北京首都机场的人工消雾及大气边界层特征的演变

在首都机场人工消雾作业过程中进行了大气边界层特征的观测,观测结果表明：用喷洒液氮进行人工消雾可以形成小面积降雪从而提高能见度,达到安全飞行的目的．人工消雾作业过程可影响小面积大气湍流特征,使湍流谱略偏离-5／3规律．人工消雾作业期间潜热通量明显大于作业期后．     

地球自转与气候动力学──振荡理论

考虑地球自转速率随时间的变化,并应用描写低纬地球流体（大气和海洋）的水平运动方程,分析了地球自转速率变化对低纬大气和海洋振荡的影响．研究指出：地球自转速率的变化不但会直接影响低纬大气和海洋的振荡周期和振幅,而且会影响纬向风和洋流的变化,从而导致海温和海平面的变化．所以,地球自转速率的变化是影响全球气候变化的重要因素之一．关键词##4地球自转速率;;气候变化;;大气和海洋的振荡     

中层和热层大气的湍流结构

本文首先讨论了中层和热层大气湍流谱区的划分,发现对于同样尺度的湍流,在不同高度对应的谱区是不同的。随着高度的增加,愈向耗散区一端移动。其次,从理论上讨论和计算了不同高度的湍谱分布。最后,导出了湍流扩散系数的公式。湍流扩散对于高层大气成份的垂直分布有很大的影响。观测结果表明,并不是所有尺度的湍流对高层大气成份的垂直分布都发生影响,而是具有某一尺度的小尺度湍流起主要作用。我们引出了一个有效湍流尺度的概念,并从理论上计算了湍流扩散系数随高度的分布。结果与观测的氩和氦随高度的分布反推出来的湍流扩散系数相符合,同时也与ALADDN 1试验测量的结果相符合。     

青藏高原东南缘边界层对流与湍能结构特征

通过对青藏高原东南缘大理2008年3~8月大样本边界层铁塔观测系统超声和梯度资料、风廓线雷达和GPS探空资料的综合分析,研究发现高原东南缘湍能分量(湍流动能、切变项和浮力项)强弱依赖于下垫面植被的变化状况,且与局地稳定度特征及其动力、热力条件存在显著关系.近地层处于中性层结时,机械湍流较强,湍流动能主要贡献来源于切变项;当不稳定层结时大气湍流运动则以热力湍流为主,即浮力项较强,切变项较弱;在稳定层结时湍流发展呈间歇性特征,其中浮力项与切变项亦较弱,且湍流动能显著小于中性和不稳定状态.研究亦发现春季位于青藏高原大地形南坡的林芝站浮力项贡献显著大于高原大地形东南缘大理站,这反映了青藏高原南坡强对流活动过程中热力湍流的重要贡献,但位于高原东南缘山谷起伏、复杂地形区域的大理站近地层的机械湍流却显著大于高原南坡林芝站;从湍流-对流运动不同尺度相互作用视角,研究发现高原东南缘午时对流边界层CBL(Convective Boundary Layer)顶高可达1500~2500 m,边界层湍流动能、切变项、浮力项与对流边界层顶高、局地垂直运动均呈显著相关,且白天地面感热通量或浮力项的热力湍流作用对CBL发展高度亦有明显影响,而机械湍流的剪切作用影响却相对小;另外,近地层切变项机械湍流输送对垂直运动影响显著,尤其午前其对垂直运动影响高度可达2500~3000 m;春、夏季浮力项、切变项与垂直运动相关的日变化峰值均为大气层结显著不稳定阶段,尤其夏季层结不稳定背景下浮力项午后对垂直运动贡献显著.本文研究结论揭示出高原东南缘对流活动的湍能源驱动特征及其两者的相互作用.     

西北太平洋海气界面湍流热通量低频振荡强度的特征

利用美国伍兹霍尔海洋研究所客观分析海气通量项目提供的1985～2006年日平均的湍流热通量及相关基本变量数据,通过小扰动方法和相关分析,详细讨论了西北太平洋湍流热通量低频振荡强度的特征．结果表明：（1）西北太平洋潜热低频振荡强度的空间分布主要受海气比湿差低频振荡强度（△q＇）和海气比湿差平均值（△q^-）的空间分布影响;感热低频振荡强度的空间分布主要受海气温差低频振荡强度（△T）的空间分布影响．（2）湍流热通量低频振荡强度冬季最强,夏季最弱．潜热低频振荡强度的季节变化受△q＇强度季节变化、海表面风速低频振荡强度（U＇）季节变化、△q^-季节变化和风速平均值U^-季节变化共同影响;感热低频振荡强度的季节变化主要受△T强度季节变化和U^-季节变化的影响．（3）20°N以北海域和热带西太平洋,潜热（感热）低频振荡主要受大气变量q＇a（Ta＇）和U＇的影响,表现为海洋对大气强迫的响应;20°N以南的热带中东太平洋,qs＇（Ts＇）的变化对潜热（感热）的低频振荡也有较大影响．     

热力学和动力学双重控制下的大气降水溶蚀-充填机制

受构造抬升运动的影响,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩多次暴露至地表遭受大气降水溶蚀改造,形成丰富的岩溶孔洞型油气储集空间．但钻井表明许多大型岩溶洞穴、小的孔洞、裂缝等遭受方解石的充填,造成储集性能变差．塔北地区奥陶系岩溶孔洞中所充填的方解石具有非常轻的氧同位素组成和高的^87Sr／^86Sr比值,其δ^18OPDB位于-21．2‰--13．3‰,平均值为-16．3‰,^87Sr／^86Sr比值位于0．709561—0．710070,平均值为0．709843．同位素组成表明岩溶孔洞中所充填的方解石与大气降水有关．理论分析表明,大气降水对碳酸盐岩的溶蚀和充填作用受热力学和动力学双重机制控制．碳酸盐岩溶解的热力学因素决定大气降水在从地表向地下流动过程中对碳酸盐岩具有从溶解到饱和再到沉淀充填的作用特征,即地表之下大气降水对碳酸盐岩溶蚀作用发育的深度具有一定限度,而不能无限制的向深处发展;碳酸盐岩溶解的动力学因素控制着岩溶作用发育的强度、深度和广度,即岩溶作用还受地形地貌、气候、断裂／裂缝发育程度等多种因素制约．在热力学和动力学因素共同控制下,大气降水对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩的岩溶作用仅在不整合面之下一定深度（多数200m）范围内发生,再往深处则会沉淀碳酸盐岩矿物,从而造成对已有空间的充填作用．     

大气边界层湍流的动力非平稳性的验证

首次用验证时间序列中是否存在动力非平稳性的一种简单图示方法——space time index法来分析大气边界层湍流的动力平稳性特征.本文以取自淮河流域和威斯康星森林下垫面条件下的三维高精度风速和温度、湿度湍流脉动资料对大气边界层湍流的平稳性特征进行了分析.结果表明space time index方法能有效地检验大气边界层湍流信号中是否存在动力平稳性.另外,均匀下垫面条件（水稻田）及复杂下垫面条件（森林）下的大气边界层湍流信号中几乎都存在动力非平稳性,大气湍流动力学非平稳性可能是边界层湍流信号相当普遍具有的一种特性.大气边界层湍流中的间歇性和相干结构使得其非平稳性图形的特征不同于一般时间序列非平稳性图形的“V”型特征;森林下垫面条件下的湍流信号比相对均匀下垫面（水稻田）下的湍流信号更有组织性,相干结构更强.     

大气湍流能谱的精细结构及能量级串

利用小波变换和傅里叶分析对近地层大气湍流脉动资料进行了分析,发现波数空间能谱著名 的“-5/3”标度律成立的区间中存在突变点;还发现对应于小波变换时间尺度2j,j=1, 2,…,j0,高频分量按照2(j-2)-1(j>1)的方式级串,这符合同步级串的物理图象 ;在标度区间内高频分量作用于幂律局部特征的效果是平均的,不存在影响标度指数的特征 频谱. 利用不同高度大气湍流资料和不同小波基函数作变换,结果是一致的. 我们还对H= 1/3的分形布朗运动产生的随机序列进行了对比实验,发现从能谱角度,实际发达大气湍流 偏离高斯分布的程度很小,二者的差别只在高阶标度律时明显.      

GB-InSAR监测大型露天矿边坡形变

对露天矿边坡实时、精确测量可以为边坡治理和预警提供可靠的信息,直接关系到露天矿的经济效益和生产的连续性.本文提出采用地基合成孔径雷达干涉测量技术(GB-InSAR)监测露天矿边坡,和常规测量方式相比,该技术具有高的空间分辨率和测量精度,实现与地形无关的差分干涉技术,能够获得多时相形变图和形变速度图,反映边坡的整体位移趋势,为露天矿边坡的运动历程分析提供了可靠的信息,并通过实验验证了GB-InSAR技术监测边坡的可靠性.     

中层和热层大气的垂直动力传输及其影响

本文根据气体分子运动论导出了垂直动力传输函数,此函数可以代替Nicolet和Mangc的混合比,较好地描述高层大气中从完全混合状态向扩散分离状态的过渡过程。分析了高层大气中湍流运动的观测结果,给出了湍流系数随高度分布的几个模式,利用这些模式计算了惰性气体氩、氦与氮的数密度比的高度剖面,并与箭载质谱仪探空资料作了比较。根据光化-动力传输理论,计算了上中层及低热层大气主要化学成份的高度分布。结果表明:垂直动力传输明显地影响着大气成份的分布。文中还指出,氧分子的光离解系数与其数密度的高度剖面耦合在一起,因而应当由上向下数值求解有源有汇的连续方程组,这样可避免由于光离解系数的假设所造成的误差。     

阜新矿震台网子台地动噪声分析

通过对辽宁省阜新矿业集团数字矿震监测台网4个子台台址背景噪声进行分析和计算,得出了各子台台址背景噪声功率谱密度曲线、噪声地动速度均方根值（RMS值）、有效测量动态范围。结果表明,各个子台的台址环境和观测仪器的性能良好,背景噪声水平符合中国地震局数字地震观测技术规范要求。     

矿山地震序列特征及其与天然地震活动的相关性分析

通过处理京西门头沟煤矿的数万次矿震资料，笔者得到了有意义的结果，研究结果表明，矿山地震具有许多天然地震的特征，并与邻近区域的较大天然地震存在一定的关系。京西门头沟矿震对１９８９年１０月１８日大同６．１级地震、１９９６年５月３日包头６．４级地震有较好的对应关系。故可作为监视区域应力场变化的一个天然“窗口”。同时，通过研究矿震序列还可对未来较大地震作出一定程度的预报。     

关于阜新矿震活动的初步研究

本文依据地震学分析预报方法，对1990～2004年阜新矿震资料进行了统计分析。结果认为，矿震活动主要由煤矿开采引起，同时与区域构造也有一定的关联。适当地选择地震活动性参数来描述矿震的活动特征，对监测区域地震活动有一定帮助。     

泥石流坝后侵蚀坑纵剖面形态及最大深度实验研究

泥石流拦砂坝坝后侵蚀坑形态和深度是泥石流冲刷基础研究的薄弱环节。通过室内水槽实验,探讨了泥石流坝后侵蚀坑的形态和不同实验控制条件下侵蚀坑深度的变化规律等。由实验观察可知,侵蚀坑纵剖面整体上呈现两端浅中间深的形态特征,其最深点的位置随水槽坡度增大向下游方向发展;侵蚀坑坑内上游坡度较下游坡度陡,对于具有相同级配的粘性砂和无粘性砂,无粘性砂的侵蚀坑坑内坡度较粘性砂的缓;侵蚀豌的最大深度受沟床纵坡、泥石流的容重、沟床组成物质的性质（特征粒径、粘性）等因素的影响较大;泥砂粘性的存在将大大削弱侵蚀的深度。     

The occurrence on carboniferous coal of anthropogenic origin in the contemporaneous Vistula river sediments near Cracow (Southern Poland)

Carboniferous pit coal is the most important anthropogenic component of the contemporaneous Vistula river gravels and sands with individual fractions containing from 10 to 98 per cent coal fragments. Coal concentration is connected with differences in the bulk density between coal and other gravel components. The lower sediments date from the first half of the nineteenth century when the coal began to appear in large quantities in the Vistula channel. The presence of coal is also an indicator of the depth of channel sediment reworking during floods in the nineteenth and twentieth centuries.     

坚硬顶板诱发煤体冲击破坏的微震效应

利用TDS-6微震采集系统测试了忻州窑煤矿组合煤岩试样变形破裂直至冲击破坏过程中的微震信号,特别是冲击破坏前后微震频谱的变化规律.采用SOS微震监测系统,对忻州窑煤矿8929工作面冲击矿压的微震活动规律进行了监测,结果表明：（1）冲击前兆信号呈现低频特征,随着与主震间隔的时间越短,主频越低.主震信号频谱较宽,但低频（0～50 Hz）成份增加,余震信号呈现高频特性.（2）微震信号的频次、累积能量与主频之间呈负相关关系.尤其当工作面顶板来压以及诱发冲击矿压时,微震信号的主频达到最低值.（3）现场监测表明,冲击前兆微震信号的主频为0～50 Hz,且振幅较低.冲击主震信号频谱较宽,但较低频（0～20 Hz）成份明显增加,同时振幅达到极值.余震信号主频为0～200 Hz,呈现高频、低振幅特征.     

爆炸当量估算的初步研究

爆炸当量是评估爆炸能量的重要参数,快速估算爆炸当量对于有效开展应急救援工作至关重要。收集攀枝花铁矿爆破、宁夏煤矿爆破、河南汝阳钼矿爆破等矿山爆破资料,得到爆破的地方性震级M_L与爆炸当量Y之间的经验关系,并据此估算2019年7月19日河南省三门峡市气化厂爆炸事故的爆炸当量为16 t左右。     

一种改进的斜支撑体系支护某超大深基坑的变形分析

济南某商业广场超过50000 m^2的基坑采用一种改进的斜支撑支护体系进行支护,与普通斜支撑支护型式不同,该支护体系包括支护桩、斜撑、立柱与支撑桩。本文采用FLAC^3D显式有限差分数值计算分析方法,并结合支护桩水平位移测斜数据,对该支护体系的变形特性进行分析研究,从中论证各支护单元在3个开挖阶段的运动学效应。研究结果表明,该斜支撑支护体系可以把各支护单元以及它们之间的土体充分调动起来,相互之间积极协调,以抵挡基坑开挖带来的土压力,从而减小基坑周围土体位移,保障周围道路、地下设施及周边建筑的正常运行。     

The groundwater–land-surface–atmosphere connection: Soil moisture effects on the atmospheric boundary layer in fully-coupled simulations

This study combines a variably-saturated groundwater flow model and a mesoscale atmospheric model to examine the effects of soil moisture heterogeneity on atmospheric boundary layer processes. This parallel, integrated model can simulate spatial variations in land-surface forcing driven by three-dimensional (3D) atmospheric and subsurface components. The development of atmospheric flow is studied in a series of idealized test cases with different initial soil moisture distributions generated by an offline spin-up procedure or interpolated from a coarse-resolution dataset. These test cases are performed with both the fully-coupled model (which includes 3D groundwater flow and surface water routing) and the uncoupled atmospheric model. The effects of the different soil moisture initializations and lateral subsurface and surface water flow are seen in the differences in atmospheric evolution over a 36-h period. The fully-coupled model maintains a realistic topographically-driven soil moisture distribution, while the uncoupled atmospheric model does not. Furthermore, the coupled model shows spatial and temporal correlations between surface and lower atmospheric variables and water table depth. These correlations are particularly strong during times when the land-surface temperatures trigger shifts in wind behavior, such as during early morning surface heating.     

The mechanism for the impact of sea surface temperature anomaly on the ridgeline surface of Western Pacific

Based on the atmospheric circulation data provided by ECMWF and the sea surface temperature data by NOAA, we studied the mechanism for the impact of sea surface temperature anomaly on the ridgeline surface of western Pacific using an improved high truncated spectral model. Our results show that the wave-wave interaction and the wave-mean flow interactions are weaker in the inner dynamic process of atmospheric circulation, when atmospheric circulation is forced by the sea surface temperature of El Niño pattern. With the external thermal forcing changed from winter to summer pattern, the range of ridgeline surface of western Pacific moving northward is smaller, which causes the ridgeline surface of western Pacific on south of normal. On the contrary, the wave-wave interaction and the wave-mean flow interaction are stronger, when atmospheric circulation is forced by the sea surface temperature of La Niña pattern. With the external thermal forcing turning from winter to summer pattern, the ridgeline surface of western Pacific shifts northward about 19 latitude degrees, which conduces the ridgeline surface of western Pacific on north of normal. After moving to certain latitude, the ridgeline surface of western Pacific oscillates with the most obvious 30–60 d period and the 4°–7° amplitude. It is one of the important reasons for the interannual variation of ridgeline surface of Western Pacific that the atmospheric inner dynamical process forced out by different sea surface temperature anomaly pattern is different.