太阳活动高年上电离层中O+-H+离子过渡高度的特征

本文用日本电离层探测卫星ISS-b的资料,假设F₂层峰顶以上电离层中各类离子随高度呈扩散平衡分布,得到了太阳活动高年（1978年8月-1979年8月）确定顶外电离层电子密度剖面形状的一个重要参数,即O⁺-H⁺离子过渡高度h_T的一些变化特征.指出h_T的日变化特性主要受电离层中O⁺离子的产生与复合作用的控制.太阳活动高年在不同纬度和所有经度区域,平均说来日间h_T为大约1500-2500km变化,而夜间位于800-1400km,冬夜甚至接近中性氢、氧原子的化学平衡高度.过渡高度也表现出明显的纬度关系,在接近±20°的磁赤道地区,h_T基本上不随纬度变化;但在大于±30°磁纬区域h_T随纬度很快增加.义中还就h_T随时间和地磁（或地理）纬度变化的机制作了简要讨论.     

滇西地区地壳结构的爆破地震研究

本文描述我国滇西地区洱源-江川和遮放-宾川二条剖面的地壳结构爆破地震的研究结果。 资料分析解释的结果说明,该地区的地壳内存在四个界面:P_g、P₂⁰、P₃⁰与P₄⁰面。P_g面为结晶基底面,深度在0.3-3.5km之间,界面速度约5.90km/s。P₀²面为地壳上部反射面,深度在12至24km间,其界面速度约6.30-6.50km/s。该界面的下方,在大部分地段是一厚梯度层至莫霍界面。在30-35km的深处,局部地区存在弱反射界面P₃⁰。而莫霍面（即P₄⁰面）的深度在37-46km。遮放-宾川剖面的地壳平均速度约6.40km/s,莫霍界面速度为8.06km/s。但洱源-江川剖面的这两种参数分别为6.19km/s与7.75km/s,其下侧50km的深处还存在P₅⁰反射面。 遮放-宾川剖面上的怒江断裂在P₄⁰及P₂⁰面上有2.5km的深度跳跃。澜沧江断裂经过的地方,P₄⁰震相追踪中断,波形畸变。这类现象在洱源-江川剖面的几个地方也有明显反应,在元谋-绿汁江断裂处莫霍面的深度跳跃达3km,断裂还使江川炮的P₄⁰震相追踪中断。 在洱源-江川剖面的中段,发现了上地幔低速度异常带,速度值为7.75km/s。     

北京城市下垫面大气边界层湍流输送垂直分布特征

基于2008年1月1日至2012年12月31日北京325m气象塔47、140和280m三层湍流观测数据,利用局地相似理论分析了北京城市下垫面湍流输送的垂直分布特征.研究表明:(1)无量纲三维风速标准差σ_i/u_*(i=u,v,w)仅是局地稳定度因子的函数,近中性条件下47m高度为2.15、1.61、1.19,140m为2.39、1.75、1.21,280m为2.51、1.77、1.30,近中性条件下σ_i/u_*随高度增大;自由对流条件下符合1/3次方率,不稳定和稳定条件下无量纲三维风速标准差随高度减小.(2)无量纲温度标准差在不稳定条件下满足.1/3次方率,近中性条件下与拟合曲线差异显著.无量纲CO_2和水汽浓度标准差在不稳定条件下呈.1/3次方律,近中性和稳定条件下均与局地稳定度无关而维持常数.无量纲温度、CO_2和水汽浓度的标准差随高度增大.(3)与动量、CO_2和水汽相比,近中性层结下热量的传输系数较小,而在不稳定和稳定条件下热量的传输系数最大,城市下垫面的标量传输具有非相似性.除不稳定条件下的热量/水汽的相对传输系数外,低层的相对传输系数(|r_(wT)/ruw|、|r_(wT)/r_(wc)|、|r_(wT)/r_(uq)|)总是大于高层,即热量相对于水平风速u、CO_2和水汽的传输系数随高度递减.     

孔隙介质声学理论中的动态渗透率

解释了Johnson动态渗透率k(ω)的概念，指出k(ω)包含了Biot理论中质量耦合系数和粘滞修正系数的意义，对k(ω)与Biot理论中相应表达式k_B(ω)进行了比较，当结构因子β≈64α_∞/m时k(ω)与k_B(ω)的差异很小.计算表明，当声源频率接近临界频率时声测井波形中导波的衰减随质量耦合系数增大而减小.     

云南地区Lg波衰减成像研究

收集了云南省及周边121个固定台站于2014年5月—2019年5月记录到的470次M≥4.0宽频带地震记录,利用反双台法处理了6 976条垂直向波形数据,通过LSQR方法反演得到了云南地区的空间分辨率小于100 km的1 Hz下Lg波衰减成像。反演结果表明,云南地区地壳Lg波的Q₀值介于60—300,整体为低Q₀背景,横向不均匀性变化显著。云南地区低Q₀值的分布特点,反映了Lg波在云南地区衰减强烈。红河断裂西侧Q₀值较低,在50—160之间,东侧Q₀值较高,在120—200之间,分布特征与沉积层厚度分布一致,松散的沉积层可能是造成东侧地区Lg波高衰减的主要原因。云南地区地壳Lg波Q₀值呈现出了与地表热流值分布相似的差异化分布特征,这可能与频繁的地震、长期强烈的构造运动以及深部物质随火山活动上涌有关。      

鄂尔多斯西缘地区地震动高频衰减特性初步研究

以鄂尔多斯西缘地区（34°N—42°N,103°E—109°E）为研究对象,基于2007—2020年研究区域内14个强震动台站记录到的116条强震记录（1≤M_S≤8）,采用加速度反应谱法,通过MATLAB软件编程拟合鄂尔多斯西缘地区kappa值与震中距的线性回归关系。研究结果表明,鄂尔多斯西缘地区强震台站高频衰减参数kappa0值为0.01545～0.06560 s;等效剪切波速（V_S20、V_S30）与震中距存在对数关系;随着V_S20、V_S30的增大,kappa0值逐渐减至0。     

固体潮观测资料的平滑处理

国际固体潮中心（I.C.E.T.）设计了一套处理潮汐资料的计算程序。其中有一数据的准备部分,用Lecolazet（以下简称莱氏）提出的组合z_1/2⁵z₆（y₃-（y₀/2））和z_1/2⁵对观测资料进行平滑处理。这种方法简便易算。本文给出的数字滤波器,平滑处理效果比前者更好。     

电离层极风的EISCAT-VHF雷达观测

极风现象从理论上提出已20多年了,实验上一直没有充分地证实这种现象的存在,以及它的形成区域位于高纬顶部电离层中.我们利用欧洲非相干散射协会（EISCAT）的VHF雷达（在挪威Tromsφ）,对H⁺离子极风进行了首次实验研究,结果表明,实验期间观测到H⁺离子在顶部电离层中的运动速度始终向上,且随高度的增加而增大,从而证实在高纬顶部电离层中确实存在着一个永久向上的H⁺离子流,即H⁺离子极风,其速度在1000km 高度上达到1km/s,其通量在此高度上接近于饱和,达到10¹²m^s（-1）,而温度小于0.26eV.在我们的探测高度上仍未发展成超声速极风.     

Lg波Q值随震源深度的变化作为地壳本征衰减深度的判据

Lg波的Q_Lg值是描述区域地壳结构及介质衰减特性的重要参数之一,Q_Lg层析成像被广泛应用于地壳衰减结构横向不均匀性的研究中.但是,对Q_Lg在垂直方向上的不均匀性的研究较少.当发现一个地区发生Q_Lg值低时,我们希望进一步了解这种介质衰减深度.本文通过数值模拟合成地震图的方法,通过分析不同震源深度和介质模型计算Q_Lg,判断Lg波发生主要衰减的深度.研究结果显示：（1）当震源深度浅时,上地壳介质衰减对于Lg波Q值的影响明显比下地壳的影响更大.而震源深度深时,两者贡献基本相当;（2）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,η值逐渐减小;如果下地壳介质衰减强,η值先增大后减小;但如果下地壳存在低速层,则η值持续增大;（3）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,Q₀逐渐增大;反之如果下地壳介质衰减强,则Q₀逐渐减小.因此,我们可以通过调查某一区域不同深度地震的Lg波衰减规律,来判断这一地区的地壳介质衰减情况.     

1932年昌马7.6级地震震源区及其邻近地区尾波衰减特征研究

Q_c值是描述地震波在地下衰减变化的重要物理参数之一,其大小能够反映该地区地震活动的强弱和地下介质非均匀性程度。基于Aki的单次散射模型,选用2008—2020年间昌马地震震源区及其周边区域5个固定数字化地震台站接收到的震中距小于100 km、M>2.0的1 252次地震记录,计算分析该区域的尾波衰减特征。研究结果表明：(1)窗长为20 s、30 s和40 s的Q_c值与频率f的衰减关系分别为Q_c=(71.76±8)f⁽(1.10±0.04))、Q_c=(103.83±17)f⁽(1.04±0.06))和Q_c=(120.77±22)f⁽(1.00±0.06));(2)通过克里金插值绘制的Q_c值空间分布图表明昌马地震震源区及其周边区域的Q_c值分布与地质构造、地震活动性存在较明显的相关性;(3)研究区域的Q₀值较低,η值较高,与该区域构造活动性较强的特...     

长期天气过程中的长波不稳定問題的探討

本文中采用二层线性模式讨论了地面摩擦,水平热量交换和动量交换,以及长波辐射冷却等因子对长波稳定状况的影响.并且给出了相应的温压场结构,由理论上证实了当温度波还落后于气压波时,运动就已经开始阻尼的这个事实.     

行星际扰动和地磁活动对GEO相对论电子影响

利用1988—2010年小时平均的GOES卫星数据,对地球同步轨道(GEO)相对论电子变化进行了统计分析,研究了相对论电子通量(Fe)增强事件的发展过程,探讨了利于相对论电子通量增强的太阳风和地磁活动条件.主要结论如下:(1)GEO相对论电子通量即使是峰值,也具有明显的地方时特性,最大电子通量出现在磁正午时.午/夜电子通量比率随着太阳风速度(Vsw)增加而增大;在Dst-50nT时相对论电子具有规则的地方时变化.在太阳活动下降相,电子通量与各参数的相关性较好,与其相关性最好的Vsw、Kp指数以及三次根号下的太阳风密度(N)分别出现在电子通量前39~57h、57~80h和12~24h.(2)强(日平均电子通量峰值Femax≥104 pfu)相对论电子事件,在距离太阳活动谷年前两年左右和春秋分期间发生率最高,较弱(104Femax≥103 pfu)事件无此特点;大部分强相对论电子事件中,电子通量在磁暴主相开始增加,较弱事件中则在恢复相开始回升.(3)太阳风密度变化对相对论电子事件的发展具有重要指示作用.电子通量在太阳风密度极大值后0~1天达到极小值,太阳风密度极小值后0~2天达到极大值.(4)90%以上相对论电子事件是在磁暴及高速太阳风的条件下发生的,与其伴随的行星际参数和地磁活动指数极值满足以下条件:Vswmax516km/s,Dstmin-31nT,Nmin2.8cm-3,Nmax14.1cm-3,Bzmin-2.9nT,AEmax698nT.(5)磁暴过程中,Dstmin后日平均电子通量大于103 pfu的发生概率为53%左右,强/弱相对论电子事件占总数比例分别为36%/64%左右,磁暴强度对其无影响.磁暴过程中的Vsw、N和AE指数大小对于能否引起相对论电子增强起着指示作用.     

Evaluation of the Johnson and Ettinger Model for Prediction of Indoor Air Quality

Screening level models are now commonly used to estimate vapor intrusion for subsurface volatile organic compounds (VQCs). Significant uncertainty is associated with processes and models and, to date, there has been only limited field-based evaluation of models for this pathway. To address these limitations, a comprehensive evaluation of the Johnson and Ettinger (J&E) model is provided through sensitivity analysis, comparisons of model-predicted to measured vapor intrusion for 11 petroleum hydrocarbon and chlorinated solvent sites, and review of radon and flux chamber studies. Significant intrusion was measured at five of 12 sites with measured vapor attenuation ratios (α_m's) (indoor air/source vapor) ranging from ∼1 × 10⁻⁶ to 1 × 10⁻⁴. Higher attenuation ratios were measured for studies using radon, inert tracers, and flux chambers; however, these ratios are conservative owing to boundary conditions and tracer properties that are different than those at most VOC-contaminated sites. Reasonable predictions were obtained using the J&E model with comparisons indicating that model-predicted vapor attenuation ratios (α_p's) were on the same order, or less than the α_m's. For several sites, the α_m were approximately two orders of magnitude less than the α_p's indicating that the J&E model is conservative in these cases. The model comparisons highlight the importance in using appropriate input parameters for the J&E model. The regulatory implications associated with use of the J&E model to derive screening criteria are also discussed.     

基于SAMI2模式的电离层加热模拟

通过在SAMI2模式的电子能量方程中添加人工加热项,数值模拟了在加热条件下磁场线上电子温度与电子密度的扰动情况,并对比了不同加热条件下的扰动效应.结果表明,入射到电离层中的大功率无线电波与等离子体相互作用,能够有效造成整条磁场线上电子温度的升高而产生电子温度扰动,尤其是加热点处,温度可增加3倍多;由于电子温度升高,压力平衡受到破坏,引发等离子体扩散进而导致电子密度扰动;电子密度扰动使得垂直于磁场线的电子密度梯度发生变化,这有可能形成电离层管(Ionosphere duct);电子温度和电子密度的扰动幅度随着加热时间的推移而减小,即扰动逐渐趋于稳定.电子温度与密度的扰动与加热率存在一种非线性关系.     

Evaluation of the Johnson and Ettinger Model for Prediction of Indoor Air Quality

Screening level models are now commonly used to estimate vapor intrusion for subsurface volatile organic compounds (VOCs). Significant uncertainty is associated with processes and models and, to date, there has been only limited field-based evaluation of models for this pathway. To address these limitations, a comprehensive evaluation of the Johnson and Ettinger (J&E) model is provided through sensitivity analysis, comparisons of model-predicted to measured vapor intrusion for 11 petroleum hydrocarbon and chlorinated solvent sites, and review of radon and flux chamber studies. Significant intrusion was measured at five of 12 sites with measured vapor attenuation ratios (α_m's) (indoor air/source vapor) ranging from ∼1 × 10⁻⁶ to 1 × 10⁻⁴. Higher attenuation ratios were measured for studies using radon, inert tracers, and flux chambers; however, these ratios are conservative owing to boundary conditions and tracer properties that are different than those at most VOC-contaminated sites. Reasonable predictions were obtained using the J&E model with comparisons indicating that model-predicted vapor attenuation ratios (α_p's) were on the same order, or less than the α_m's. For several sites, the (m were approximately two orders of magnitude less than the a 's indicating that the J&E model is conservative in these cases. The model comparisons highlight the importance in using appropriate input parameters for the J&E model. The regulatory implications associated with use of the J&E model to derive screening criteria are also discussed.     

大气三圈环流的动力系统模型

定常情况下,本文利用球坐标系（λ,φ,r）的动力、热力学方程导出三维速度场（v_λ,v_φ,v_r）的动力系统.这种包括摩擦力和热传导的不可压缩大气运动的动力系统,无论从定性上还是从定量上都能描述由赤道和极地间的加热不均匀造成的三圈环流.定性上表明,在北半球经向速度v_φ和纬向速度v_λ同符号,地表刮北风（v_φ<0）和刮东风（v_λ<0）相对应,刮南风（v_φ>0）和刮西风（v_λ>0）相对应.在南半球,经向速度v_φ和纬向速度v_λ符号相反,刮北风（v_φ<0）和刮西风（v_λ>0）相对应,刮南风（v_φ>0）和刮东风（v_λ<0）相对应.定量分析表明球面上的压力场p可以用球调和函数p_l^m（sinφ）cosmλ来表达.当取l=6,m=0时即可导出三圈环流.在经圈剖面（φ,r）上,地表的φ₁=±56°和φ₂=±28°左右,以及赤道是速度场的奇点,它们都是鞍点,说明在副热带是下沉运动,在中纬度是上升运动,这正是三圈环流中的Ferrel环流的特征.这样经向速度v_φ和纬向速度v_λ相联系,经向速度v_φ又和垂直速度相联系,那么三圈环流的三维速度场就构成了一个整体.     

Ages and composition of gas trapped in Allan Hills and Byrd core ice

Gas is extracted from large (6–31 kg) Antarctic ice samples to obtain sufficient CO₂ for¹⁴C measurements with small low-level proportional counters. The¹⁴C ages of Byrd core ice are in accord with glaciological estimates ranging from (2.2_−1.1^+1.4)×10³ yr at 271 m depth to more than 8 × 10³ yr at 1071 m depth. The CO₂ abundances in gas extracted from Byrd core ice range from 0.0216 to 0.051%, with below present-day atmosphere CO₂ abundances for ice from 1068 and 1469 m depths. The CO₂ abundance in gas from Allan Hills surface ice samples ranges between four and six times the atmospheric value and the CO₂ had a specific activity three times that of contemporary carbon. A possible explanation for the anomalously high specific activity is surface melting with the incorporation into CO₂ of¹⁴C produced by cosmic ray spallation of oxygen in ice. The CO₂ abundance in gas extracted from subsurface Allan Hills ice ranged from 0.030 to 0.065%, and the specific activities are below contemporary carbon, indicating ages greater than 5×10³ yr. The¹⁸O/¹⁶O ratio of oxygen in the trapped gas is the same as that of atmospheric oxygen and differs markedly from the¹⁸O/¹⁶O ratio in the ice. The O₂, N₂, and Ar abundances and isotopic compositions are similar to those in contemporary air, except for positive¹⁵N/¹⁴N ratios in a few samples.     

Ammonia toxicity in fish

Ammonia is present in the aquatic environment due to agricultural run-off and decomposition of biological waste. Ammonia is toxic to all vertebrates causing convulsions, coma and death, probably because elevated NH₄⁺ displaces K⁺ and depolarizes neurons, causing activation of NMDA type glutamate receptor, which leads to an influx of excessive Ca²⁺ and subsequent cell death in the central nervous system.

Present ammonia criteria for aquatic systems are based on toxicity tests carried out on, starved, resting, non-stressed fish. This is doubly inappropriate. During exhaustive exercise and stress, fish increase ammonia production and are more sensitive to external ammonia. Present criteria do not protect swimming fish. Fish have strategies to protect them from the ammonia pulse following feeding, and this also protects them from increases in external ammonia, as a result starved fish are more sensitive to external ammonia than fed fish.

There are a number of fish species that can tolerate high environmental ammonia. Glutamine formation is an important ammonia detoxification strategy in the brain of fish, especially after feeding. Detoxification of ammonia to urea has also been observed in elasmobranches and some teleosts. Reduction in the rate of proteolysis and the rate of amino acid catabolism, which results in a decrease in ammonia production, may be another strategy to reduce ammonia toxicity. The weather loach volatilizes NH₃, and the mudskipper, P. schlosseri, utilizes yet another unique strategy, it actively pumps NH₄⁺ out of the body.     

黄土高原复杂地形上高质量湍流通量数据获取方法

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,SACOL)湍流观测资料,分析了二次坐标旋转(double rotation,DR)、平面拟合(planar fit,PF)和分风区平面拟合(fetch planar fit,FPF)在复杂地形上的适用性,总结出一套适用于SACOL的总体湍流特征参数化方案.经过超声虚温订正、坐标旋转、空气密度脉动订正以及平稳性检验、总体湍流特征检验、总体质量分级处理,摩擦速度(u*)、感热通量、潜热通量、CO_2通量高质量数据所占比例分别为45%~62%、66%~68%、62%~65%、52%~54%.采用DR得到的高质量数据比例与采用PF相比,u*提高了17%,后三种通量略降低2%~3%.PF和FPF两种结果的差别主要体现在u*上,只考虑主导风向数据DR得到的u*质量仍最好.综合兼顾数据质量和计算工作量,在复杂地形上处理湍流观测资料的最优坐标旋转方法是DR.