北冰洋及其邻近海域极昼期间大气边界层结构特征试验研究

1年7-月中国"雪龙"号破冰船首航北极科学考察期间,利用TMT(系留式气象塔)大气边界层探测系统,对北冰洋及其邻近海域不同下垫面进行较长时间的连续多次观测. 观测到的大气边界层廓线,其中包括比湿廓线的多层、逆湿结构(逆湿强度最强为0.7g/(10m·kg));风向、风速廓线的切变结构(风向切变为1.1°/m,风速切变为0.11(m·s-1)/m. 特别是持续数日、厚达几百米、其平均逆温强度有时高达1.4℃/10m的逆温结构,这种北冰洋海域特有的大气边界层结构,与地球气候系统中其他圈层的大气边界层结构有明显差别. 据此,提出了对该海域大气-海冰-海洋间动量、感热和潜热等湍流通量垂直交换以及热量平衡等有重要影响的大气逆温的屏障过程. 这为研究北极地区对全球气候影响、模拟北极地区现代气候和未来气候等提供一条新的思路. 此外,文中还给出该海域不同下垫面稳定大气边界层的高度.     

北冰洋中心区夏季大气边界层结构特征及其与海冰范围变化的关系

利用中国第4~6次北极考察获得的北冰洋中心区(80°~88°N))GPS探空资料和NCEP再分析资料,分析了大气垂直结构、边界层参数的变化特征及其与海冰和温度变化的关系.结果表明,2010、2012和2014年夏季北冰洋中心区的对流层顶、边界层高度、逆温强度及风速和风向的垂直结构均存在明显差异.通过分析1979~2014年9月温度与海冰范围变化的关系,解释了其差异的原因.2012年9月北极海冰范围最小,减少了44%,具有明显的增温过程.2010年和2014海冰分别减少了22.6%和17%,出现的是降温过程.对比2种过程反映出海冰变化对大气边界层结构有重要影响.近30年北冰洋中心区(80°~90°N)1000和850hPa的温度变化呈显著的升温趋势,并与海冰范围呈显著的负相关.表明北极海冰的持续减少,会使地表至对流层中层持续增温.     

南京城市化进程对大气边界层的影响研究

为了研究城市化进程对城市边界层结构的影响,通过高分辨率的卫星遥感资料获得土地利用类型,以及地表反照率、植被指数等地表参数,以南京为例,运用数值模拟手段进行了研究,结果显示这是一种可行的手段.数值模拟结果表明,随着城市的发展,城市反照率减小、植被减少、地表湿度减小,蒸发耗热减少,感热通量增加140 W/m2,城市波恩比增加.地表和大气之间热量交换加强,湍流热量通量增大了一倍,湍流交换发展加剧,14：00混合层高度抬高了500 m.地表湍流水汽通量和空气中水汽含量都减小,这也使更多的热量用于加热地表和大气,使地温、气温的日变化幅度增加.     

西太平洋海-气相互作用研究进展

主要对近十几年来我国在西太平洋海域海-气相互作用方面的研究成果作一简要回顾通过参与国际合作，我国在西太平洋海域已经获得大量观测资料，并在海气能量交换和物质交换方面取得了不少科研成果这些成果主要包括：（1）近中国海和热带西太平洋海域的海面动量、热量交换特征；（2）西太平洋及暖油海域的边界层特征；（3）海上气溶胶特性及分布规律；（4）热带西太平洋海-气二氧化碳交换。     

攀西及邻区印支-燕山期地块构造运动的古地磁考证

为研究四川攀西（攀枝花-西昌）地区大陆演化,在该区及邻区采集了中生代岩石标本。用热退磁和交变场退磁方法对59个采点的619块样品做了磁清洗处理。古地磁结果满足褶皱检验,对精度参数K小于10的采点或有后期重磁化的样品未纳入统计处理。 古地磁结果表明,攀西断隆、凉山断陷、断凹属扬子地块的西缘,早三叠世时位于北纬13°左右,至今北移了千余公里,上三叠纪后北移速度明显减慢;其西邻盐源断陷自早三叠世以来南移数百公里,无论古纬度或古方位与东邻地块的结果有较明显差异。     

黄海及其邻区深部结构特点与地质演化

根据黄海及其周边地区的布格重力资料，通过多种方法处理，得到有关断裂的信息并求取了研究区的地壳厚度分布. 经过与地震层析成像结果、地质资料的对比和综合分析，认为朝鲜半岛西缘断裂带和济州岛南缘断裂带均为深大断裂，断裂带的两侧速度结构存在较大差异. 推断朝鲜半岛和南黄海分别属于不同的地质单元. 根据对岩石层结构的综合分析，认为中朝与扬子块体在黄海海域的接触关系是扬子块体推覆于中朝块体之上. 从目前的地震层析成像、重力异常、地壳厚度分布等结果来看，还不足以判断扬子与华南块体结合带在黄海海域中的准确位置.     

福州盆地及其周围地区地壳深部结构与构造的初步研究

1986-1988年,福建省地震局在福州盆地及其周围地区完成了五条地震测深剖面:宁德-永春剖面;洪懒-宁德剖面;莲峰-福州（尚干）剖面;南平-永泰-平潭非纵剖面;并在宁德-古田-嵩口首次试验扇形剖面观测系统,结果表明,扇形剖面对确定断裂是有效的. 根据对地震波走时的正、反演计算,用理论地震图和射线追踪方法进一步修改和完善,得到了福州盆地及其周围地区地壳深部为高、低速相间的速度分布特征.地壳介质速度为6.40km/s,在中地壳普遍发育一层速度为5.80-5.90 km/s、厚度约5.0 km的低速层.Moho面深度30-33 km,福州盆地为一Moho面隆起区,隆起幅度达3.0 km.北西向断裂发育,其中,闽江断裂在纵剖面和扇形剖面均有明显的反映,并切割到Moho面2.0-3.0 km. 反射波谱频方法计算得到福州盆地地壳Q值仅120-150,比邻近地区明显偏低,中地壳低速层Q值为40-80,是一典型的低速-高导-低Q（高衰减）结构层,此层上界面埋深14-15 km,与居里面埋深较一致.这些结果为福州地区的地热资源远景预测和开发提供了地壳深部结构和某些地球物理场背景.     

南极中山站极夜、极昼期间地磁场的日变化规律及特征

利用1991年南极中山站的地磁资料，分析研究了极夜（5，6，7月）及极昼（11，12月）期间地磁场的变化规律及特征．结果表明，极昼期间的S出现的双峰现象要比极夜期间的明显的多，S是叠加在S之上的极盖区地磁场静日变化；极夜期间的Sq,Sq和SD的变化幅度小于极昼期间的变化幅度，大约是极昼期的1／3，SD大约是极昼的3／4.这主要是由于极夜期间太阳的直射点在北半球，在南半球太阳的波辐射少；极昼期间太阳直射点在南半球，太阳的波辐射增大，致使空间电离层等效电流强度发生变化产生的．     

斜压对流边界层中风廓线和湍流特征的研究

在美国Ｋａｎｓａｓ和Ｎｅｂｒａｓｋａ交界处于１９９２年进行的ＳＴＯＲＭ－ＦＥＳＴ（ＳＴｏｒｍ－ｓｃａｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ－Ｆｒｏｎｔｓ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｓｔ）资料基础上,分析了 斜压对流边界层中温度、湿度和风速的垂直分布．分析表明,在对流边界层中温度和湿度常 显示很好的混合;但风速分量有时混合很好,有时则存在切变．计算了存在和不存在风切变 两种情况下的湍流动能收支．最后,讨论了对流边界层中风切变形成的可能原因．     

福州盆地及其周围地区地壳深部结构与构造的初步研究

1986—1988年,福建省地震局在福州盆地及其周围地区完成了五条地震测深剖面:宁德—永春剖面;洪懒—宁德剖面;莲峰—福州（尚干）剖面;南平—永泰—平潭非纵剖面;并在宁德—古田—嵩口首次试验扇形剖面观测系统,结果表明,扇形剖面对确定断裂是有效的. 根据对地震波走时的正、反演计算,用理论地震图和射线追踪方法进一步修改和完善,得到了福州盆地及其周围地区地壳深部为高、低速相间的速度分布特征.地壳介质速度为6.40km/s,在中地壳普遍发育一层速度为5.80—5.90 km/s、厚度约5.0 km的低速层.Moho面深度30—33 km,福州盆地为一Moho面隆起区,隆起幅度达3.0 km.北西向断裂发育,其中,闽江断裂在纵剖面和扇形剖面均有明显的反映,并切割到Moho面2.0—3.0 km. 反射波谱频方法计算得到福州盆地地壳Q值仅120—150,比邻近地区明显偏低,中地壳低速层Q值为40—80,是一典型的低速—高导—低Q（高衰减）结构层,此层上界面埋深14—15 km,与居里面埋深较一致.这些结果为福州地区的地热资源远景预测和开发提供了地壳深部结构和某些地球物理场背景.     

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

日本海俯冲带的热结构及热源的影响

在对温度场计算所需的初始条件、边界条件、热源条件和介质热参数进行讨论和计算的基础上,利用二维热传导问题的有限单元法,计算了日本海俯冲带热结构的演化.发现400℃等温线在板块俯冲7Ma后趋于稳定,最大深度约60km;800℃等温线在板块俯冲11Ma后趋于稳定,最大深度约280km;1200℃等温线在板块俯冲50Ma后趋于稳定,最大深度约530km.通过计算不同热源组合情况下日本海俯冲带的热结构,讨论了热源的因素对俯冲带热结构的影响.结果表明,剪切生热和脱水热只对俯冲带浅部热结构有很大影响,绝热压缩生热对热结构的影响范围最大,而橄榄石→尖晶石相变生热是400km深度以下热结构的控制性热源因素.