中国碳酸盐岩地区岩溶无机碳汇格局及影响因素

碳酸盐岩化学风化碳汇降低了大气CO₂浓度上升和全球变暖的速率,然而,其碳汇通量(CCSF)的估算结果仍存在不确定性,并且气候变化和生态修复对CCSF的贡献率尚不清晰.为此,本文汇编了中国不同流域离子浓度站点数据,并采用经典热力学溶蚀模型,重新评估了中国1991～2020年CCSF的潜力和时空格局,并定量分析了温度(MAT)、降水(MAP)、蒸散发(ET)、土壤水(SM)和归一化植被指数(NDVI)等因子对CCSF的贡献率.结果发现:(1)中国CCSF为22.76t CO₂km^-2a^-1,高于全球平均水平(15.77t CO₂km^-2a^-1);总量(CCS)为4772.67×10⁴t CO₂,以252.98×10⁴km^-2的碳酸盐岩面积贡献了全球14.91%的CCS.(2)中国CCSF由东南向西北逐渐减少,其中南方岩溶区、青藏岩溶区和北方岩溶区CCS...     

基于双源蒸散和混合产流的分布式水文模型构建及应用--以辽河老哈河流域为例

以北方半干旱地区的辽河老哈河流域为研究对象,采用网格离散化方法进行水文模拟单元划分,利用具有物理基础的双源蒸散发能力估算模型,计算每个栅格单元的截留蒸发、植被蒸腾能力和土壤蒸发能力,并取代蒸发皿资料作为混合产流模型的蒸散发能力输入,从而构建摹于双源蒸散与混合产流的分布式水文模型,并对老哈河流域1970-1979年的日径...     

气温增加对长江流域参照黑散发的影响研究

本文以联合国粮农组织推荐的改进彭曼-蒙特斯公式为基础,通过日气温计算年蒸发总量并验证,用典型年预测全流域年平均气温增加时,参照蒸散发的变化情况。研究表明:长江流域的年蒸发量将随年平均气温的上升而增加;上游增幅大于中下游,各月增幅相近;气温增幅的年内分布不容忽视,考虑到年内气温不等量增长后的计算结果相对更为合理。研究结果表明:当流域年平均气温升高1℃时,流域上、中下游参照蒸散发分别将增加5%和4%.研究中未考虑气温日较差的变化.     

GLEAM和MOD16蒸散发产品在青藏高原中东南湖泊流域的适用性评价

GLEAM(Global Land Evapotranspiration Amsterdam Model)和MOD16(MODIS Global Evapotranspiration Project)全球蒸散发产品已经得到了广泛的检验和应用,但由于观测资料缺乏,尚缺少对高原地区的检验。本文以青藏高原然乌湖流域、羊卓雍错流域、纳木错流域、色林错流域和塔若错流域为检验区域,利用流域水量平衡法,采用相关系数、相对误差、均方根误差和Kling-Gupta系数,对这两种蒸散产品开展了精度验证与评价。结果表明:GLEAM蒸散发产品在然乌湖、色林错和塔若错流域整体存在低估现象,在羊卓雍错和纳木错流域存在轻微高估现象,而MOD 16产品仅在色林错流域有轻微低估现象,在其他湖泊流域均表现为高估;GLEAM和MOD16蒸散发产品在5个湖泊流域年降水量较少的年份均存在高估的现象,在湿润年份则为低估;GLEAM产品在然乌湖流域、羊卓雍错流域和色林错流域的验证结果相对较好,而MOD16产品在纳木错流域和塔若错流域的验证精度相对较高;总体而言,在年尺度和多年平均尺度下,GLEAM蒸散发产品在青藏高原中东南湖泊流域...     

低等级河流CO2分压的时空变化及驱动因素——以汉江流域月河为例

河流CO₂排放是全球碳循环的重要组成部分。 以汉江上游流域低等级(Strahler 等级 1 ～ 3) 河流月河为研究对象,采样测定 2016 年 12 月和 2017 年 6 月的关键环境因子并计算河流 CO₂分压(pCO₂)。 利用统计学模型,探讨不同等级河流水环境因子的时空变化及关键控制因素。 结果表明,月河流域低等级河流 CO₂约有 87% 的采样点过饱和,pCO₂变化范围是 135～5960 μatm,不同等级河流环境因子和pCO₂具有明显的时空差异,且河流pCO₂随着河流等级的增加而增加。利用 R 语言“ggpair”函数分析显示,河流pCO₂与建设用地占比、耕地占比和总氮(TN)、总磷(TP)、溶解性有机碳(DOC)浓度呈正相关,与森林用地占比、溶解氧(DO)浓度及坡度呈负相关。 对比分析不同等级河流的关键控制因素发现,低等级河流 pCO₂受土地利用和环境因子共同控制,且土地利...     

新泽5井数字化水位特征分析

分析了新泽5井地下水位、气压、地热(深层水温)等测项的数字化观测资料的特征及其相互间的变化关系。结果表明, 数字化水位观测资料与模拟观测资料及其气压效应和潮汐效应一致。给出了数字化水位的气压系数, 分钟值、时值、日均值条件下的气压系数分别为7. 3mm/h Pa、7. 4 mm/hPa、7. 1 mm/hPa; M₂ 波潮汐因子和相对误差为0. 801 1和0. 0377; 地热变化稳定, 与水位呈同步趋势变化。     

一次日食电离层效应模拟研究

用120°E经度链附近台站电离层垂测资料和一个二维低纬电离层理论模式探讨1995年10月24日日食电离层效应．在日食条件下只考虑日食区计算太阳EUV辐射减少．模式结果显示：（1）日食期间较低高度电离层光食效应显著,电子浓度跟随食分迅速变化,在食甚后浓度减少达到最大。较高高度电离层对日食响应延迟.（2）低纬地区日食日f₀.F₂比控制日低,而h_mF₂比控制日高．在低纬度地区日食带来的影响相对较大·（3）赤道附近h_mF₂食甚后有一突变,出现日食F₁.5层。（4）食甚后海口纬度附近F层受日食影响持久,而f₀F₂在赤道附近出现第2次下降．最后对低纬日食电离层效应的动力学因素进行了初步的讨论．     

中国东北及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用146个台站记录的中国地震年报及黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省地震台网观测报告的6371个近震46652条横波振幅与周期资料,采用二维层析成像方法反演东北地区地壳介质品质因子Q₀空间分布图像.在绝大部分研究区都可达到2°×2°的分辨率.结果表明,东北及周边地区地壳介质品质因子Q₀平均值为323,其Q₀值分布及其所揭示的衰减变化特征与研究区的地表构造具有明显的相关性,如华北平原、松辽盆地和海拉尔平原等沉积层较厚的区域通常呈现为低Q₀值;而燕山、太行、兴蒙褶皱带等沉积层薄或基岩出露的区域则呈现为相对高的Q₀值.整个东北地区呈现高低衰减带相间分布.     

黄河与长江流域水资源变化原因

利用1951～2008年黄河与长江流域逐月降水和径流资料,对流域年径流变化进行趋势性检验,分析年降水量和径流量的相关关系变化,比较不同时段流域降水和径流的变化趋势和双累积曲线,以及径流对降水的敏感性变化.结果表明,黄河干流上游年降水量微弱下降,中下游降水减少趋势显著,为8.8～9.8mm/10a;而全流域径流量均呈现显著递减的趋势,为7.8～10.8mm/10a(通过95%置值度检验);径流系数也明显下降,下降范围为0.013～0.019/10a,流域产流能力下降,径流减少趋势在20世纪80年代末至90年代初发生突变.长江流域大部降水减少趋势显著,为18.2～24.7mm/10a;上游(寸滩站,宜昌站)径流减少趋势显著,为9.9～7.2mm/10a,中游(汉口站)和下游(大通站)径流呈微弱下降趋势,为2.9～2.1mm/10a;长江流域上游径流系数增加不显著,中下游径流系数呈显著增加趋势,速率分别0.005/10a和0.005/10a,表明中下游产流能力增强.根据水文参数公式计算,与1951～1969年相比,1970～2008年,降水减少和人类活动引起的下垫面变化对黄河流域径流减少量的贡献率分别为11%和83%;在长江流域,降水减少对径流量变化的贡献占29%,人类活动引起的径流量增加占71%.1980～2008年,黄河流域由于下垫面变化造成径流量减少的比例在兰州、三门峡、花园口、利津分别为97%,83%,83%和91%,降水引起的径流量减少比例分别为3%,17%,17%和9%.长江流域降水减少对寸滩、宜昌、汉口、大通径流量减少的贡献分别为89%,74%,43%和35%,下垫面变化对径流增量的贡献分别为11%,26%,57%和65%.人类活动的作用强度逐年增大,2000年之后,下垫面变化对黄河、长江流域径流变化量的贡献率上升到84%和73%.下垫面变化引起了黄河下游径流减少和长江下游径流增加,在干旱区和湿润区对径流变化的作用相反.造成这一现象的原因是:黄河流域人类的活动用水量的增加直接造成径流减少;长江流域因太阳辐射下降引起实际蒸发量下降,同时湖泊面积减少,下垫面硬化也在一定程度上造成产流能力增加.     

京津冀晋地区水位潮汐响应函数动态特征研究

计算了北京、天津、河北和山西地区20口水位井1983~ 2001年水位观测的潮汐响应函数, 给出M₂、O₁、K₁、S₁ 波的潮汐因子及相位滞后等参数。基于M₂ 波潮汐因子及其相对中误差的大小, 分析了M₂ 波月序列潮汐因子的动态特征。给出对各水位井的监测效能进行定量评定的一种物理特征指标。     

断层相互作用导致的布里季曼效应及其在发震中的意义

布里季曼效应是指脆性介质在５，０００ｂａｒ高围压下断层面静摩擦很大时若对剪切面施加一扭矩作用则粘滑很快发生的过程。本文研究了断层旋性变化及断层彼此交汇相互作用而产生布里季曼效应的问题，并结合１９３１年富蕴８级大震的断裂带具体讨论了该问题。     

用改进的经验格林函数方法模拟唐山地震动

建筑物的抗震设防需要尽可能地掌握未来大地震强震动记录信息,但大地震强震动记录的匮乏阻碍了抗震设防实践的发展。经验格林函数方法作为模拟地震动的主要方法,可以提供可靠的大地震强震动记录,但也存在着许多问题,如缺乏对大地震断层滑动分布不均匀的描述、用经验确定小震数目、模拟方法受到大小地震相似条件的限制等。文中对上述经验格林函数方法存在的问题进行了研究,改进的经验格林函数方法,有效地解决了上述问题。并用其对唐山大地震进行了模拟,并把模拟的地震动时程和反应谱与实际记录相比较,发现用改进方法模拟的地震动加速度反应谱比用未改进方法模拟结果更接近实际的地震动记录加速度反应谱。由此说明改进的经验格林函数可更准确的模拟地震动。     

2009年7月9日姚安MS6.0地震破裂方向性研究

2009年7月9日19时19分,云南姚安发生M_S6.0地震。10日17：02、13日00：01又相继发生M_S5.2、M_S4.7地震。利用近震CAP方法反演震源机制解发现,此次地震震源破裂方式以走滑为主,主震震源机制解2个节面走向分别为203°、295°。已有的考察资料尚未显示活动,故难以确定实际发震面。为此,采用相对质心震中确定破裂方向性的方法,利用主震与参考地震之间的P波到时差和CAP反演输出的波形时移,计算得到姚安地震起始震中与质心震中间的差异,推断震源机制解中走向为295°的节面为实际发震面,并对定位误差、发震时刻不准确以及机制解差异等因素进行了分析,发现这些因素对确定发震断层影响不大。     

A class of analytic solutions of the magnetic force-free field equations

Abstract

Formation of electric current sheets in the corona is thought to play an important role in solar flares, prominences and coronal heating. It is therefore of great interest to identify magnetic field geometries whose evolution leads to variations in B over small length-scales. This paper considers a uniform field B ₀[zcirc], line-tied to rigid plates z = ±l, which are then subject to in-plane displacements modeling the effect of photospheric motion. The force-free field equations are formulated in terms of field-line displacements, and when the imposed plate motion is a linear function of position, these reduce to a 4 × 4 system of nonlinear, second-order ordinary differential equations. Simple analytic solutions are derived for the cases of plate rotation and shear, which both tend to form singularities in certain parameter limits. In the case of plate shear there are two solution branches—a simple example of non-uniqueness.     

强夯振动加速度的量测及现场试验研究

结合延安新区强夯加固地基工程,进行强夯振动加速度测试现场试验。选取填方区场地,结合地形设计监测方案,以测试强夯波沿水平方向和斜坡的传播规律。在选定试验段的某级填方场地上布置多组加速度传感器,运用多个8通道24位高速采集卡记录强夯振动加速度在平面和斜坡的传播和衰减过程,探讨强夯振动波沿水平面和斜坡的传播规律以及能级对振动加速度的影响。结果表明:径向和竖向加速度值均随与夯点距离的增大而减小;在与夯击点距离相同处,强夯振动波沿水平方向传播的径向和竖向加速度值要大于沿斜坡方向;随着能级的增大,强夯产生的夯击波增强,在与夯击点相同距离处产生的径向和竖向加速度均明显增大。     

广东及其邻域的地壳厚度和泊松比分布

利用广东及其邻域福建、江西、湖南、广西、海南、台湾共82个宽频带数字地震台的远震资料, 计算获得了所有台站下方的体波接收函数,并通过接收函数 搜索叠加方法反演了这些台站下方的地壳厚度和平均泊松比。研究结果表明,广东及周周边地区的地壳厚度介于26.8～33.6km之间,平均为29.5km。由西北到东南逐渐变薄,为大陆地壳向大洋地壳的缓慢过渡。珠江三角洲、粤西、粤桂琼交界、广西南宁、广东南澳地区地壳厚度较薄,为25.0－28.0km;海南的翁田、广东的湛江、上川岛地壳厚度最薄,在26km左右;福建明溪、湖南永州周边地区地壳厚度较厚、地壳厚度在31.0～34.0km间。研究区域内地壳泊松比为0．20～0．29,海南岛的东南部,粤东和闽西的沿海地区,以及江西南部具有明显的高泊松比,这可能与这些地区具有广泛的温泉分布和高热流值的特性有关。地壳厚度和泊松比的分布具有明显的分块特征,并与断层和历史地震的分布相关。     

震源车地震勘探技术在西安地裂缝勘探中的试验研究

为克服巨大的城市环境干扰,采集高质量的人工地震勘探数据,将大吨位震源车引入到西安地裂缝人工地震勘探中,并在真实城市道路环境下对已知地裂缝进行多项试验,包括抗干扰效果、勘探深度、震源工作参数、垂直叠加次数、不同主频检波器接收、勘探排列长度、最佳反射波接收窗口等,最后将人工地震勘探结果与钻探结果进行验证对比。结果表明,大吨位震源车在实际道路干扰环境下可以得到理想的地震反射剖面,剖面中地裂缝异常明显,推测解释的地裂缝在地面的位置可信。     

Green's function for three-dimensional elastic wave equation with a moving point source on the free surface with applications

High-speed train seismology has come into being recently. This new kind of seismology uses a high-speed train as a repeatable moving seismic source. Therefore, Green's function for a moving source is needed to make theoretical studies of the high-speed train seismology. Green's function for three-dimensional elastic wave equation with a moving point source on the free surface is derived. It involves a line integral of the Green's function for a fixed point source with different positions and corresponding time delays. We give a rigorous mathematical proof of this Green's function. According to the principle of linear superposition, we have also obtained the Green's function for a group of moving sources which can be regarded as a model of a traveling high-speed train. Based on a temporal convolution, an analytical formula for other moving sources is also given. In terms of a moving Gaussian source, we deal with the issue of numerical calculations of the analytical formula. Applications to modelling of a traveling high-speed train are presented. We have considered both the land case and the bridge case for a traveling high-speed train. The theoretical seismograms show different waveform features for these two cases.     

地动仪研究中的五个地震学基本概念

地动仪的研究涉及历史和科学的统一。古籍文字的主要部分是对测震现象的描述,研究的学术观点和模型尽可不同,但地震学基本概念和原则是需要遵循和坚持的,方能正确把握和解读史料。针对一些专业认识上的误解,本文以地震学的基本概念和学科发展史实为依据作了必要的澄清和纠正,诸如地动仪的反应方向、对地震和非地震的不同反应、陇西地震的量化分析、地震学的实验检验、在地震科学史上的作用等。还对个别的脱离实际却被媒体高调宣传的模型实验,指出了其原则性失误。地动仪研究的重点并不局限于重建一个模型,更要探寻古人如何发现和利用了自然规律,学习和掌握地震学的基本知识。     

胶东东部中生代走滑逆冲构造带的构造年代学制约

胶东东部走滑逆冲构造带处于秦岭-大别-苏鲁造山带的东端、中朝和扬子两陆块之间, 构造地位非常重要. 区域性同位素年代学数据虽然已经不少, 但在研究区尚缺乏构造年代学的系统研究, 本文旨在弥补这一缺陷. 系统选取同变形矿物, 对胶东东部NE-ENE向压剪性主剪切带及其所夹旋转推覆岩片进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试. 根据本文的⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究, 结合研究区现有年代学、构造地质学和岩石学数据, 可得出如下认识: (1) ~190 Ma代表了旋转推覆岩片的主变形年龄, 跟郯庐主断裂同造山期左旋走滑期完全一致; (2) 130~120 Ma左右年龄值代表了主剪切带的主活动期, 为构造转折的启动的结果. 很可能胶东的左旋(NE-ENE向)逆冲推覆作用以及辽东半岛的ESE向的伸展构造作用共同推动了朝鲜半岛晚中生代的顺时针旋转.