表层海水垂向温度剖面野外观测非常困难,建立经有限资料验证的数值模型十分重要。文章基于美国加利福尼亚湾3组船载光学实验的气象及海温资料,考虑太阳热辐射作用与海表面冷温层效应,建立了一个海表下20m深度范围内水温剖面演变的数值模型。通过冷温层计算合理加密了表层网格,使数值模型更准确地估计海表散热作用。计算结果与野外实测海温资料对比显示,海表剖面测试仪(SkinDeEP)未能准确定位和捕捉海表冷温层,实验方法有待改进。整合模型能准确描述海温剖面的演变趋势,在近海表20cm深度内,特别是与遥感SST相关的近海表1cm深度内,模拟结果优于无本皮肤层模型的计算结果。

仿突变生物合成调控对土曲霉C23-3次生代谢产物的影响

【目的】丁内酯I是土曲霉(Aspergillus terreus)产生的一种具有多样生物活性的小分子天然产物,对其结构多样性拓展的探索具有重要意义。以一株高产丁内酯I的海洋来源土曲霉C23-3作为基础菌株,研究丁内酯前体小分子类似物和前体合成酶抑制剂对其次生代谢的影响。【方法】以海水马铃薯液体培养基为基础培养基,以3种前体小分子类似物和3种对羟基苯丙酮酸的合成酶抑制剂作为化学诱导剂,在静置发酵条件下进行菌株的化学调控培养。采用高效液相色谱、高效液相色谱-离子阱质谱联用及基于质谱的分子网络和数据库挖掘分析次生代谢产物的产量和多样性。【结果】多数前体小分子类似物和合成酶抑制剂对丁内酯I产量均有不同程度抑制,而高浓度的前体小分子类似物3,4-二羟基苯丙酮酸、两种合成酶抑制剂联用及这三者的联用表现出了较强的抑制效果;并且在丁内酯I的合成受到强烈抑制条件下,丁内酯类、土震素类、洛伐他汀类等多类次生代谢产物的合成也下降,但一种环肽类化合物产量超过10倍的大幅提升,可能是菌体对作为群体感应信号及全局性转录因子lae A诱导子的丁内酯I合成受到压制胁迫的一种应激反应,具体机制有待深入研究。【结论】丁内酯I的前体确为对羟基苯丙酮酸,3,4-二羟基苯丙酮酸及对羟基苯丙酮酸合成酶抑制剂可用作抑制丁内酯I合成的小分子工具,以用于仿突变生物合成的进一步探索以获得多样化丁内酯衍生物,也可诱导产生环肽类化合物。

由远程声传播估算海洋pH值的一种方法

海洋中的低频(<1000Hz)声吸收主要决定于海洋的pH值.虽然测得的远程(1000km量级)声传播的绝对幅度相当复杂地依赖于海洋的介质和环境参数,但对不同频率间的相对吸收差的测量能给出有用的信息.此外,沿海面反射声线(RSR)的传播衰减还应附加上海面散射引起的损失.原则上通过比较发射和接收到的声信号的频谱能估算海洋的pH值和表面粗糙度.我们分析了北太平洋750km声传播实验的部分数据.实验结果与理论估算定性地相符,但其测量精度还不足以进行定量的比较(该实验并不是为测量相对吸收差而设计的).估算表明,为了获得0.05的pH测量精度,当信号频率为550±100Hz,传播距离为750km时,对北太平洋(pH≈7.7)和大西洋(pH≈8.0)海域分别需要对100和60个独立测量样本进行平均以消除内波及噪声引起的幅度谱畸变.

城市能量消耗对全球气候影响的模拟研究

2006年世界总能量消耗大约是1.58×1013W。这一能量消耗主要集中于人口稠密的地区。尽管这一能量消耗仅占自然界大气和海洋环流从低纬向高纬能量输送的0.3%,但当这一能量释放到大气中后有可能对正常的大气环流产生一定的影响,从而影响本地及下游地区的气温。本文使用全球气候模式对这一人类能量消耗潜在的气候影响进行了研究。结果表明,当把全球能量消耗超过0.4W的86个网格点加入数值模拟时,在北美和欧亚大陆的中高纬地区的冬季和秋季增温可达到1℃。这些增温地区恰恰是20世纪使用自然和人类强迫的气候模拟相较于实际观测有偏差的区域。因此,研究认为加入人类能量消耗可能会修正气候模拟相对于实际观测的误差。

第3章 海洋观测系统100年进步

评述了观测海洋的超过100年的历史。海洋观测的特别种类(如船载水文、系泊和漂流浮标)与这些测量可能带来的一些发现和动力认识一起进行了概述。到1970年代,孤立的和"探险队"观测方法演化成为覆盖大面积海洋、处理多尺度现象、使用各种仪器设备并配备模拟和分析研究团队的外场试验。洋中动力学试验(MODE)面对中尺度"涡旋"及其与更大尺度洋流的相互作用,采用了新的海洋模拟和试验设计技术,还开发了一系列观测方法。MODE之后,新仪器站网建立,用于研究控制不同区域海洋行为的过程。热带海洋全球大气项目得到热带太平洋多年时间序列,并最终预报了像ENSO这样的耦合海洋大气现象。世界海洋环流试验(WOCE)在较少漂浮和系泊设备直接速度观测区域,利用温度、盐分和其他示踪观测在全球海洋量化海洋传输。东部和西部边界层洋流吸引了复杂的观测,不同沿海区域有其独特的科学和社会意义上重要的现象,成为区域观测系统的的选择地。当前出现的很多类型仪器组成网络观测阵列的趋势在持续,为认识和预报大尺度海洋现象提供了可行之路。

黄土高原黄土和红粘土^(10)Be地球化学特征

充分认识元素和同位素在不同环境条件下的地球化学行为，是运用元素和同位素示踪环境变化的前提。对来自于黄土高原的黄土、古土壤和红粘土样品的宇宙成因核素10Be测量和化学成分分析，以及各种化学淋溶实验表明：10Be主要以吸附状态赋存于粉尘沉积物粘粒矿物的表面，部分已结合进自生的粘土矿物中；在粉尘沉积物风化过程中10BC与9Be和Al的活动性相似，基本没有发生迁移，其原因是连续沉积的粉尘含有大量的碱性物质，阻止了10Be的解吸附和淋滤；沉积和风化作用导致了10Be浓度与化学指标在黄土－古土壤和红粘土剖面中的协同变化。

天气和气候模式中的质量通量型大气对流参数化

0引言自数值天气预报和气候模拟出现伊始,数值模式对大气对流的描述或参数化就一直是一项具有挑战性的任务。单个对流单体具有很小的空间和时间尺度,空间上大约小于一到数十千米,时间上从几分钟到数小时。有组织的对流系统,比如飑线和中尺度对流复合体,其规模可达数百千米,时间上可持续一天甚至更长。对流是大气环流的一个重要能量来源,尤其是在热带。从社会经济角度来看,对流常常与暴洪。

边缘波的实验室模拟

边缘波是由水体边缘所限制的沿岸周期波浪运动。它与近岸过程有关，且是折射受限制的重力波，而重力波的水平长度的尺度变化从几厘米至几公里。其周期同入射风浪或更长一点的边缘驻波，是形成近岸环流流型、海滩嘴以及新月形沙坝的重要因子。前进边缘波可以在形成平行于海滩的沿岸沙坝中起着作用。这些推测是很难使用现场资料来试验的，原则上只是得到少量实验室试验的验证。本文评述了这些试验的结果以及特殊问题。

浅海鼓虾噪声声源级测量方法

鼓虾噪声是声源级高、频带宽的冲激噪声,对浅海高频声呐和水下通信系统有很强干扰。本文针对实地测量鼓虾噪声声源级存在的多径传播和随机多声源问题,提出一种自动测量实际海域中鼓虾噪声声源级的方法。基于匹配场思想,在一个大孔径垂直线阵上对近场的大量鼓虾噪声进行自动定位。利用鼓虾噪声的强冲激特性,使用阈值检测的方法获得鼓虾信号的到达时间,同时将其幅度进行归一化,解决了各声源幅度动态范围相差大的问题。利用射线理论计算近场直达波到达时间作为拷贝场,对数据进行球面波波束形成,解决近场多途多声源定位问题。通过定位结果将接收鼓虾信号的峰峰值声压换算到距离声源1 m处,计算峰峰值声源级。在东海测量的结果显示,该海域的鼓虾噪声峰峰值声源级平均值为173 dB re:1μPa@1 m,50%的测量值在168~175 dB re:1μPa@1 m之间。

烃类气体非生物成因及其判识标志

总结和评述了烃类气体非生物成因的代表性观点,以及最新的研究动态和进展。在蛇纹石化非生物成因烷烃理论的基础之上,分析了非生物成因烃类气体可能生成的地质背景。已经发现的非生物成因天然气的形成与运移,大部分都位于构造活动强烈、地质背景复杂的区域,如何将化学反应机理及其反应条件与具体的地质条件相匹配,是涉及非生物成因天然气成藏至关重要的科学问题。讨论了已有的多种非生物成因烃类气体的判别指标和划分模式,尽管甲烷δ^(13)C的典型分布区间对非生物成因烃类气体的识别非常重要,但需要结合具体的地质背景条件给予合理解释,非生物成因甲烷δ^(13)C可能具有更宽泛的分布区间。实例分析结果表明,综合利用烃类气体碳、氢同位素特征来判别烃类气体的成因具有明显的优越性。

集合敏感性分析在北半球中纬度高影响天气中的应用

总结回顾了集合敏感性分析(ESA)在诊断中纬度高影响天气预报不确定性中的应用。作为一个简单高效且不需要大量计算资源的方法,集合敏感性分析主要被应用在中纬度气旋、台风或飓风的温带转换,以及在强对流过程中诊断预报误差和不确定性的来源。集合敏感性方法极有灵活性,可以根据实际需要改变不同的预报变量和初始场。在对2010年美国东岸圣诞节暴风雪的分析中,集合敏感性分析通过三种形式来诊断了预报不确定性的初值敏感性,即基于EOF分析的敏感性、预报差别的敏感性,以及基于短期预报误差的向前积分敏感性回归。三种方法证实气旋路径的不确定性主要和位于美国南部大平原的短波槽初始误差相关。此外,气旋强度的不确定性还和产生于北太平洋向下游延伸的罗斯贝波列相关。集合敏感性分析方法对于分析中纬度气旋的不确定性、诊断初值敏感性、分析误差发展机制都非常有效。集合敏感性分析也被应用于分析台风/飓风的温带气旋转换过程的不确定性。在对2019年美国首个主要登陆台风Dorian的分析中发现,加拿大CMC的集合预报主要不确定性来自于强度的不确定性,而这个不确定性与初始时刻的大尺度环流型有关,较连贯的信号可以追溯至东北太平洋的前倾槽。而NCEP和ECMWF的不确定性主要在于气旋位置的东北—西南向移动,而敏感性主要和飓风系统本身(即其北部低压区和中纬度槽)的锁相有关。分析结果进一步验证了集合敏感性分析对诊断模式之间的不一致性,以及模式成员之间不一致性的不确定性来源和发展过程的可靠性。集合敏感性分析方法综合了集合预报、资料同化和敏感性分析,因此对于资料同化技术改进、诊断模式误差(或者缺陷)、附加(目标)观测最优策略,以及评估观测对预报的影响等都有重要意义。同时可以更有效地利用集合预报信息,帮助预报员提高情景意识,最终减少高影响天气预报中的决策失误。

渔业合作社产权:它们如何运作(及运作效果)

将产权转移给当地机构已经逐步成为发展中国家自然资源管理中的一种强制性策略。加利福尼亚墨西哥湾渔业合作社运营中对产权的使用,为理论和实证分析提供了一种良好的背景。动态理论模型论证了产权的存在、资源的流动性和可预见的环境波动是如何影响渔业合作社管理选择的。有一种较积极的管理形式:合作社领导对合作社成员的捕捞物支付更低的价格,因为低价会降低捕捞努力量。通过加利福尼亚湾三个合作社关于价格和渔获量的三年航海日志数据,我们对该模型的启示进行了实证检验。其中一个合作社享有产权,而另外两个合作社则未享有产权。

采矿业挺进深海

今年2月下旬，我们来到距离圣迭戈约48千米的海面上，这里深约1000米。在我们的科考船萨利号（RV Sally Ride）上，有8个小汽车一般大小的大容器，里面装满了从太平洋海底采回的沉积物。这天早上，我们在一个巨大的水槽里将沉积物与海水混合在一起。随后，我们义花了一个多小时，将水槽里的泥浆通过直径0．2米的排水软管排到60米深的海水里。