我刊3篇论文入选第六届中国科协优秀科技论文
第六届中国科协优秀科技论文
● 按照《第六届中国科协优秀科技论文遴选计划实施方案》，本届论文遴选工作分10个学科集群进行，每个学科集群遴选10篇优秀论文，共遴选95篇优秀论文，《中国科学：地球科学》3篇文章入选。
大陆地壳结构的气枪震源探测及其应用
●陈颙1,2, 王宝善3, 姚华建4,5
1. 南京大学地球科学与工程学院, 南京210046;
2. 中国地震局地震预测研究所, 北京100036;
3. 中国地震局地球物理研究所, 中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室, 北京100081;
4. 中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室, 合肥230026;
5. 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站, 亳州233527
● 摘要
● 利用人工震源主动向地下发射地震波可以实现地下结构的高精度探测. 合适的震源是进行主动源探测的关键. 为研究大陆地壳结构及其变化, 我们从爆破、电火花、落锤、偏心振动源、重载列车行驶产生的震动、变频汽车震源(Vibroseis)、水体中气体激发等多种震源中, 遴选出水体中气体激发的人工震源(以下简称气枪)作为研究大陆地壳结构的震源. 这种气枪震源具有绿色、环保、安全、高效等优点, 是进行大陆地壳结构探测的新型人工震源. 近年来, 利用气枪震源分别在云南宾川、新疆呼图壁和甘肃张掖建成了3个固定式地震信号发射台, 并开展了连续数年的监测. 我们发现了气枪震源产生地震波信号高度重复的特点, 利用这种特点, 新疆人工水体中激发的地震波, 在5000次叠加之后信号则可以追踪到近1300km, 可探测面积为600万km2, 深达60km的地下结构. 如果把这种人工主动震源看成是一盏照亮地下结构的明灯的话, 在中国大陆, 建立10个激发地震波的发射台, 可以对中国大陆960万km2的国土进行长时间连续的全覆盖探查, 实现“天上有北斗, 地下有明灯”.
2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM2.5质量浓度下降的影响
●张小曳1, 徐祥德1, 丁一汇2, 柳艳菊2, 张恒德3, 王亚强1, 仲峻霆1
1. 中国气象科学研究院, 北京100081;
2. 国家气候中心, 北京100081;
3. 国家气象中心, 北京100081
● 摘要
● 2013~2017年中国出台《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”), 实施了系列污染减排措施, 重点地区PM2.5质量浓度下降明显, 这其中气象条件变化起到了多大作用, 是政府和公众特别关心的问题. 文章主要基于各类气象要素观测、诊断、结合污染-气象条件指数等对PM2.5污染影响的深入分析, 发现“大气十条”实施后的2014~2015年中国重点地区气象条件相较2013年变差, 2016和2017年气象条件相较转好. 但在京津冀地区2017年相较2013年PM2.5质量浓度下降的39.6%中, 仅有~5%(约占总PM2.5降幅的13%)是来自气象条件转好的贡献; 在长三角地区下降的34.3%中, 有~7%(约占总PM2.5降幅的20%)是来自气象条件转好的贡献, 由于气象条件改善程度明显低于此区域观测到的PM2.5降幅, 显示出“大气十条”实施五年减排仍然发挥了PM2.5污染改善的主导作用, 天气和气候变化因素虽有影响但没有起到控制性作用(文章是用PLAM指数来量化气象条件变好或变差的). 在珠三角地区, 气象条件对2017年相较2013年的年均PM2.5浓度下降影响较弱, 下降成效也主要来自减排的贡献. 2017年冬季气象条件在京津冀和长三角区域相较2013年分别转好约20%和30%, 在两区域冬季PM2.5分别约40.2%和38.2%的降幅中起到了明显的“助推”作用. 京津冀区域2016年冬季气象条件好于2017年冬季约14%, 但2017年冬季PM2.5降幅仍大于2016年, 显示出2017年更大力度的减排措施发挥了重要作用; 在北京冬季持续性重污染期间选择气象条件相同的过程对比, 也发现因减排导致的PM2.5下降幅度逐年增加, 特别是2016和2017年下降的PM2.55浓度幅度更为明显, 表明“大气十条”实施5年后空气质量改善的根本原因还是在于各项控制措施取得了实质性进展, 特别是2017年冬季污染物排放量得到了有效削减. 中国大气PM2.5持续性重污染主要发生在冬季, 冬季京津冀地区仅因气象条件不利就会导致PM2.5浓度较其他季节上升约40~100%, 这与冬季到达地面的太阳辐射下降有关, 与中国华北冬季受青藏高原大地形“背风坡”效应所导致的下沉气流和“弱风效应”有关, 与气候变暖导致的区域边界层结构日趋稳定有关. 重污染形成是因为区域出现停滞-静稳的形势, 高空环流型主要可分为平直西风和高压脊型, 污染形成后不断累积的PM2.5污染还会进一步导致边界层气象条件转差、转差气象条件的反馈作用控制了PM2.5的“爆发性增长”现象, 形成显著的不利气象条件与PM2.5累积之间的双向反馈. 这些表明在中国现今大气气溶胶污染程度仍然居高的情况下, 不利气象条件是持续性重污染形成、累积的必要外部条件. 在重污染形成初期大幅降低区域污染排放, 是消除和减少持续性重污染事件的关键手段. 即使在有利气象条件下, 也不宜无限制地允许排放, 因为当污染累积到一定程度后会显著改变边界层气象条件、会“关闭”污染扩散的“气象通道”.
华南古生代中期地层界面的特征与大地构造意义
●王怿1,2, 戎嘉余1,2, 唐鹏1,2, 黄冰1,2, 张小乐1,2, 徐洪河1,2, 刘锋1,2, 蒋青1,2, 汪瑶 1,3
1. 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室, 南京 210008;
2. 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心, 南京 210008;
3. 中国科学技术大学地球与空间科学学院, 合肥 230026
● 摘要
●华南古生代中期地层界面, 指早古生代地层与上覆地层之间的接触界面; 这是华南地质发展史上重要的构造转换界面之一, 综合研究其分布特征对探讨华南大地构造的演变, 特别是广西运动进程的研究具有独特的、基础性的科学意义. 文章根据华南14省及1直辖市、115县的126条穿越该地层界面剖面的研究, 揭示出其界面上、下地层的时空分布特征, 识别出华南古生代中期地层界面接触关系有3大类: 角度不整合、平行不整合、整合; 并以该界面上、下地层的时间和分布特征为依据, 划分为3个分布区. 在华南全区, 在大时间尺度上, 广西运动是一次长历程的地质作用, 体现在虽然各地发生、发展、结束时间和后续推进过程略有差异, 但大体的时间相近; 它最先发生于晚奥陶世珠江区, 到达扬子区的时间大约晚了10Ma; 发展的高点在志留纪普里道利世早期; 结束的时间从早泥盆世洛赫考夫晚期开始, 呈现为一个由南向北、由西向东的强力推进过程. 华南广西运动在不同地区具有不同的表现形式, 雪峰-九岭山以东和以南地区地质作用较为强烈, 界面为角度不整合, 体现了陆内造山运动的形式; 以西和以北地区地质作用相对平和, 界面为平行不整合, 以反复、多幕的升降运动为特征. 广西运动的动力源问题甚为复杂, 文章提出导致华南广西运动发生的动力源是多源和多方向的, 正是由于不同的块体从不同的方向大致在晚奥陶世凯迪期间对华夏块体的挤压作用, 广西运动在华南广大地区以不同的方式发生和推进.
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