地球物理学和物理武器

2002年4月,美国华盛顿大学一个人工智能军事应用实验室召开了“地球物理学与现代世界”的军事应用地球武器高级讨论会,参加讲演的多为美国军事实验室和大学军方任务研究组的首席科学家、顾问和特种实验技术专家。     

不同生态位城市用地扩张和经济发展的互动关系研究——以广东省为例

城市化过程往往具有阶段性,不同用地规模、等级或区域的城市用地扩张,具有不同的阶段性,它们与连续性经济发展之间的互动关系有显著的差别。论文以广东省21个地级及以上城市为研究对象,根据研究对象1995—2010年生态位值的变化情况,将21个城市分为4个等级,结合4种方法从不同角度对不同等级城市用地扩张和经济发展之间的关系进行研究。结果表明,研究城市扩张和经济发展关系的方法应该基于完全市场化的基本假设,而且需要应用多种方法从不同角度进行综合诊断。生态位的方法能够恰当地区分城市扩张与经济发展关系的级别,不同生态位的城市用地扩张和经济发展具有不同的关联机制。大部分高生态城市用地扩张和经济发展符合库兹涅茨曲线关系,并能用Logistic蒂模型拟合,两者之间长期均衡关系也较显著,高生态位城市以弱脱钩状态为主。高生态位城市占有较大的空间和较多的资源,市场化水平也较高,城市扩张与经济发展关系密切。大部分低生态位城市不满足库兹涅茨曲线关系,少数城市能用Logistic蒂模型拟合,两者之间长期均衡关系也不显著,低生态位城市以强脱钩状态为主。低生态位城市所占有的空间和资源都比较少,市场化水平也较低,尽管城市扩张与经济发展也有一定的关系,但表现不明显。就目前而言,大部分城市规模已接近城市扩张的上限,高生态位城市应利用管理和技术等手段,不断提高资源利用效率和集约化水平,推动经济可持续发展。低生态位城市应逐渐改变城乡土地二元结构,调整内部产业结构,实现经济的可持续发展。     

气象环境要素对北京市消化系统疾病的影响

为探究气象环境条件对消化系统疾病的影响,结合分布滞后非线性模型与广义相加模型,分析了2009~2011年气象环境要素与北京市消化系统疾病急诊人数的暴露-反应关系.结果显示,气温对消化系统疾病的影响主要体现为“高温效应”,高于25℃的气温其危险度RR随气温升高而增加,且滞后效应能达到10d以上.较为极端的湿度(RH<10%或RH>90%)会显著增加消化系统疾病的发病,并有持久的作用,其与高温结合会形成“高温低湿”和“高温高湿”2种让人不适的情况.0～2m/s的风速在短的滞后期(5d)最能增加发病危险性.而3～4m/s的风速对疾病的危险性小,说明适度的风速不影响健康.浓度高于200μg/m³的PM₁₀和浓度高于70μg/m³的 NO₂具有即时的危险性(5d内显著);而较高浓度(>55μg/m³)的SO₂滞后一定时期后效应更加明显.     

运用相图理论回收缩合废水中的氯化钠和氯化铵

研究了0℃,10℃,60℃时NaCl－NH4 Cl－H2 O三元水盐体系的固液相平衡关系,测出了NaCl和NH4 Cl在水中的溶解度数据,并绘制了相图。运用该三元相图理论,采用结晶法从缩合工段母液废水中回收NaCl和NH4 Cl。讨论了回收过程原理,介绍了回收工艺的操作步骤和工艺参数。回收的NaCl纯度达到95％,总回收率大于77％,NH4 Cl纯度达到92％以上,总回收率大于40％,产品分别达到HG／T 5462—2003,GB／T 2946—2008的标准。     

辽宁省近地层风切变特征研究

利用辽宁省风能资源专业观测网26座测风塔2009年6月至2010年5月10~70 m（100 m）的逐时梯度风观测数据,研究了辽宁省近地层风切变特征,结果表明：近地层风速随高度变化基本遵循幂指数规律;各塔年风切变指数为0.024 4~0.405 0,没有明显的空间分布规律,主要受局地地形、地貌环境影响,个体差异较大;有11座测风塔年平均风切变指数大于B类风切变指数,26座测风塔空间平均年风切变指数为0.155 1,也略大于B类风切变指数;风切变指数呈现明显的白天小、夜间大的日变化特征,与气温的日变化呈反位相;春季风切变指数明显偏小;大气中性条件下的风切变指数与年平均风切变指数基本相当,稳定状态下风切变指数明显偏大,不稳定状态下最小;风切变指数具有随风速增大而减小的特点,大风条件下的平均风切变指数小于年平均风切变指数,多数测风塔风速≥15 m/s时风切变指数下降至0.1以下。     

全国生态系统食物生产功能空间特征及其影响因素

随着我国人口的迅速增长以及工业化、城镇化进程的加快,生态环境遭到破坏,使得食物生产不稳定,食物安全问题日益突出,评价我国食物生产功能具有十分重要的意义。依据食物生产产量,根据营养成分转化率,将各类食物折算成热量来统一核算,研究评价了我国生态系统食物生产功能的空间分布特征,并利用ArcGIS、SPSS进行空间分析及影响因子分析,结果表明:① 2010 年,我国生态系统的食物生产总量为11 765.28×10¹² kJ,空间上呈现东南多西北少的分布格局;② 华东、华中、东北地理区,河南、山东、黑龙江三省具有较高的食物生产能力;③ 耕地质心的转移并没有引起食物生产质心的转移,技术要素的投入更能提高食物生产能力,研究发现粮食播种面积、有效灌溉面积、化肥使用量等与食物生产热量呈显著正相关(P<0.01)。因此,充分利用自然资源,合理增大技术要素投入的力度,是提高我国食物生产能力的重要途径。     

Behavior of aqueous stable colloidal nano-C60 aggregates exposed to TX100 micelles under different environmental conditions

C₆₀, as one of carbon nanomaterials widely used in various fields, could be released into the water environment thus exerting some potential health risks to human beings. This work examined the behavior of aqueous stable colloidal nano-C₆₀ (nC₆₀) aggregates under different environmental conditions including Polyethylene glycol octylphenol ether (TX100) micelles concentration, pH, and reaction time when exposed to TX100 micelles. Results show that the nC₆₀ aggregates became more dispersive and restored the capability of generating the singlet oxygen when exposed to TX100 micelles. With the increase of TX100 concentration, smaller average size of nC₆₀ aggregates was observed in dynamic light scattering (DLS) analysis, the fluorescence intensity of TX100 was more quenched by nC₆₀ aggregates, and the kinetic rate constant of generating the singlet oxygen for nC₆₀ aggregates was improved. The mean size of nC₆₀ aggregates in the presence of TX100 had no obvious variations when the pH ranged from 4 to 8. The longer reaction time between nC₆₀ aggregates and TX100 led to a higher kinetic rate constant of generating the singlet oxygen. Collective data suggest that variations in physicochemical properties of nC₆₀ aggregates are strongly dependent on the surrounding media under different environmental conditions and directly govern nC₆₀’s transport behavior and potential toxicity.     

中国水泥行业二氧化碳减排技术及成本研究

为降低水泥行业碳减排成本,确定最优碳减排技术路径,研究基于经济-能源模型,核算中国水泥行业最新碳减排技术的边际减排成本,使用情景分析方法,研究了与未实施减排技术相比,2020年17项技术的碳减排潜力,并将其作为基准情景,和2025,2030,2035年3个未来情景的碳减排潜力作比较,从而得出不同情景下的边际减排成本曲线。结果表明:1）2020年我国水泥行业17项减排技术的平均减排成本为124元/tCO₂,2020年实现总减排量3043万t,总减排成本为10.3亿元;在保持技术水平和排放水平不变的情况下,2035年17项减排技术可实现总减排量21307万t,总减排成本为103.4亿元。2）在各项减排技术中,集成模块化窑衬节能技术与水泥熟料烧成系统优化技术,具有较高减排潜力和较低减排成本,适合广泛推广;CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术虽具有较高减排成本,但是未来减排潜力较大,应给予重视。3）技术普及率与熟料产量是决定减排潜力的重要因素,因此未来水泥行业应注重节能减排政策技术推广与产业结构调整,可进一步实现减排目标。     

基于MERRA-2再分析资料的上海市近40年大气黑碳浓度变化及潜在来源解析

黑碳（black carbon,BC）作为大气气溶胶的重要组成部分,因其粒径小、比表面积大和辐射强迫等,对区域和全球辐射平衡、气候和人体健康产生巨大影响.以高度城市化的上海市为研究区域,基于MERRA-2再分析数据资料和地面观测数据,利用M-K趋势检验、后向轨迹和潜在源贡献函数（potential source contribution function,PSCF）探究了上海市1980~2019年大气BC浓度的时空变化特征及局地排放和区域传输的影响.结果表明：①MERRA-2大气BC浓度和地面观测数据具有较好的趋势一致性（R∈［0.68,0.72］）,表明MERRA-2再分析资料可以用来有效揭示地面大气BC浓度的长期变化.②上海近40年大气BC浓度可分为3个阶段：缓慢增长的"低值"阶段［1980~1986年,（1.75±0.17）μg·m^-3］,相对稳定的"中值"阶段［1987~1999年,（2.18±0.07）μg·m^-3］和波动变化的"高值"阶段［2000~2019年,（3.07±0.31）μg·m^-3］;就季节变化而言,上海BC浓度总体呈夏季浓度低,冬季浓度高的"U"型模式;受水运货运船舶柴油机等发动机黑碳排放的影响,7月出现BC浓度小高峰.③大气污染物诊断质量比及双变量相关分析［R（BC-NO₂） > R（BC-CO） > R（BC-SO₂）］表明,交通排放是上海大气BC的主要排放源,尤其是重型柴油车的影响.④后向轨迹和PSCF分析发现上海夏季气团以清洁海风为主导,占77.18%;其他季节来自北方的气团超过50%.上海大气BC潜在源区主要分布在中国东部地区,以长三角为中心向外扩张,且扩张方向与后向轨迹方向一致.