Is China's fifth-largest inland lake to dry-up? Incorporated hydrological and satellite-based methods for forecasting Hulun Lake water levels

Hulun Lake, China’s fifth-largest inland lake, experienced severe declines in water level in the period of 2000-2010. This has prompted concerns whether the lake is drying up gradually. A multi-million US dollar engineering project to construct a water channel to transfer part of the river flow from a nearby river to maintain the water level was completed in August 2010. This study aimed to advance the understanding of the key processes controlling the lake water level variation over the last five decades, as well as investigate the impact of the river transfer engineering project on the water level. A water balance model was developed to investigate the lake water level variations over the last five decades, using hydrological and climatic data as well as satellite-based measurements and results from land surface modelling. The investigation reveals that the severe reduction of river discharge (- 364±64 mm/yr, ~70% of the five-decade average) into the lake was the key factor behind the decline of the lake water level between 2000 and 2010. The decline of river discharge was due to the reduction of total runoff from the lake watershed. This was a result of the reduction of soil moisture due to the decrease of precipitation (-49±45 mm/yr) over this period. The water budget calculation suggests that the groundwater component from the surrounding lake area as well as surface run off from the un-gauged area surrounding the lake contributed ~ net 210 Mm3/yr (equivalent to ~ 100 mm/yr) water inflows into the lake. The results also show that the water diversion project did prevent a further water level decline of over 0.5 m by the end of 2012. Overall, the monthly water balance model gave an excellent prediction of the lake water level fluctuation over the last five decades and can be a useful tool to manage lake water resources in the future.

Compositional data-driven alternatives to single geochemical component maps

Conventional practice in Regional Geochemistry includes as a final step of any geochemical campaign the generation of a series of maps, to show the spatial distribution of each of the components considered. Such maps, though necessary, do not comply with the compositional, relative nature of the data, which unfortunately make any conclusion based on them sensitive
to spurious correlation problems. This is one of the reasons why these maps are never interpreted isolated. This contribution aims at gathering a series of statistical methods to produce individual maps of multiplicative combinations of components (logcontrasts), much in the flavor of equilibrium constants, which are designed on purpose to capture certain aspects of the data.
We distinguish between supervised and unsupervised methods, where the first require an external, non-compositional variable (besides the compositional geochemical information) available in an analogous training set. This external variable can be a quantity (soil density, collocated magnetics, collocated ratio of Th/U spectral gamma counts, proportion of clay particle fraction, etc) or a category (rock type, land use type, etc). In the supervised methods, a regression-like model between the external variable and the geochemical composition is derived in the training set, and then this model is mapped on the whole region. This case is illustrated with the Tellus dataset, covering Northern Ireland at a density of 1 soil sample per 2 square km, where we map the presence of blanket peat and the underlying geology. The unsupervised methods considered include principal components and principal balances
(Pawlowsky-Glahn et al., CoDaWork2013), i.e. logcontrasts of the data that are devised to capture very large variability or else be quasi-constant. Using the Tellus dataset again, it is found that geological features are highlighted by the quasi-constant ratios Hf/Nb and their ratio against SiO2; Rb/K2O and Zr/Na2O and the balance between these two groups of two variables; the balance of Al2O3 and TiO2 vs. MgO; or the balance of Cr, Ni and Co vs. V and Fe2O3. The largest variability appears to be related to the presence/absence of peat.

Water quality in lakes and reservoirs in China

Dissertation elaborated for the partial fulfilment of the requirements of the Master Degree in Civil Engineering in the Speciality Area of Hydarulics

Contribution to the geology of Thailand and implications for the geodynamic evolution of Southeast Asia

Abstract The purpose of this study is to unravel the geodynamic evolution of Thailand and, from that, to extend the interpretation to the rest of Southeast Asia. The methodology was based in a first time on fieldwork in Northern Thailand and Southernmost Myanmar, using a multidisciplinary approach, and then on the compilation and re-interpretation, in a plate tectonics point of view, of existing data about the whole Southeast Asia. The main results concern the Nan-Uttaradit suture, the Chiang Mai Volcanic Belt and the proposition of a new location for the Palaeotethys suture. This led to the establishment of a new plate tectonic model for the geodynamic evolution of Southeast Asia, implying the existence new terranes (Orang Laut and the redefinition of Shan-Thai) and the role of the Palaeopacific Ocean in the tectonic development of the area. The model proposed here considers the Palaeotethys suture as located along the Tertiary Mae Yuam Fault, which represents the divide between the Cimmerian Sibumasu terrane and the Indochina-derived Shan-Thai block. The term Shan-Thai, previously used to define the Cimmerian area (when the Palaeotethys suture was thought to represented by the Nan-Uttaradit suture), was redefined here by keeping its geographical location within the Shan States of Myanmar and Central-Northern Thailand, but attributing it an East Asian Origin. Its detachment from Indochina was the result of the Early Permian opening of the Nan basin. The Nan basin closed during the Middle Triassic, before the deposition of Carnian-Norian molasse. The modalities of the closure of the basin imply a first phase of Middle Permian obduction, followed by final eastwards subduction. The Chiang Mai Volcanic Belt consists of scattered basaltic rocks erupted at least during the Viséan in an extensional continental intraplate setting, on the Shan-Thai part of the Indochina block. The Viséan age was established by the dating of limestone stratigraphically overlying the basalts. In several localities of the East Asian Continent, coeval extensional features occur, possibly implying one or more Early Carboniferous extensional events at a regional scale. These events occurred either due to the presence of a mantle plume or to the roll-back of the Palaeopacific Ocean, subducting beneath Indochina and South China, or both. The Palaeopacific Ocean is responsible, during the Early Permian, for the opening of the Song Ma and Poko back-arcs (Vietnam) with the consequent detachment of the Orang Laut Terranes (Eastern Vietnam, West Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). The Late Triassic/Early Jurassic closure of the Eastern Palaeotethys is considered as having taken place by subduction beneath its southern margin (Gondwana), due to the absence of Late Palaeozoic arc magmatism on its northern (Indochinese) margin and the presence of volcanism on the Cimmerian blocks (Mergui, Lhasa). Résumé Le but de cette étude est d'éclaircir l'évolution géodynamique de la Thaïlande et, à partir de cela, d'étendre l'interprétation au reste de l'Asie du Sud-Est. La méthodologie utilisée est basée dans un premier temps sur du travail de terrain en Thaïlande du nord et dans l'extrême sud du Myanmar, en se basant sur une approche pluridisciplinaire. Dans un deuxième temps, la compilation et la réinterprétation de données préexistantes sur l'Asie du Sud-est la été faite, dans une optique basée sur la tectonique des plaques. Les principaux résultats de ce travail concernent la suture de Nan-Uttaradit, la « Chiang Mai Volcanic Belt» et la proposition d'une nouvelle localité pour la suture de la Paléotethys. Ceci a conduit à l'établissement d'un nouveau modèle pour l'évolution géodynamique de l'Asie du Sud-est, impliquant l'existence de nouveaux terranes (Orang Laut et Shan-Thai redéfini) et le rôle joué par le Paléopacifique dans le développement tectonique de la région. Le modèle présenté ici considère que la suture de la Paléotethys est située le long de la faille Tertiaire de Mae Yuam, qui représente la séparation entre le terrain Cimmérien de Sibumasu et le bloc de Shan-Thai, d'origine Indochinoise. Le terme Shan-Thai, anciennement utilise pour définir le bloc Cimmérien (quand la suture de la Paléotethys était considérée être représentée par la suture de Nan-Uttaradit), a été redéfini ici en maintenant sa localisation géographique dans les états Shan du Myanmar et la Thaïlande nord-centrale, mais en lui attribuant une origine Est Asiatique. Son détachement de l'Indochine est le résultat de l'ouverture du basin de Nan au Permien Inférieur. Le basin de Nan s'est fermé pendant le Trias Moyen, avant le dépôt de molasse Carnienne-Norienne. Les modalités de fermeture du basin invoquent une première phase d'obduction au Permien Moyen, suivie par une subduction finale vers l'est. La "Chiang Mai Volcanic Belt" consiste en des basaltes éparpillés qui ont mis en place au moins pendant le Viséen dans un contexte extensif intraplaque continental sur la partie de l'Indochine correspondant au bloc de Shan-Thai. L'âge Viséen a été établi sur la base de la datation de calcaires qui surmontent stratigraphiquement les basaltes. Dans plusieurs localités du continent Est Asiatique, des preuves d'extension plus ou moins contemporaines ont été retrouvées, ce qui implique l'existence d'une ou plusieurs phases d'extension au Carbonifère Inférieur a une échelle régionale. Ces événements sont attribués soit à la présence d'un plume mantellique, ou au rollback du Paléopacifique, qui subductait sous l'Indochine et la Chine Sud, soit les deux. Pendant le Permien inférieur, le Paléopacifique est responsable pour l'ouverture des basins d'arrière arc de Song Ma et Poko (Vietnam), induisant le détachement des Orang Laut Terranes (Est Vietnam, Ouest Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). La fermeture de la Paléotethys Orientale au Trias Supérieur/Jurassique Inférieur est considérée avoir eu lieu par subduction sous sa marge méridionale (Gondwana), à cause de l'absence de magmatisme d'arc sur sa marge nord (Indochinoise) et de la présence de volcanisme sur les blocs Cimmériens de Lhassa et Sibumasu (Mergui). Résumé large public L'histoire géologique de l'Asie du Sud-est depuis environ 430 millions d'années a été déterminée par les collisions successives de plusieurs continents les uns avec les autres. Il y a environ 430 millions d'années, au Silurien, un grand continent appelé Gondwana, a commencé à se «déchirer» sous l'effet des contraintes tectoniques qui le tiraient. Cette extension a provoqué la rupture du continent et l'ouverture d'un grand océan, appelé Paléotethys, éloignant les deux parties désormais séparées. C'est ainsi que le continent Est Asiatique, composé d'une partie de la Chine actuelle, de la Thaïlande, du Myanmar, de Sumatra, du Vietnam et de Bornéo a été entraîné avec le bord (marge) nord de la Paléotethys, qui s'ouvrait petit à petit. Durant le Carbonifère Supérieur, il y a environ 300 millions d'années, le sud du Gondwana subissait une glaciation, comme en témoigne le dépôt de sédiments glaciaires dans les couches de cet âge. Au même moment le continent Est Asiatique se trouvait à des latitudes tropicales ou équatoriales, ce qui permettait le dépôt de calcaires contenant différents fossiles de foraminifères d'eau chaude et de coraux. Durant le Permien Inférieur, il y a environ 295 millions d'années, la Paléotethys Orientale, qui était un relativement vieil océan avec une croûte froide et lourde, se refermait. La croûte océanique a commencé à s'enfoncer, au sud, sous le Gondwana. C'est ce que l'on appelle la subduction. Ainsi, le Gondwana s'est retrouvé en position de plaque supérieure, par rapport à la Paléotethys qui, elle, était en plaque inférieure. La plaque inférieure en subductant a commencé à reculer. Comme elle ne pouvait pas se désolidariser de la plaque supérieure, en reculant elle l'a tirée. C'est le phénomène du «roll-back ». Cette traction a eu pour effet de déchirer une nouvelle fois le Gondwana, ce qui a résulté en la création d'un nouvel Océan, la Neotethys. Cet Océan en s'ouvrant a déplacé une longue bande continentale que l'on appelle les blocs Cimmériens. La Paléotethys était donc en train de se fermer, la Neotethys de s'ouvrir, et entre deux les blocs Cimmériens se rapprochaient du Continent Est Asiatique. Pendant ce temps, le continent Est Asiatique était aussi soumis à des tensions tectoniques. L'Océan Paléopacifique, à l'est de celui-ci, était aussi en train de subducter. Cette subduction, par roll-back, a déchiré le continent en détachant une ligne de microcontinents appelés ici « Orang Laut Terranes », séparés du continent par deux océans d'arrière arc : Song Ma et Poko. Ceux-ci sont composés de Taiwan, Palawan, Bornéo ouest, Vietnam oriental, et la partie occidentale de Sumatra. Un autre Océan s'est ouvert pratiquement au même moment dans le continent Est Asiatique : l'Océan de Nan qui, en s'ouvrant, a détaché un microcontinent appelé Shan-Thai. La fermeture de l'Océan de Nan, il y a environ 230 millions d'années a resolidarisé Shan-Thai et le continent Est Asiatique et la trace de cet événement est aujourd'hui enregistrée dans la suture (la cicatrice de l'Océan) de Nan-Uttaradit. La cause de l'ouverture de l'Océan de Nan peut soit être due à la subduction du Paléopacifique, soit aux fait que la subduction de la Paléotethys tirait le continent Est Asiatique par le phénomène du « slab-pull », soit aux deux. La subduction du Paléopacifique avait déjà crée de l'extension dans le continent Est Asiatique durant le Carbonifère Inférieur (il y a environ 340-350 millions d'années) en créant des bassins et du volcanisme, aujourd'hui enregistré en différents endroits du continent, dont la ceinture volcanique de Chiang Mai, étudiée ici. A la fin du Trias, la Paléotethys se refermait complètement, et le bloc Cimmérien de Sibumasu entrait en collision avec le continent Est Asiatique. Comme c'est souvent le cas avec les grands océans, il n'y a pas de suture proprement dite, avec des fragments de croûte océanique, pour témoigner de cet évènement. Celui-ci est visible grâce à la différence entre les sédiments du Carbonifère Supérieur et du Permieñ Inférieur de chaque domaine : dans le domaine Cimmérien ils sont de type glaciaire alors que dans le continent Est Asiatique ils témoignent d'un climat tropical. Les océans de Song Ma et Poko se sont aussi refermés au Trias, mais eux ont laissé des sutures visibles

Weighted Logratio Biplots, Correspondence Analysis and Spectral Maps

Starting with logratio biplots for compositional data, which are based on the principle of subcompositional coherence, and then adding weights, as in correspondence analysis, we rediscover Lewi's spectral map and many connections to analyses of two-way tables of non-negative data. Thanks to the weighting, the method also achieves the property of distributional equivalence

Using self organizing maps on compositional data

Self-organizing maps (Kohonen 1997) is a type of artificial neural network developed to explore patterns in high-dimensional multivariate data. The conventional version of the algorithm involves the use of Euclidean metric in the process of adaptation of the model vectors, thus rendering in theory a whole methodology incompatible with non-Euclidean geometries. In this contribution we explore the two main aspects of the problem: 1. Whether the conventional approach using Euclidean metric can shed valid results with compositional data. 2. If a modification of the conventional approach replacing vectorial sum and scalar multiplication by the canonical operators in the simplex (i.e. perturbation and powering) can converge to an adequate solution. Preliminary tests showed that both methodologies can be used on compositional data. However, the modified version of the algorithm performs poorer than the conventional version, in particular, when the data is pathological. Moreover, the conventional ap- proach converges faster to a solution, when data is \well-behaved". Key words: Self Organizing Map; Artificial Neural networks; Compositional data

La política exterior energética China y sus implicaciones geopolíticas en Asia Central (2000 - 2010)

El interés de la presente monografía es evaluar las implicaciones geopolíticas que ha tenido la política exterior energética China dentro la región de Asia Central. De esta manera, se analiza el papel de los recursos energéticos en las dinámicas geopolíticas que se están dando en la región centroasiática, al igual que la influencia de grandes potencias en esta zona. Así, teniendo en cuenta la teoría geopolítica de Saúl Bernard Cohen se sostiene que el acercamiento de China, a través de su política exterior energética, ha ayudado a transformar a Asia Central en un shatterbelt debido a su intención de ejercer influencia y control sobre los recursos de la región.

Evolución de la oruga o constreñimiento de la mariposa: una mirada al rol económico de China en Sudán. (1999- 2008)

La presente monografía tiene como propósito analizar el rol económico de China en Sudán de 1999 al 2008. Tras su crisis en la década de 1990, se examina el efecto que el rol chino tuvo en los sectores productivos de la economía sudanesa: el textil, el agrícola, el metalúrgico y el petrolero, aun cómo la estabilidad política en el régimen de Omar Al-Bashir en el ámbito político y el conflicto en Darfur como factor social. Como un último objetivo esta investigación, basándose en el trabajo de Mohammed Ayoob, se reevalúa el estatus de Sudán como Estado Tercermundista ilustrándolo a través del uso de la analogía de la metamorfosis de una mariposa.

Dime cómo me percibes y te diré quién soy: Estados Unidos y su idea de la política exterior China en la década de 1950

La década de 1950 fue determinante en el establecimiento y póstumo desarrollo del sistema de política exterior de la República Popular China. Al respecto, es de vital importancia realizar un análisis exhaustivo sobre esta primera etapa en donde actores externos a la nación tuvieron un papel determinante. Se busca, entonces, analizar la incidencia que tuvo el discurso de Estados Unidos en la política exterior China a través de un profundo análisis cualitativo que tendrá como base elementos propios de la historiografía. Mediante aproximaciones constructivistas, se pretende demostrar que las creencias pre-existentes de ambos actores (así como la intersubjetividad entre los mismos), determinó la identidad construida a través de la percepción mutua. Lo anterior, impulsó las relaciones predominantemente agresivas entre Estados Unidos y la China Maoísta de principios de la Guerra Fría.