库姆塔格沙漠羽毛状沙垄形态及其在分类系统中的位置

我国库姆塔格沙漠东北部羽毛状沙垄的分布面积为4016km2,由新月形沙垄和垄间舌状沙丘构成.新月形沙垄与舌状沙丘、舌状沙丘迎风坡与背风坡在粒度、矿物组成以及光照反射率的差异致成航空照片和卫星照片上的羽毛状景色.对该区输沙势的测量结果表明,羽毛状沙垄的起沙风可分为北北东、东和东北东三组,与新月形沙垄的东南、西北和西南落沙坡大致对应.研究认为,由新月形沙丘顺主风向连接而成的新月形沙垄不是横向沙垄而是纵向沙垄;舌状沙丘与近似沙丘形态明显有别,是一种新的横向沙丘类型.羽毛状沙垄,按McKee的沙丘形态分类,不属沙丘变型类型,而是综合型或复杂型沙丘类型;按吴正的沙丘形态与成因分类,不属单向风或两个锐角相交风形成的沙垄或复合型沙垄,而是三个锐角相交风形成的综合型沙垄.     

人工模拟戈壁风沙流与风程效应观测

风程效应是研究土壤风蚀和风沙流的一个重要概念,它影响土壤风蚀和风沙流的发生发展过程.对风程效应的研究有助于进一步认识风沙运动机制,为完善风沙物理和土壤风蚀研究提供科学依据.本文选择腾格里沙漠东南缘的中国科学院风沙综合观测场人工模拟戈壁为研究对象,利用多路方口集沙仪对戈壁不同风程长度的风沙流进行观测,旨在说明戈壁风程效应与风沙流的关系.研究表明,风程对风沙流通量具有明显的影响,风沙流通量的拟合系数和相对递减率均随风程增加先减小后增加.风程不同,输沙率不同,总体表现为输沙率随风程增加先增加后降低,地面以上部分最先达到最大值,风程长度为34m左右,随后降低;随高度增加,最大输沙率所对应的风程长度有增加趋势.     

典型下垫面风沙流中风速脉动特征研究

通过对流沙、戈壁地表风沙流中风速特征研究发现：对于特定的下垫面, 风沙流中各高度层脉动风速具有很好的相关性; 随不同高度间距离增加, 瞬时风速在时间序列上波动的均一性呈递减趋势; 瞬时风速的波动性主要与其所在高度层的沙粒数量和运动状态有关, 二者存在一种动态的互馈关系; 脉动强度随进口风速的增加而增大, 而脉动风速的相对值与进口风速无关, 只是对应高度的函数.     

敦煌莫高窟的风沙危害与防治问题

对敦煌莫高窟风沙危害的分析表明,本区现实的风沙危害主要是来自鸣沙山沙物质所形成的戈壁风沙流,而沙山及其前缘小沙丘的移动对洞窟威胁不大.窟顶戈壁带不仅是一个天然输沙场,而且是阻止沙山和前缘小沙丘向窟区移动埋压的天然屏障.由此提出要保护莫高窟免遭风沙危害不是防治沙丘前移而是戈壁风沙流.为此,应在沙山前缘采取阻、固沙措施,不能在戈壁区设立任何阻沙工程,以免引沙入窟.     

雅鲁藏布江河谷风沙地貌形成机制与发育模式

雅鲁藏布江河谷风沙地貌有 4级 2 1个类型 .河谷区具有风沙地貌发育的环境条件 .由MM4中尺度气候模型模拟的河谷冬半年近地表流场和风矢量场从宏观上反映了有利于风沙沉积的河谷流场 ,在总体上制约了风沙地貌的分布区域与地貌部位 .沙丘、沙丘群发育主要有迎风阻滞沉积、背风回流沉积和弯道绕流沉积三种方式 ,经历了风力作用沙丘形成 水力作用沙丘消减的正、逆交替过程 ,并自初生带→主体带→消退带演化 ,最终以爬升沙丘 (片 )或下落沙丘形态消退或消亡 .     

南方红壤区长期水土流失综合治理显著减少河流输沙——以鄱阳湖流域赣江上游平江为例

长时间序列水沙数据分析有助于科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应,为科学开展区域水土保持成效评估提供实现路径.本文选取南方红壤区水土保持工程最为集中、持续时间最长的典型流域——平江流域,基于1975-2014年的逐日降水量、流量、含沙量数据,综合应用预置白M-K检验法、Theil-Sen趋势度估计法、Pettitt检验法与累积量斜率变化率比较法,开展河流水沙变化特征及归因分析,揭示长期水土流失治理对河流水沙的影响.结果表明:(1)1975-2014年平江年输沙量、汛期输沙量和非汛期输沙量均存在显著减少趋势,年均减少率分别为2.38×10⁴、1.75×10⁴和0.44×10⁴t/a,汛期输沙量在流域开始实施系统水土流失治理时即发生突变,而年输沙量和非汛期输沙量在系列国家水土保持重点工程实施一段时间后方开始突变;(2)流域长期水土保持显著减少平江输沙,但对径流无显著影响,重点治理期、治理后期以水土保持为主的生态保护工程对输沙量减少的贡献均在94.0%以上,且生态保护工程对汛期输沙量减少的贡献较非汛期的更为突出;(3)以水土保持为主的长期生态保护工程导致平江全年、汛期、非汛期输沙量分别减少59.3%、60.7%和55.7%;(4)在剔除大型水利工程(尤其是大中型水库)建设影响后,南方红壤区可以基于长时间序列水沙数据分析科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应.研究结果可以为南方红壤区流域尺度水土保持减流减沙效应评价提供参考,并有望为区域系列国家生态保护与建设工程的布局和管理提供科学依据.     

中国东部沙漠/沙地全新世地层序列及其古环境

通过对比中国东部沙漠/沙地典型地层序列的年代和古环境代用指标,文章揭示了中国东部沙漠-沙地全新世以来的地表环境变化特征及其对古气候变化的响应.风沙-古土壤沉积序列中一系列的古环境代用指标和光释光测年数据显示:(1)库布齐沙漠大规模现代沙丘景观形成于全新世时期;并在4~2ka期间普遍发育古土壤,指示了该时段区域降水量或有效湿度增加并促进了植被生长,风沙活动减弱,进而导致有机质累积、土壤发育;最近2ka沙丘大规模的扩张除了受自然因素影响,还与人类活动密不可分,丰富的沙源和人类活动共同促成了该沙漠现代景观的形成.(2)浑善达克沙地现代沙丘景观可能形成于12ka左右,而在此之前浑善达克沙地西部应是一个大湖;在9.6~3ka期间,浑善达克沙地比现代明显湿润,普遍发育古土壤,然而风沙活动并未完全停止;全新世湿润期在该沙地可能具有穿时性,沙地东部气候条件的转好早于西部.(3)呼伦贝尔沙地的古土壤早在14.5ka便开始发育,可能一直延续到最近2ka.中国东部各个沙地的古土壤发育具有高度的空间异质性,甚至各个沙地内部不同地点的古土壤发育时间也不一致,但是总体上中全新世(尤其是在7.5~3.5ka)各个沙地趋于固定,风沙活动强度显著减弱.近十年来中国东部沙地的古环境记录数量迅速增长,但是已经发表的数据数量与中国东部沙地广大的空间范围仍然不匹配,要全面理解中国北方风沙活动与气候变化的关系还需对更多的风沙沉积剖面进行深入研究.     

古尔班通古特沙漠南部沙面稳定性研究

沙垄是世界沙海中分布最广的沙丘类型, 但涉及沙面稳定性的综合研究却不多见. 古尔班通古特沙漠南部主要由梁窝状沙垄组成, 总面积的80%以上为固定、半固定状态. 对区域气候条件、土壤状况和植物分布等进行综合研究, 并对沙面活动进行系统监测, 表明沙漠南部处于复合型低能风环境中, 冬季积雪和冻土可对地表形成有利的保护. 水热配置是沙漠植物、特别是短命植物生长的良好气候条件. 起沙风集中于4, 5和6月份, 正与地表湿润、植物广泛发育的时间相对应, 有效的植被覆盖是沙面整体处于稳定的重要因素. 活动区域仅存在于沙垄顶部和两坡上部, 沙面总体活动值与输沙势在季节变化上具相对一致的变化趋势, 垄间和两坡中下部稳定少变.     

南海北部琼东南海域活动冷泉特征及形成模式

近年来,活动冷泉的研究越来越受到关注.本文利用多波束数据、多道地震数据以及底质取样结果研究琼东南海域活动冷泉系统,分析活动冷泉的羽状流特征、海底地貌与底质特征以及流体活动构造特征.多波束水体数据上,观测到多个延伸高度超过750 m的气泡羽状流,海底流体活动非常强烈;多道地震上识别出麻坑、流体运移通道、气烟囱等流体渗漏相关的构造,与其他海域观测到的反射特征不同,羽状流的下方流体运移通道呈强振幅"串珠"反射;重力活塞取样在两个站位上获得浅表层块状天然气水合物.其中一个站位位于活动冷泉附近,天然气水合物赋存于海底以下8 m左右.基于以上三方面的数据,笔者提出了一个用于描述活动冷泉系统的形成模式,游离气通过气烟囱向上运移到达浅层,一部分在天然气水合物稳定带内形成天然气水合物,另一部分穿透天然气水合物稳定带到达海底,形成活动冷泉的羽状流.     

中国东北部沙地重矿物组成及沙源分析

通过对中国东北部呼伦贝尔、科尔沁和浑善达克沙地末次冰盛期(LGM)以来沙样的重矿物组合和碎屑石榴石、电气石化学组成分析, 发现3个沙地的重矿物组合主要为石榴石、钛铁矿和绿帘石以及少量的角闪石和磁铁矿等. 石榴石组成以高Mg的A型石榴石为主(平均含量58%), 还有少量的B型石榴石. 电气石则以富Mg的电气石为主, 也含有少量富Fe的电气石. 与蒙古国中南部和塔里木中部沙样重矿物组成进行对比, 表明3个沙地的沙源为中亚造山带中的显生宙岩石和华北克拉通北部太古代-古元古代基底岩石. 为现代沙是LGM沙翻新而来这一论点提供了一些直接的证据. 3个沙地与塔克拉玛干沙漠在重矿物组成上的差异表明, 中国西部干旱区的沙源对东部沙地的贡献很小.     

沙尘暴电效应的实验观测研究

利用国内大型风沙物理风洞实验模拟沙尘暴电现象,研究风沙起电机理,结果表 明,不同风速下不同沙粒会产生不同极性的电场强度和电位效应,风沙电随风速增大而增强 ,且随沙粒度增大而减小. 在沙漠区的16m,8m,4m和1m高度上观测到27次不同沙尘暴天气 过程的电场和风速随时间变化. 结果表明, 在晴天4个高度上的电场均为小正电场值,电场 随高度降低而减小,最大电场强度在5kV/m以下,日风速变化对各层电场起伏没有较大影响 . 有沙尘天气,各高度上的电场强度随风速变化而变化. 16m高度上电场均为负值,平均值 为 -20kV/m;中层8m 电场一般为较高正电场值,达到10～40kV/m,与16m高度上电场呈反相 关;下层1m 电场值变化一般很小,在1kV/m以下. 在强沙尘暴天气4个高度上的电场均为负 电值,电场值随高度降低而减小,16m高度上最大平均电场强度达到-200kV/m以上,瞬时值 超过 -2500kV/m,与晴天电场矢量相反.     

太阳风流界面的成因

在日心距离１ＡＵ处的高速流的前沿部位，经常观测到厚度≈１０^４ｋｍ的流界面（ｓｔｒｅａｍｉｎｔｅｒｆａｃｅ）：跨过它密度陡降，温度陡增，风速上升，气压和磁场几乎连续．本文从日心距离０．３ＡＵ处一典型高速流的方位剖面出发，采用二维定态ＭＨＤ模型，研究它在日球赤道面内随日心距离的演化．结果表明，流界面系高速流前沿非线性演化的产物．它先于前、后向激波形成，在日心距离１ＡＵ处得到充分发展，且作为高速流前沿的特征结构之一，可一直延伸到１ＡＵ以远的外日球层．     

我国主要地形上空理想定常流的流域分界分析

本文根据旋转层结流体过山的基本理论,从总体上对影响我国天气、气候形成和发展的主要地形进行了动力学分析,定性地给出了中纬度典型的东西、南北向气流过我国主要地形的整体特征：以绕流还是爬流为主以及地形流动的准地转动力学性质.结果表明我国地形大致可以分成三类：第一类是以爬流为主,满足准地转平衡动力学;第二类是以爬流为主,不满足准地转平衡动力学;第三类以绕流为主,不满足准地转动力学平衡.具体地形流动的整体特征取决于地形特征尺度、过山气流方向、地形高度以及地形的几何形状等.数值模拟的验证结果表明定性分析是可信的.     

青藏高原东南缘的地壳结构与动力学模式研究综述

青藏高原东南缘的川滇地区壳幔变形特征及地球动力学模式一直是研究的热点问题之一,多年来一直受到各国地球科学家的高度关注.青藏高原演变的"下地壳流模型"模拟得到的地表速度和变形场与GPS观测具有很好的一致性,该模型在当前国际地学界很流行,因而寻找下地壳流存在与否的证据,是深部地球物理学必须面对的一个科学问题.本文综合了川滇地区GPS观测、震源机制解和Pms相分裂的结果,旨在探讨川滇地区地壳演变模式的合理性;另外,从层析成像、接收函数反演和大地电磁测深结果分析,认为川滇地壳内存在大范围的低速层,但分布的几何形态较复杂.在云南地区,这一壳内低速区似乎被小江断裂和金沙江—红河断裂限制在特定的区域内.     

海底冷泉气泡羽流地震波数值模拟

海底冷泉广泛分布于全球大陆边缘海域,是未来能源勘探的重要领域.本文根据海底冷泉羽流特征,设计多个典型2D冷泉气泡散射地球物理模型并观测其数值模拟的地震响应特征.冷泉正演模拟的关键是建立典型地震海底冷泉散射模型,本文首先构建了平稳随机散点模型,设计了符合实际的气泡半径和气泡体积分数的参数模型,通过参数填充和计算得到了等效速度模型.由此建立的模型在适应性和灵活度上凸显出很大优势,极大地提升了地震响应的可靠程度.单炮地震记录显示冷泉羽流区散射能量最强,地震波场散射清晰,散射波场沿冷泉延伸方向具有明显的方向性.复杂冷泉气泡散射模型的正演模拟结果表明地震响应能够准确描述海底冷泉羽流,对冷泉羽流的研究和寻找海洋天然气资源具有重要意义.     

地球等离子体片中磁泡对地面磁场的扰动

观测到的爆发流（Busty Bulk Flows,简称为BBFs）有很多主要特征都可以用磁泡图像描述 . 磁泡模型认为电离层中绝大部分电势降落都发生在磁泡中,据此可以估算它周围的霍尔电 流及其在地面引起的地磁扰动. 将本文结果与SMA（Scandinavian Magnetometer Array）雷 达阵列观测的BBFs的特征进行比较之后,发现二者符合得很好. 这表明BBFs与磁泡在引起地 面磁场扰动上的表征是一样的,暗示BBFs很可能就是磁泡.     

2012年新疆新源—和静M_S6.6地震极震区地质灾害特征研究

通过叙述2012年6月30日新源—和静MS6.6地震极震区内地震崩塌、滑坡、地裂缝和碎石流4种地震地质灾害规模、分布特征,结合震前极震区内地质灾害分布类型和特征,将震前与震后的地质灾害特征进行对比分析,认为虽然此次地震极震区烈度仅为Ⅷ度,但发生的地震裂缝与地震崩塌等地震地质灾害具有独特性,应与该地区的地貌、地层岩性有关。     

冕洞与太阳风高速流关系的统计研究:到达时间、持续时间和峰值强度

冕洞是太阳风高速流的源区.当冕洞出现在中低纬区域时,太阳风高速流会扫过地球并引发地球空间环境扰动,如地磁暴和高能电子暴等.在太阳活动周下降年和低年,这种类型的扰动占据主导地位.因此,冕洞高速流的到达时间、峰值时间、峰值强度和持续时间等,是空间天气预报的重要内容.本文基于2010年5月到2016年12月的SDO/AIA太阳极紫外图像以及1AU处ACE和WIND卫星的太阳风观测数据,确定了160个冕洞-太阳风高速流事件,定量计算了他们的特征参数,包括冕洞与太阳风高速流的开始时间、峰值时间、峰值强度和结束时间,分析了各个特征参数的分布规律,对冕洞-高速流之间的关系进行了统计研究,并提出了一种新的预报方法,为基于冕洞成像观测的太阳风高速流的精准预报提供了依据.     

水温前兆台网观测井条件研究

从水温前兆台网的现状入手,对观测井的类型、条件、传感器的观测深度及观测部位的温度特征等条件进行了分析总结,发现不同的水温正常动态类型与观测条件密切相关,并对正常动态与观测条件的关系作了初步分析,研究表明,传感器应在离开含水层和温度波动最小的层位进行观测.最后分析了水温前兆观测仪器的安装方法与观测条件,进而说明观测层位可...     

磁暴期间亚极光区极化流（SAPS）的DMSP观测与RAM模拟的比较研究

亚极光区极化流（Subauroral Polarization Streams, SAPS）为快速流动的西向等离子体流,位于昏侧-子夜前亚极光区,是磁层-电离层-热层耦合的重要过程之一.本文利用密西根大学的RAM （Ring current-Atmosphere Interaction Model）模型对一次典型磁暴期间发生的SAPS事件进行了模拟,并与DMSP卫星观测值进行了比较.结果表明：模拟结果能大致反映观测现象;模拟得到的SAPS峰值速度所在纬度随磁暴时间的变化与观测值有较大差别;SAPS速度观测值在约18∶00 UT和约20∶00 UT左右出现两个峰值,而模拟值只有一个峰值,出现在约18∶00 UT,主要原因是模型对亚暴过程的模拟存在不足.