中沙海域的广角与多道地震探测

由于浅滩和暗礁广布,中沙海域(环礁区)长期以来处在南海地震探测的空白区域.为了揭示该区域的地壳结构及地层-构造特征,进而全面刻画南海陆缘新生代伸展过程,我们首次在中沙及其邻近海域完成了1条广角地震测线OBS2017-2和4条多道地震测线的数据采集.对得到的海底地震仪(OBS)数据进行了格式转换、位置校正等初步处理,识别了来自地壳深部的震相并对中沙环礁地壳结构进行了正演模拟;对穿过中沙环礁的多道地震剖面进行了地层-构造解释,共划分出6套地层.OBS2017-2测线处理结果显示,其数据质量良好,深部震相清晰,且位于环礁内的台站震相延伸较长,可达100km以上.中沙环礁地壳性质为轻微减薄的坚硬大陆块体,厚度约为25km左右.多道地震剖面显示,环礁之上沉积层厚度较薄,除环礁西南部存在一条基底断裂——"排洪-美溪断裂"外,基本不存在其他构造-岩浆活动.而在环礁坡脚周缘,有广泛的岩浆侵入和喷出体的存在.中沙环礁上较薄的上地壳厚度和沉积特征指示了该区域可能在古新世时期经历的强烈暴露剥蚀作用.中沙海域最新开展的广角和多道地震探测填补了南海地质地球物理研究的空白,为解读该区的构造-沉积演化提供了数据基础.     

数字孪生铁路隧道线路-瓦片-构件多粒度时空数据高效索引方法

长大铁路隧道工程采用多工点并行同向或反向掘进等复杂施工组织策略,导致数字孪生三维模型时空分布稀疏、时空重叠度大,已有的时空索引针对连续均匀时空分布特征,难以满足时间、里程、语义多维度高效检索需要,制约了数字孪生应用的实时虚实互馈效率。为此,提出一种适用于铁路隧道数字孪生模型的多维度高效时空索引方法,设计了时间、里程、语义多维度关联的铁路隧道三维瓦片数据结构,建立了全局最优解约束的有向包围空间纠偏机制,实现了铁路隧道线路-瓦片-构件多粒度时空索引。利用典型长大铁路隧道孪生模型数据验证了所提方法的有效性,结果表明,所提方法在时间、里程、语义多维度混合检索时间平均值为135.44 ms,与现有典型时空索引对比,提升了三维空间单一维度与时间-里程混合维度的检索效率,可有效支撑铁路隧道数字孪生三维模型高效时空检索及高性能可视化分析等应用。     

俯冲板块板内岩浆作用和动力学

地球上的岩浆活动主要发生于大洋中脊、俯冲带，而板内岩浆通常是由地幔柱或热点作用产生的。最近一二十年，在俯冲板块内部发现了一些岩浆活动，它们通常不能用传统的动力学机制来解释。本文综述了位于不同构造背景的俯冲板块内部的岩浆活动，包括大洋板块俯冲背景下俯冲的大洋和大陆板块部分，以及陆陆碰撞背景下俯冲的大陆板块。在此基础上，讨论了板片拉力在俯冲板块岩浆作用中的地位和效应，认为俯冲下盘微陆块的裂解通常需要多种因素的综合，并且需要多学科综合研究来鉴别地史上的俯冲板块以及相应的板内岩浆作用。俯冲板块中的板内岩浆的识别和研究将是板块构造理论框架下解释板内岩浆作用的重要补充。     

长三角小流域水文观测试验与产汇流机制

变化环境下洪涝灾害呈加剧趋势，探讨暴雨洪水响应机理成为了地理、水文等学科关注的重难点问题之一。本研究基于野外综合对比观测试验，探讨了不同土地利用/覆被下的土壤水响应特征及产汇流机制。结果表明：长三角地区长时间序列土壤含水率季节性变化较小，其变化幅度总体表现为表层和汛期较大，而深层和非汛期较小。杨梅林纵剖面土壤含水率从上到下呈现逐渐增加的趋势，而耕地和竹林趋势相反。从表层到深层，山坡地、城镇用地和荒地土壤含水率呈现反S型、W型和V型波动变化特征。试验流域洪水特征与总降雨量相关性较强，蓄满产流是该地区主要产流方式。城市化区域不透水面扩张，导致降雨下渗减少，径流系数增加，从而使得洪峰水位上升。     

大型无人潜航器的发展与军事用途

随着新型军事需求的牵引和新型技术的进步，美、俄等国逐步重视大型无人潜航器的发展，无论从概念、技术、样机还是验证阶段，均取得了突破性的进展。梳理了大型无人潜航器的国外发展现状，总结了大型无人潜航器的关键技术及军事用途，展望了我国大型无人潜航器的发展前景。     

两类厄尔尼诺背景下MJO对太平洋阻塞频率的调节作用

本文基于1979～2019年ERA-interim逐日再分析数据和二维阻塞指数，探究了冬季两类（中部型和东部型）厄尔尼诺背景下热带季节内振荡（MJO）对太平洋地区阻塞频率的调节作用。本研究选取出现频次较高且平均振幅较强的位相3和7进行研究。结果表明，在两类厄尔尼诺背景下MJO第3位相期间，MJO激发的遥相关位置相似，均对应极地地区（白令海地区）正（负）的位势高度异常，从而使高纬度太平洋地区均出现正的阻塞频率异常。在东部型厄尔尼诺背景下MJO第7位相（EP7）期间中高纬太平洋地区存在正的阻塞频率异常。但是在中部型厄尔尼诺背景下MJO第7位相（CP7）期间没有大范围显著的异常阻塞频率。这是因为EP7期间MJO激发的异常Rossby波源位于急流核区的西北部，使得MJO的遥相关可以传至50°N以北，引起中高纬度地区有利于阻塞频率增加的位势高度异常。然而CP7期间MJO激发的异常Rossby波源位于急流核区内部，使得对应的遥相关仅在副热带急流中传播，对高纬度地区的位势高度影响较小，导致该时期内没有大范围显著的阻塞频率异常。最后本文使用ECHAM4.6气候模式验证了上述结论。     

日本南部黑潮与黑潮延伸体路径状态关联性的定量分析

日本南部黑潮存在多种路径模态:近岸非大弯曲路径、离岸非大弯曲路径和大弯曲路径。黑潮延伸体的路径存在两种典型模态:收缩态和伸展态。从地理位置看, 日本南部黑潮和黑潮延伸体是相邻的, 但它们的路径状态是否存在关联一直存在争议。本文基于卫星观测的海表高度资料和长期的海洋高分辨率再分析资料, 对日本南部黑潮和黑潮延伸体路径状态之间的关联性进行定量分析, 结果表明:日本南部黑潮和黑潮延伸体的路径状态存在一定的关联。当日本南部黑潮处于近岸非大弯曲和大弯曲路径时, 黑潮延伸体主要处于伸展态; 当日本南部黑潮处于离岸非大弯曲时, 黑潮延伸体处于伸展态和收缩态的比例相当。进一步分析表明, 黑潮流轴处于伊豆海脊的位置部分决定了上述关系, 可能存在其他因素调制了两者的关联性。     

热带气旋影响吕宋海峡输运的研究进展与展望

吕宋海峡是连接南海与西太平洋的唯一深水通道,也是调节南海环流及其热力特征的关键海洋通道。在大尺度西边界流、中尺度涡、热带气旋等众多因子的共同影响下,吕宋海峡输运表现出显著的多时间尺度变率特征,其中热带气旋是影响该海域强烈且频繁的天气过程之一,解析吕宋海峡输运与热带气旋之间的动力联系也是近年来南海海洋研究的热点之一。本文主要从吕宋海峡附近热带气旋活动特征及其对黑潮、吕宋海峡附近环流结构、吕宋海峡输运的影响等方面回顾最新的研究进展。最后,本文认为接下来应当在热带气旋调制吕宋海峡输运的机制,以及对吕宋海峡输运年际变化的贡献等方面加强研究。     

与REE-HFSE成矿有关的碱性岩浆系统

碱性岩是自然界中分布极少的一类岩石，其起源于富集地幔并与稀有金属矿床伴生，因此是揭示深地物质组成和过程难得的理想研究对象。本文介绍了一些涉及碱性岩的相关概念，着重介绍了与稀有金属(REE-HFSE)成矿最为密切的阿格帕质岩和麦斯克质岩；简要阐述了与成矿相关碱性岩浆的起源、结晶条件和岩浆性质、岩浆动力学过程以及伴生的碳酸岩；列举了一些与碱性岩有关的HFSE-REE矿床的矿物学特征、成矿岩浆过程及岩浆性质，着重介绍了碱性岩(包括碳酸岩)侵入体周围的霓长岩化作用，包括其岩石学特征、规模、空间分带性以及REE-HFSE元素的行为等，以期为这类矿床的勘探工作提供一定的启示。最后就一些碱性岩与REE-HFSE成矿方面值得重视的科学问题提出建议。     

怀化冻雨时空分布及其温湿垂直结构特征

利用1996—2020年怀化常规地面观测资料和探空资料，根据地面冻雨观测记录，统计并总结了怀化冻雨时空分布特征，并利用探空资料分析了怀化冻雨形成机制及温湿垂直结构特征。结果表明：（1）怀化冻雨总体上呈南多北少的空间分布特点，其中北部沅陵冻雨日数最少（20 d），南部靖州最多（75 d）。从时间分布来看，最早从12月上旬开始，最迟于3月上旬结束，主要集中在12月下旬至2月中旬，1月下旬出现最多。（2）怀化冻雨的形成可分为冰相机制和暖雨机制，温湿结构可分为六类。其中暖雨机制冻雨占总数的473 %，冰相机制冻雨占527 %；平均云顶高度，暖雨机制均在36 km以下，冰相机制高于36 km；平均云顶温度，暖雨机制-66 ℃以上，最高17 ℃，冰相机制-30 ℃以下；平均地面温度，暖雨机制和冰相机制均＜0 ℃，暖雨机制＜-09 ℃，冰相机制＞-10 ℃；暖层顶高和底高，暖雨机制较冰相机制更高，冰相机制相差不大；暖层厚度，冰相机制基本在084 km以上，云顶温度越低，暖层厚度越厚。