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谈固体地球动力学系统的自组织

地质论评 2021年第3期67卷 571-577页

作者：杨文采浙江大学地球科学学院杭州310027

地球在3.8 Ga前不断有小星体撞击,属于不稳定的开放系统,积累了大量物质和能量。太古宙以后开始形成了准圈层结构,转变为封闭的能量消散系统,并开始建立了系统整体凝聚力和活力之间高度平衡的自组织机制。固体地球系统的重力和化学亲和... 详细信息

地球在3.8 Ga前不断有小星体撞击,属于不稳定的开放系统,积累了大量物质和能量。太古宙以后开始形成了准圈层结构,转变为封闭的能量消散系统,并开始建立了系统整体凝聚力和活力之间高度平衡的自组织机制。固体地球系统的重力和化学亲和力产生地球系统物质向内运动的凝聚力。地球存储在地核中的热能和放射性物质的核能,是驱动和维持着固体地球内部物质向外运动的活力来源。地球的自组织指的就是自我调控系统凝聚力和活力之间平衡的调节能力。固体地球系统局部时空尺度的物质运动是各态遍历的,大尺度全局的物质运动规律是确定性的,是自组织机制发挥作用的结果。固体地球系统的自组织能力现在还保持在很高的水平。

关键词：地球动力学固体地球系统结构自组织凝聚力活力

岩石圈地幔含水不均一:来自华南地区白琳和建德的对比

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地质学报 2022年第12期96卷 4184-4197页

作者：郝艳涛夏群科李佩浙江省地学大数据与地球深部资源重点实验室浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

利用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱和傅里叶变换红外光谱分别测定了华南地区福建省白琳大嶂山新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物的主要元素、微量元素和H_(2)O含量。橄榄岩矿物主要元素之间的相关性符合部分熔融趋势,部分熔融程度... 详细信息

利用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱和傅里叶变换红外光谱分别测定了华南地区福建省白琳大嶂山新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物的主要元素、微量元素和H_(2)O含量。橄榄岩矿物主要元素之间的相关性符合部分熔融趋势,部分熔融程度在0~21%之间。大多数样品(23个样品中的21个)部分熔融程度较低(浙江省建德地区岩石圈地幔具有较高水含量。白琳和建德两地对比显示,两地岩石圈地幔在熔融程度、交代程度、氧化还原状态和平衡温度非常类似,但是水含量差异巨大。华夏地块(以建德和白琳为代表)的岩石圈地幔在主成分和微量成分上可能均一,但H_(2)O含量有巨大差异,体现了地幔的不均一性。

关键词：水含量橄榄岩包体岩石圈地幔地幔不均一华夏地块

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我国江淮和黄淮地区强对流过程的基本特征

浙江大学学报（理学版） 2018年第2期45卷 209-222页

作者：周一民张文滨朱佩君浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

中国江淮和黄淮地区是强对流天气多发区域,利用2010—2012年(4—10月)常规观测资料和再分析资料,对江淮和黄淮地区(30°N^37°N,110°E^122°E)发生的418个强对流天气过程进行了统计分析,得到该地区强对流发生的时空特征、典型环境背景... 详细信息

中国江淮和黄淮地区是强对流天气多发区域,利用2010—2012年(4—10月)常规观测资料和再分析资料,对江淮和黄淮地区(30°N^37°N,110°E^122°E)发生的418个强对流天气过程进行了统计分析,得到该地区强对流发生的时空特征、典型环境背景以及对流关键参数的统计特征.统计发现,江淮和黄淮地区强对流天气主要发生在6—9月,8月最多,呈单峰型.空间上,江淮和黄淮地区有明显的3块强对流多发区域,分别是山东泰山周边地区、东部平原地区、大别山和黄山一带,其中发生在东部平原区域的强对流过程所占比例最高,达到了35.3%.从日变化来看,强对流主要发生在15:00—21:00(LST,下同),其次是06:00—09:00,呈双峰型,并且在空间走势上从早至晚呈自西北向东南的发展规律.根据500hPa形势场将个例分成低槽型、副高型、冷涡型、台风型4大类,其中低槽型284例,副高型101例,冷涡型16例,台风型17例.由探空数据统计发现,副高型水汽更多集中在边界层低层,而台风型水汽更多分布在深厚的对流层中,低槽型水汽条件适中,冷涡型最小且抬升凝结高度最高;副高型最不稳定,低槽型适中,冷涡型不稳定度最低.通过与已有研究对比,本研究区域的强对流过程潜在不稳定度较小,但具有较湿的环境场.

关键词：强对流天气过程统计分析日变化天气形势关键参数

登陆台风Matmo(2014)北侧对流雨带的触发和发展过程

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大气科学 2018年第5期42卷 1038-1054页

作者：刘文婷朱佩君浙江大学地球科学学院杭州310027

登陆台风Matmo(2014)北侧弱回波区突发多条强对流雨带,造成严重影响。本文利用NECP/NCAR的FNL(Final)再分析资料,地面自动站加密观测资料、雷达拼图资料等对台风北侧连续出现的3条对流雨带的触发和发展过程进行研究。结果表明:初始对流... 详细信息

登陆台风Matmo(2014)北侧弱回波区突发多条强对流雨带,造成严重影响。本文利用NECP/NCAR的FNL(Final)再分析资料,地面自动站加密观测资料、雷达拼图资料等对台风北侧连续出现的3条对流雨带的触发和发展过程进行研究。结果表明:初始对流是在弱的对流不稳定和条件对称不稳定条件下,由锋面强迫和地形抬升作用共同触发。接二连三发生的3条对流雨带是在台风北部高湿环境,长时间稳定的水汽辐合,明显的对流不稳定,局部弱条件对称不稳定条件下,由近地面辐合线在辐合稳定并加强后触发的,有利的环境和多层不稳定的叠加有利于雨带的发展和维持。先后触发对流雨带的3条辐合线在发生位置上相当接近。辐合线的形成一方面由海陆下垫面差异、江苏和山东南部海岸线曲率、台风风速随半径分布特点所决定;另一方面,辐合线2和3的形成还与它们北侧对流雨带的冷出流密切相关。对流带上的强降水中心往往对应着稳定的辐合中心,辐合中心主要位于风速大小梯度明显的位置上。而辐合线上的风速梯度主要受海岸线、地形附近的降水分布影响。

关键词：登陆台风雨带触发辐合线

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蒙古高原的地壳和上地幔构造概况

地学前缘 2023年第4期30卷 218-228页

作者：杨文采陈召曦石战结浙江大学地球科学学院浙江杭州310058 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

地球物理调查和地质资料的综合分析表明,现今蒙古高原的地壳构造主要是由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋两次大洋闭合和拼合造山作用形成的。其中古亚洲洋闭合作用主要发生在蒙古高原的西部和南部,造成阿尔泰碰撞造山带地壳隆升、乌布斯-... 详细信息

地球物理调查和地质资料的综合分析表明,现今蒙古高原的地壳构造主要是由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋两次大洋闭合和拼合造山作用形成的。其中古亚洲洋闭合作用主要发生在蒙古高原的西部和南部,造成阿尔泰碰撞造山带地壳隆升、乌布斯-巴彦洪戈尔地壳沉降,也牵连到杭爱山地块发生次级的地壳隆升。蒙古高原的东部,中生代古蒙-鄂洋封闭时没有发生强烈的碰撞,上、下阿穆尔地体和锡林浩特地体就完全拼合成陆地。这种类型的拼合造山,速度缓慢的陆-陆俯冲起主要作用。当然,速度缓慢的陆-陆俯冲作用同样会造成众多的地壳变形和岩浆侵入,使大陆增生。蒙-鄂洋的闭合没有发生明显的地壳缩短加厚,而是发生大规模幔源岩浆侵入,使地壳熔解和结晶基底快速克拉通化。在蒙古下方的上地幔,有反映上地幔羽毛状热流体上涌的痕迹残留。

关键词：大陆动力学蒙古高原拼合造山地壳构造大陆增生

U-Net深度卷积神经网络在沙脊线提取中的应用

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中国沙漠 2021年第5期41卷 21-32页

作者：高博钰杨波张德国浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

沙丘形态演变过程记录着近地表风况与环境演化的历史,然而对其特征研究一直受限于大范围沙脊线提取效率低和成本高等问题。本文基于深度卷积神经网络搭建U-Net模型,实现批量、高精度沙脊线的提取。将数据增强技术、随机失活神经元、批... 详细信息

沙丘形态演变过程记录着近地表风况与环境演化的历史,然而对其特征研究一直受限于大范围沙脊线提取效率低和成本高等问题。本文基于深度卷积神经网络搭建U-Net模型,实现批量、高精度沙脊线的提取。将数据增强技术、随机失活神经元、批标准化以及迁移学习技术应用于模型训练和参数更新,使得模型的精度更高。结果表明:U-Net模型以及各种策略能够高效、精确地识别遥感影像中的沙脊线;沙脊线走向的偏移与近地表风况变化有着很好的对应关系,U-Net模型可以有效地用于区域性的沙脊线走向分析。

关键词：深度卷积神经网络 U-Net 沙脊线近地表风况

IPCC AR6报告解读:气候系统对二氧化碳移除响应

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气候变化研究进展 2021年第6期17卷 664-670页

作者：曹龙浙江大学地球科学学院大气科学系杭州310058

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO_(2)排放,这需要在很大程度上依赖CO_(2)移除措施。AR6对CO_(2)移除的主要评估结论如下:CO_(2)移除有潜力从大气中去除CO_(2)(高信度);如果CO_(2)移除量超过CO_... 详细信息

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO_(2)排放,这需要在很大程度上依赖CO_(2)移除措施。AR6对CO_(2)移除的主要评估结论如下:CO_(2)移除有潜力从大气中去除CO_(2)(高信度);如果CO_(2)移除量超过CO_(2)排放量,将实现净负CO_(2)排放,降低大气CO_(2)浓度,减缓海洋酸化(高信度);通过CO_(2)移除方法从大气中去除的CO_(2)会部分被海洋和陆地释放的CO_(2)抵消(非常高信度);如果净负CO_(2)排放可以实现并且持续,CO_(2)引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化(例如海平面升高)仍会在未来的几十年到千年尺度上持续(高信度);不同CO_(2)移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO_(2)移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性(高信度)。

关键词： CO_(2)移除(CDR) 气候变化气候系统响应碳循环

从高分辨率地震层析成像看青藏高原软流圈的物质运动

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地球科学 2022年第10期47卷 3491-3500页

作者：杨文采刘晓宇陈召曦江金生浙江大学地球科学学院浙江杭州310027 中国地质大学地球物理与信息技术学院北京100083

通过分辨率达到0.5°×0.5°×10 km的青藏高原地壳与上地幔三维成像,为研究青藏高原在新生代的动力学作用提供了新的认识.软流圈的波速扰动数据证实,特提斯大洋板块在拆沉后只俯冲到410 km的间断面之上,并不是所有的大洋板块都会俯冲... 详细信息

通过分辨率达到0.5°×0.5°×10 km的青藏高原地壳与上地幔三维成像,为研究青藏高原在新生代的动力学作用提供了新的认识.软流圈的波速扰动数据证实,特提斯大洋板块在拆沉后只俯冲到410 km的间断面之上,并不是所有的大洋板块都会俯冲到上地幔底部.这种大洋板块在软流圈拆沉后激发的热流体上涌,造成高原中部大规模的火山喷发,是青藏高原隆升的主要动力来源之一.根据上地幔三维地震层析成像结果定量计算了岩石圈-软流圈界面(LAB)的深度,揭示了软流圈地幔物质的上涌或者岩石圈地块下沉的作用布局,表明青藏高原的东部在新生代动力学作用过程中是一个相对独立的岩石圈地幔块体.

关键词：大陆动力学青藏高原软流圈层析成像 LAB高分辨率地球物理.

不同数值模式模拟黑碳气溶胶光学特性的差异分析

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光学学报 2023年第6期43卷 72-82页

作者：范哲源王园园李卫军于明州庞云尔中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

大气黑碳气溶胶具有强吸光能力,由于形状和混合结构十分复杂,其光学特性具有较大不确定性。使用三维仿真建模工具EMBS建立不同分形维数(Df为1.8和2.6)和混合结构的黑碳单颗粒模型,采用耦合离散偶极近似(DDA)方法计算光吸收强度(E_(abs)... 详细信息

大气黑碳气溶胶具有强吸光能力,由于形状和混合结构十分复杂,其光学特性具有较大不确定性。使用三维仿真建模工具EMBS建立不同分形维数(Df为1.8和2.6)和混合结构的黑碳单颗粒模型,采用耦合离散偶极近似(DDA)方法计算光吸收强度(E_(abs))、单次散射反照率(SSA)和光吸收截面(C_(abs)),并与多球T矩阵(E_(abs))和Mie散射方法的计算结果进行对比。研究发现E_(abs)模型的E_(abs)结果对包裹程度F比较敏感,而DDA模型的E_(abs)结果对黑碳包裹层厚度的敏感性更高。DDA和E_(abs)模拟结果的差异主要来源于:1)DDA和E_(abs)方法中黑碳聚集体和包裹层形状的差异造成E_(abs)和C_(abs)的相对偏差分别为20%和23%;2)黑碳包裹层的相对位置变化导致光学结果具有2%~4%的相对偏差。因此DDA和E_(abs)方法的模型形状和结构差异导致光学模拟结果可能出现较大差异。

关键词：大气光学黑碳气溶胶混合结构光吸收增强单次散射反照率光学模拟