太湖有色溶解有机物对水体总吸收贡献的遥感估算

有色溶解有机物(CDOM)是决定自然水体水色的主要溶解物质,其吸光能力和光化降解产物对水体初级生产力和碳循环过程具有重要影响.以太湖为研究区,2004年10月、2008年10月、2010年4月和2011年1月和3月共5期实测数据,采集了333个有效样点,分析不同时期CDOM对水体总吸收的贡献,并利用遥感技术估算[a_CDOM/a_t](412).结果表明:不同时期[a_CDOM/a_t](412)均值变化明显,2011年[a_CDOM/a_t](412)的均值最大(0.369),高于所有样点[a_CDOM/a_t](412)均值(0.295±0.139);201004期的[a_CDOM/a_t](412)在0.046~0.455之间变化,其均值最小(0.236±0.108);200410和200810两期数据[a_CDOM/a_t](412)均值相差不大.竺山湾、梅梁湾与整个太湖相比,竺山湾[a_CDOM/a_t](412)均值较高,对太湖[a_CDOM/a_t](412)的贡献较大,而梅梁湾[a_CDOM/a_t](412)均值与整个太湖相差较小.利用多元线性模型估算[a_CDOM/a_t](412)精度较高(n=333,RMSE=34.60%).悬浮泥沙和浮游色素是影响[a_CDOM/a_t](412)遥感估算精度的主要原因,浮游色素的吸收造成[a_CDOM/a_t](412)的值被低估,而悬浮泥沙的吸收使得[a_CDOM/a_t](412)的值被高估,并且悬浮泥沙是影响CDOM吸收的主要原因.     

长江中下游大型湖泊水体固有光学特性:Ⅰ.吸收

吸收系数是水体固有光学特性的重要组成部分,也是构建水色参数高精度遥感模型的基础,具有重要的研究意义.本文针对长江中下游三大淡水湖——鄱阳湖(2010 10、2011 08)、太湖(2008 10、2011 08)和巢湖(2009 10)进行5次野外实验,以International Ocean Colour Coordinating Group(IOCCG)2000年报告"Remote Sensing of Ocean Colour in Coastal,and Other Optically-Complex,Waters"为基础,对水体不同光学主导类型进行分类;并根据a_d(非色素颗粒物吸收)、a_ph(浮游植物色素吸收)、a_g(有色可溶性有机物吸收)等不同主导类型光谱曲线特征差异,引入a_d-g(主导类型a_d、a_g、a_d-a_g的合并类型)和a_ph-related(主导类型a_d-a_ph、a_d-a_ph-a_g的合并类型)类型,对主导类型进行归纳合并.结果显示:秋季,鄱阳湖、太湖、巢湖的主导类型较为单一,分别为a_d、a_d-a_g、a_d-a_ph-a_g;夏季,鄱阳湖和太湖同为两种类型共同主导,分别为a_d、a_d-a_g,a_d-a_ph-a_g、a_d-a_ph.总体来说,鄱阳湖夏、秋季和太湖秋季主导类型都属于a_d-g类型,而太湖夏季和巢湖秋季则属于a_ph-related类型.另外,分别针对Gons和Gitelson叶绿素a模型假设条件进行验证,发现不同湖泊水体及不同主导类型下其适用性程度不一致.     

蒙新高原岱海夏季叶绿素a浓度空间分布及影响因子

基于2019年夏季(8月)对岱海水样的实测数据分析,通过运用克里金插值、相关性分析、多元线性逐步回归、主成分分析方法,探究了叶绿素a(Chl.a)的空间分布特征及其与水环境因子的相关关系,并讨论了相应的防治措施。研究显示:Chl.a空间分布呈现由岸边向湖心递减的趋势,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)、硝态氮(NO^-₃-N)、正磷酸盐(PO^3-₄-P)空间分布特征与Chl.a空间分布特征相近,采样期内岱海湖局部区域水质状况已达到富营养状态;Chl.a与浊度(Turbidity)、TP、TN、悬浮物(SS)、pH、NO^-₃-N、NH₃-N、PO^3-₄-P、蓝绿藻丰度(CYANO)呈极显著正相关,与溶解氧(DO)呈显著负相关,与电导率(Cond.)呈正相关、与氮磷比(TN/TP)呈负相关;各湖区Chl.a与环境因子相关关系不同,全湖逐步线性回归方程为Y_Chl.a=-21.42+8.658X_pH-0.865X_DO+0.779X_NH3-N+0.699X_Turbidity+0.502X_CYANO;岱海不同湖区因子对Chl.a浓度的影响存在差异,各湖区Chl.a与环境因子相关关系不同,通过岱海与我国其他湖泊Chl.a与环境因子的相关性关系对比分析,湖泊地理属性差异及营养物质输入浓度是影响Chl.a变化的重要因素;本研究岱海的TN/TP平均值为12.23,说明夏季岱海湖Chl.a变化为氮磷共同限制。     

贵州红枫湖近10年来(2009-2018年)水质变化及影响因素

为更好地研究贵州红枫湖的水质变化情况,本文利用贵阳市两湖一库环境保护监测站2009-2018年对红枫湖7个代表性监测点的营养盐、叶绿素a（Chl.a）浓度和水温、气温、透明度、降雨量等水文气象条件逐月监测数据,分析红枫湖10年间水体营养盐和Chl.a浓度以及部分水文气象条件的变化趋势.运用综合营养状态指数（TLI）对红枫湖营养状态进行评价,采用Pearson相关系数法统计分析10年内Chl.a浓度与总磷（TP）、总氮（TN）等水化学组成及水位、气温等水文气象条件的相关性.结果表明,2009-2018年红枫湖水体逐月TN浓度有较大波动（0.56~2.80 mg/L）,春、夏季高于秋、冬季;水体逐月TP浓度为0.016~0.103 mg/L,夏季略高于冬季;逐月氨氮（NH₃-N）浓度为0.007~0.71 mg/L,春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季;水体逐月Chl.a浓度呈季节性波动（0.8~38.9 mg/m³）,夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,年内先上升后下降.TP、NH₃-N、Chl.a浓度整体呈下降趋势,10年间水质有很大改善.经计算红枫湖在这10年间处于中营养状态至轻度富营养状态,且营养状态指数呈逐年下降趋势,夏季TLI明显高于其他季节.统计分析表明,红枫湖水体Chl.a浓度与高锰酸盐指数、NH₃-N、TP浓度均呈显著正相关,与氮磷比呈显著负相关,与水温、pH、降雨量、气温、日照时数呈显著正相关,与透明度、气压呈显著负相关,与水位、湿度、风速无显著相关关系.表明这10年来红枫湖水体Chl.a浓度不仅受营养盐浓度控制,很大程度上还受控于气象和水文条件.     

南北地震带两次典型强震周边自然电场变化及机理探讨

根据场源不同可将地电场E分为大地电场E_T和自然电场E_SP。空间S_q电流系和固体潮一般被认为是大地电场E_T的起源;自然电场E_SP源于地下介质的物理化学作用,其局部性变化相对稳定。2013年南北地震带相继发生了芦山M_S7.0地震（30.3°N,103.0°E）和岷县、漳县M_S6.6地震（34.5°N,104.2°E）。两次地震周边约400 km范围内的地电场台站（成都、汉王）数据表明震前自然电场E_SP出现明显的小幅度突跳或大幅度跃变,同时在时间上具有准同步性,其他地电场台站也有类似变化。基于大地电场岩体裂隙水（电荷）渗流（移动）模型,对两次地震周边自然电场E_SP的变异机理进行探讨,尝试解析其物理过程。     

基于紫外-可见光吸收光谱和三维荧光光谱的腐殖酸光降解组分特征分析

湖泊生态系统作为自然界重要的碳库,光照强度的变化对于湖泊的碳循环过程可能产生重要的影响.以云南老君山高山湖泊天才湖周边土壤中的腐殖酸作为外源溶解性有机物（DOM）的代表物,通过腐殖酸模拟光降解实验,考察光照强度对外源DOM光降解过程的影响.研究结果表明：腐殖酸光吸收系数a₄₄₀、465 nm和665 nm波长处吸光度比值E₄/E₆的下降幅度均为：对照组 < 20 W光照组 < 40 W光照组,a₄₄₀、E₄/E₆和光谱斜率S_R显著相关,表明紫外辐射使得腐殖酸溶液浓度降低、相对分子量下降,且光照强度越强,腐殖酸的光降解程度越大.通过EEM-PARAFAC模型识别出光降解过程中腐殖酸溶液中含有5种荧光组分：UV类腐殖质（C1）、UVA类腐殖质（C2）、类色氨酸（C3）、UVC类腐殖质（C4）和类络氨酸（C5）.40 W光照组中4种荧光组分的降解程度与降解速率均大于20 W光照组,降解程度均为：C4 > C3 > C2 > C1,降解速率为C2 > C4 > C3 > C1,说明不同的荧光组分对光照强度的响应不同.该研究有助于阐明外源DOM的光降解途径与归趋.     

官厅水库秋季悬浮颗粒物和CDOM吸收特性

利用2012年9月5日在官厅水库采集的水体吸收系数数据,对总悬浮颗粒物、浮游植物色素颗粒物、非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收特性进行研究.结果表明:秋季官厅水库的颗粒物吸收以浮游植物色素吸收为主,总颗粒物吸收光谱与浮游藻类吸收光谱相似;非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收系数随波长的增大接近指数规律衰减;a_d(440)、a_d(675)与C_Chl.a呈显著相关,表明官厅水库秋季的非色素颗粒物主要来源于浮游藻类降解产物,陆源性输入较少;a ph(440)、a ph(675)与C_Chl.a存在显著线性关系,但其比吸收系数较为恒定,与C_Chl.a基本无关;不同采样点的不同组分吸收系数对总吸收系数的贡献不同,大致有4种表现类型.在富营养程度较高的妫库区,浮游植物色素是水体光谱吸收的主导因子;在富营养程度较低的中库区,颗粒物与有色可溶性有机物共同主导水体光谱吸收.     

土遗址土动力特性

通过动三轴试验和数值计算,分析甘肃河西地区原状、重塑土遗址土的动模量、阻尼比、抗剪强度和土遗址在破坏地震作用下的动力响应。结果表明：弹性范围内,原状和重塑土遗址土动应力σ_d和动应变ε_d呈非线性关系且符合双曲线模型,动弹性模量E随ε_d的增大而减小,二者初始动弹性模量E₀和剪模比G/G₀差别很小,剪模比曲线基本重合;剪应变γ取值范围相同时,重塑土阻尼比λ随着γ的增大趋势高于原状土;相同实验条件下,原状土遗址土内聚力略高于重塑土。夯实加固法一定程度上恢复了土遗址强度,但当破坏地震来临时,其整体的抗震性能还有待加强     

邓肯-张模型参数反演的两种不适定问题

利用邓肯-张模型进行参数反演时,不同的参数反演策略会存在不适定问题。结合参数反演的函数图形分析,指出在邓肯-张模型参数反演的过程中,基于φ反演E_t,基于c反演E_t,基于c,φ反演E_t时都会存在两种不适定问题。基于函数导数分析方法,结合莫尔-库仑准则表达式,解释邓肯-张模型参数反演产生两种不适定问题的原因,并提出消除方法。结果表明,邓肯-张模型参数的表达式是产生两种不适定问题的根源。     

2004年12月26日印度尼西亚MW9.0大震前后震源机制一致性变化特征研究

本文选取2004年12月26日发生在印度尼西亚西北近海、震中位于巽他海沟的东侧的M_W9.0地震的余震分布空间范围为研究区域,分析了该区域震源机制,并利用震源机制和构造应力场的一致性参数a进行了地震检验。研究结果表明,M_W≥7.5地震之前,都有参数a降低的现象,M_W9.0地震前,a值都有动荡起伏的情况。该研究区长达数千千米,而连续发生的M_W≥5.0地震的震源机制与构造应力场一致,应当不是随机现象,似可视为具某种前兆意义的现象。     

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.