Do mixing models with different input requirement yield similar streamflow source contributions? Case study: A tropical montane catchment     

Jorge Ramón  Alicia Correa  Edison Timbe  Giovanny M. Mosquera  Enma Mora  Patricio Crespo 《水文研究》2021,35(6):e14209

Hydrogeochemical based mixing models have been successfully used to investigate the composition and source identification of streamflow. The applicability of these models is limited due to the high costs associated with data collection and the hydrogeochemical analysis of water samples. Fortunately, a variety of mixing models exist, requiting different amount of data as input, and in data scarce regions it is likely that preference will be given to models with the lowest requirement of input data. An unanswered question is if models with high or low input requirement are equally accurate. To this end, the performance of two mixing models with different input requirement, the mixing model analysis (MMA) and the end-member mixing analysis (EMMA), were verified on a tropical montane headwater catchment (21.7 km²) in the Ecuadorian Andes. Nineteen hydrogeochemical tracers were measured on water samples collected weekly during 3 years in streamflow and eight potential water sources or end-members (precipitation, lake water, soil water from different horizons and springs). Results based on 6 conservative tracers, revealed that EMMA (using all tracers) and MMA (using pair-combinations out of the 6 conservative ones), identified the same end-members: rainfall, soil water and spring water., as well as, similar contribution fractions to streamflow from rainfall 21.9% and 21.4%, soil water 52.7% and 52.3%, and spring water 26.1% and 28.7%, respectively. Our findings show that a hydrogeochemical mixing model requiring a few tracers can provide similar outcomes than models demanding more tracers as input data. This underlines the value of a preliminary detailed hydrogeochemical characterization as basis to derive the most cost-efficient monitoring strategy.  相似文献   

用日全食光谱探测太阳中低层大气对局部热动平衡的偏离          下载免费PDF全文

刘曦  屈中权  宋智明 《天文学报》2021,62(1):9-109

在太阳大气不同层次连续光谱中叠加有丰富的发射线或吸收线,对这些谱线轮廓进行反演分析可以探测太阳大气的化学成分和物理状态.太阳大气的色球及过渡区由于其密度低难以建立热动平衡,建立相应的大气模型需要采用非局部热动平衡(Non-Local Thermodynamic Equilibrium,N-LTE)理论.根据相对偏离因子计算来研究太阳中低层大气偏离局部热动平衡(Local Thermodynamic Equilibrium,LTE)分布的情况.首先对日全食观测过程中得到色球和过渡区不同高度形成的两条光谱数据进行反演,得到确定观测谱线的参数信息,如连续谱源函数、谱线源函数、多普勒宽度和由此推出的等效动力学温度;根据这些反演出的谱线参量计算出二维视场内每个空间采样点偏离LTE状态的定量结果;其次,根据用于观测的积分视场单元光纤排布阵列重构出辐射强度、等效动力学温度和相对偏离因子二维分布.结果显示:在局部小区域,温度分布和相对偏离因子的分布存在较强相关性,而与辐射强度分布无明显相关.从两条谱线导出的等效温度和相对偏离因子分布存在明显的差异.这两种二维分布揭示出太阳大气某些小尺度区域具有较强的结构性和复杂性,为进一步理解太阳中低层大气物理提供了一种新的视角.  相似文献   

国际蓝碳合作发展与中国的选择   总被引：2，自引：0，他引：2  

赵鹏  胡学东 《海洋通报》2019,38(6):613-619

海洋储存了地球上93%的CO_2,是全球最大的碳库。发挥海洋固碳、储碳作用,对应对全球气候变化具有重要意义。《联合国气候变化框架公约》和《巴黎协定》是2020年后国际气候治理的基础,为国际蓝碳合作指明了方向,也提供了国际法依据。当前,国际蓝碳合作从科学研究向纳入国际气候治理方向不断推进,不少国际组织和国家已着手推动蓝碳国际规则制定。中国蓝碳资源分布广泛,特色鲜明,蓝碳发展起步阶段里中国的参与不仅是对全球应对气候变化的重要贡献,更有助于通过蓝碳合作增强我国在全球气候治理和海洋治理领域的影响力和话语权。我国蓝碳发展应从国内、国际两个方面着手。在国内夯实基础、补足短板,加强蓝碳基础研究和实践,建立蓝碳评估标准,加快蓝碳人才队伍建设。在国际上积极参与现有国际蓝碳计划,在"21世纪海上丝绸之路"等机制框架下开展双、多边蓝碳合作,推动全球蓝碳治理,从积极参与向适时引领发展。  相似文献   

基于观测的南海西沙海域深层近惯性振荡特征分析     

江森汇  吴泽文  舒勰俊 《海洋通报》2019,38(5):543-552

近惯性内波运动普遍存在于全球大洋中,影响大洋中的质量、动量和能量输送,是大气强迫与海洋混合之间的重要纽带。由于目前海洋深层观测资料的缺乏,对于深层近惯性内波生消演变特征研究甚少。利用2009-2012年的潜标观测资料,采用带通滤波和谱分析方法研究了南海西沙海域深层近惯性内波生成、传播和消亡等演变特征。通过研究发现,南海西沙海域深层存在较强的近惯性振荡,其生成源为台风过境能量输入,绝大部分时段内,近惯性振荡能量在海洋浅层耗散,不向海洋深层传播;仅在少部分时段内,近惯性振荡能量的80%～85%耗散在500 m以浅区域,有大概15%～20%继续向海洋深层传播。  相似文献   

基于正交匹配追踪的声层析方法   总被引：2，自引：0，他引：2  

李倩倩  史娟  李整林  罗宇  阳凡林  张凯 《海洋学报(英文版)》2019,38(11):149-157

声速剖面的变化会对声传播产生较大的影响，经验正交函数模型经常用来实现对声速剖面数据的简化描述。然而在内波、湍流等海水不均匀性存在时，这种正则化操作会造成声速重构精度的大幅降低。本文利用字典学习生成声速剖面的非正交原子，在稀疏编码时采用正交匹配追踪（OMP，Orthogonal Matching Pursuit）算法，更新字典则使用KSVD （Kernel Singular Value Decomposition）的字典更新算法。由于字典学习不需要强制使用正交条件，对于训练数据更加灵活，从而可以使用少数的原子组合达到更高的重构精度。利用一次浅海声学实验多次测量的声速剖面研究了海水声速剖面的经验正交函数表示和字典学习，研究表明：相比于正交函数表示，学习字典可以利用少数原子（甚至一个原子）更好的解释声速剖面扰动。字典学习可以提高声速剖面的稀疏性，从而提高声速剖面的反演精度。  相似文献   

多能互补海洋能集成发电技术研究综述     

王世明  李泽宇  于涛  马晨倍 《海洋通报》2019,38(3)

介绍了国内外基于风能、太阳能、波浪能和潮流能等海上可再生能源进行多能互补集成发电的研究发展情况,从不同技术研究侧重点、不同装置机理差异性和多能互补集成发电方式等方面进行了概括和综述,对已有设备和理论研究等进行了对比,评述了目前海洋多能互补集成发电技术研究中存在的主要问题以及未来的研究发展趋势,指出未来海洋能源集成发电需在离岸化、新材料、大型化和阵列布局等方面进行技术研究和攻关。  相似文献   

海底电缆鬼波压制及陷频补偿方法研究     

李继光  王东凯 《热带海洋学报》2018,37(2):100-104

受到海底、自由表面等强反射界面的影响, 在海底电缆采集的地震资料中鬼波干扰往往非常发育, 在频谱中表现为明显的陷频现象, 严重影响地震剖面的质量, 给后期的处理解释带来困难。为克服这一困难, 根据海底电缆双检(陆检和水检)对下行波场的不同响应, 在深入研究伪多道匹配滤波技术的基础上提出了伪多道双检合成方法。与传统的求取反射系数的双检合成方法不同, 该方法完全数据驱动。在合成数据和渤海地震资料的实际应用中, 鬼波成分得到了明显的压制, 同时拓宽频带, 补偿陷频, 证明了该方法的有效性。  相似文献   

Continuous real‐time analysis of the isotopic composition of precipitation during tropical rain events: Insights into tropical convection          下载免费PDF全文

Shaoneng He  Nathalie F. Goodkin  Dominik Jackisch  Maria Rosabelle Ong  Dhrubajyoti Samanta 《水文研究》2018,32(11):1531-1545

To investigate stable isotopic variability of precipitation in Singapore, we continuously analysed the δ‐value of individual rain events from November 2014 to August 2017 using an online system composed of a diffusion sampler coupled to Cavity Ring‐Down Spectrometer. Over this period, the average value (δ¹⁸O_Avg), the lowest value (δ¹⁸O_Low), and the initial value (δ¹⁸O_Init) varied significantly, ranging from ?0.45 to ?15.54‰, ?0.9 to ?17.65‰, and 0 to ?13.13‰, respectively. All 3 values share similar variability, and events with low δ¹⁸O_Low and δ¹⁸O_Avg values have low δ¹⁸O_Init value. Individual events have limited intraevent variability in δ‐value (Δδ) with the majority having a Δδ below 4‰. Correlation of δ¹⁸O_Low and δ¹⁸O_Avg with δ¹⁸O_Init is much higher than that with Δδ, suggesting that convective activities prior to events have more control over δ‐value than on‐site convective activities. The d‐excess of events also varies considerably in response to the seasonal variation in moisture sources. A 2‐month running mean analysis of δ¹⁸O reveals clear seasonal and interannual variability. Seasonal variability is associated with the meridional movement of the Intertropical Convergence Zone and evolution of the Asian monsoon. El Niño–Southern Oscillation is a likely driver of interannual variability. During 2015–2016, the strongest El Niño year in recorded history, the majority of events have a δ¹⁸O value higher than the weighted average δ¹⁸O of daily precipitation. δ¹⁸O shows a positive correlation with outgoing longwave radiation in the western Pacific and the Asian monsoon region, and also with Oceanic Niño Index. During El Niño, the convection centre shifts eastward to the central/eastern Pacific, weakening convective activities in Southeast Asia. Our study shows that precipitation δ‐value contains information about El Niño–Southern Oscillation and the Intertropical Convergence Zone, which has a significant implication for the interpretation of water isotope data and understanding of hydrological processes in tropical regions.  相似文献   

热带西太平洋砂壳纤毛虫的多样性     

李海波  张武昌  赵苑  赵丽  董逸  王超锋  梁晨  肖天 《海洋学报(英文版)》2018,37(10):218-228

为了探明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫的多样性、垂直分布及纬向变化，我们于2012年11-12月在该海区四个断面采集了0-200 m的水样。共检出砂壳纤毛虫39属124种，多数种类喜好生活在表层和次表层。砂壳纤毛虫种丰富度、丰度以及多样性指数的高值主要出现在比叶绿素浓度最大值稍浅的位置，与温度和叶绿素浓度显著正相关，与盐度和采样深度显著负相关。多数优势种与环境因子间的相关性不显著。热带西太平洋海区砂壳纤毛虫多样性极高，各站种丰富度在25-52之间。在从表层至75 m处的多数采样点香农指数均大于3。该海区砂壳纤毛虫冗余种的比例很高，占砂壳纤毛虫总种类数的87.90%，贡献了砂壳纤毛虫60.38%的丰度，表明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫群落对饵料组成和摄食压力改变的应对能力很强，稳定性很高。  相似文献   

南极半岛邻近海域夏季POC分布特征及其影响因素          下载免费PDF全文

张一成  韩正兵  杨洋  潘建明  张海峰  李栋  赵军  朱秋红  范高晶  张海生 《极地研究》2020,32(1):47-59

海水中的颗粒有机碳(POC)与生物的生命过程、初级生产力关系密切,是海洋食物链中重要的物质基础和能量来源,因此POC的分布特征可以有效反映其生物地球化学环境。利用中国第33次南极考察期间(2016年12月至2017年1月)在南极半岛邻近海域采集的海水颗粒物样品,研究POC的空间分布特征及其影响因素。结果表明,斯科舍海0—200 m的POC浓度范围为7.44—193.52μg·L~(-1),平均浓度为(48.84±35.09)μg·L~(-1);南斯科舍海岭0—200 m的POC浓度范围为9.13—62.17μg·L~(-1),平均浓度为(29.76±14.12)μg·L~(-1);鲍威尔海盆0—200 m的POC浓度范围为5.87—270.72μg·L~(-1),平均浓度为(48.57±38.92)μg·L~(-1)。表层POC高值出现在斯科舍海区和鲍威尔海盆区,而低值出现在海岭区,与叶绿素a(Chla)的变化趋势一致,与营养盐的变化趋势相反。垂向分布上,各个区域POC平均浓度随深度的增加而减少,鲍威尔海盆和斯科舍海POC最高值都出现在25 m层。分析结果表明光合浮游植物是研究海域POC的主要来源, POC的主要影响因素为温度、水团混合以及海冰环境。斯科舍海与鲍威尔海盆整体非生命POC占比高,可能是由于高磷虾生物量、海冰碎屑以及陆源输入的干扰;南斯科舍海岭整体非生命POC占比低。  相似文献