南极伊利莎白公主地50 m雪芯雪冰化学研究

利用1996/1997年度中国首次南极内陆冰盖考察获得的50 m雪芯雪冰化学资料, 对南极伊利莎白公主地250 a来的雪冰化学特征进行了初步研究. 结果表明, 3种海盐离子(Cl -, Na+ 和Mg2+)的变化趋势表现出惊人的相似性, 除个别年份出现高值外, 变化均较为平缓, 总体上呈现出略微上升趋势;Ca2+和K+的变化更为平缓, 总体变化趋势很不明显; 变化最为剧烈的是NO-3, NH+4和SO2-4, NO-3和NH+4的变化趋势极为相似, 除变化幅度大外, 总体变化趋势都表现出较为明显的上升趋势, SO2-4最为明显的变化特征是记录了过去250 a来的16次火山活动.     

南半球降水对南极海冰涛动异常的响应

运用NCAR/CAM3全球大气环流模式,结合气候学诊断方法,分析了南极海冰涛动异常对南半球降水的影响,并对可能的作用机理进行了初步探讨。结果表明,南半球中纬度降水对海冰涛动异常的响应较为显著,且异常响应的空间分布与海冰涛动类似,分别在南美洲大陆以东大西洋和以西太平洋的广阔海域上存在两个正负值中心。 数值模拟结果显示,海冰涛动异常可以通过改变地表热通量,影响对流层中层大气,进而驱动费莱尔环流的上升支,加强或减弱费莱尔环流的强度,最终对南半球中纬度地区的降水分布产生影响。在阿蒙森/别林斯高晋海外围海冰异常偏少的海域,向上的热通量增加,局地加热会使得费莱尔环流的上升支异常偏强,费莱尔环流的经向输送增强,对应其在中低纬的下沉支也偏强,局地下沉气流异常偏强则会抑制降水的生成,导致降水异常偏少。在威德尔海外围海冰异常偏多的海域,经向环流和降水的响应几乎相反,但因受西南极半岛和南美洲陆面作用的影响,对应经度带费莱尔环流对海冰异常的响应较弱。     

基于机器学习方法重建的过去1000年北半球环状模（NAM）指数

基于机器学习方法重建的过去1000年北半球环状模受限于观测资料的短缺,关于北半球主要大气环流模态（Northern Annular Mode,简称NAM）的演变规律和机理还很不明确。运用树轮、冰芯、沉积物等代用指标重建时间序列更长的NAM指数有助于加深对其演变规律和驱动机制的认识。本文通过评估多种机器学习模型在古气候重建中的适用性,基于PAGES 2k的气候代用指标重建了过去1000年高分辨率（1年）的NAM指数。研究结果表明相比普通线性回归模型和随机森林等模型,CatBoost、极端随机树和主成分回归模型可以有效地避免过拟合,模型具有更高的稳定性和可靠性,其中CatBoost模型的重建结果与器测时段内NAM指数的相关系数最高（R=0.93,p < 0.01）,能够更好地拟合NAM指数的量级和峰谷变化。分析过去1000年NAM指数的变化特征,发现NAM具有显著的百年际周期（167.5年）和多年代际周期（32.3年）波动,1950~2000年NAM由负位相转向正位相的速率在过去1000年中前所未有。进一步探究NAM与温度和海冰的关系发现,1850年之前,暖期对应NAM增强,冷期对应NAM减弱;而在1850年之后NAM的多年代际变化与巴伦支-喀拉海海冰范围的变化趋于一致,1950年之后NAM向正位相快速转变可能是温度和北极海冰异常共同影响的结果。

     

考虑土与结构相互作用效应的结构减震控制大型振动台模型试验研究

本文设计并完成了考虑土与结构相互作用的结构减震控制大型振动台模型试验。通过对四种结构形式的对比试验，探讨了土与结构相互作用（ＳＳＩ）效应对结构地震反应的影响以及调谐质量阻尼器（ＴＭＤ）在刚性和柔性地基条件下对主体结构的减震效应。通过比较同一地震动作用下主体结构在刚性和柔性两种地基条件下的地震反应，可知：ＳＳＩ效应具有降低和提高结构减震控制效果的双重作用，其综合效果与输入地震动的频谱特性、加速度峰值大小有关。由于ＳＳＩ效应在结构地震反应中发挥着双重的作用，因而使得基于刚性地基假定下设计的ＴＭＤ减震控制系统在柔性地基条件下的控制效果不太理想，甚至会出现负面效应。本文还探讨了在柔性地基条件下影响结构减震控制效果的一些因素。     

双层黏弹性地基一维固结分析

软土具有黏滞性,对其固结和变形会产生一定程度的影响。采用现有基于广义Voigt流变模型的单层黏弹性地基一维固结问题求解方法,获得各土层的孔压通解表达式。根据两层土体接触面处孔压和流量连续条件及边界条件,给出了系统的正交关系,进而确定通解中待定系数。广义Voigt模型反映了土体应力应变关系在不同时期的特征,因此该解有广泛的适用性。采用岩土工程中应用较广的Merchant流变模型对一工程算例进行了分析。分析结果表明,土体的黏滞性降低了土体的固结速度,且深度越深,影响幅度越大。     

北极巴罗地区海冰消融初期表面特征及光谱反射率观测研究

北极海冰消融初期,上覆积雪急剧消融,融池开始形成,海冰表面物理特征异常复杂。由于观测资料缺乏,对这一时期海冰变化的研究仍存在较大不确定性。利用2015年5月份在巴罗Elson Lagoon海域观测的海冰表面物理特征和光谱反射率数据,分析了巴罗地区海冰消融初期表面积雪、裸冰和融池反射率特性及其影响因素。结果表明：消融初期,海冰表面异质性强,积雪、裸冰和融池相间分布。在积雪覆盖的区域,积雪对海冰光谱反射率起决定性作用,观测到不同雪深（3~23 cm）的反射率变化在0.53~0.85之间,平均反射率为0.76且反射率与雪深呈正相关。在表面积雪厚度相同的情况下,积雪底层含水量越大,表层反射率越小。观测还显示,在融池形成的区域,海冰的反射率急剧降低,融池初形成时反射率为0.206,略低于裸冰（0.216）。随着融池的发展,当其深度达到10 cm时,反射率仅为0.04,与开阔海域海水接近。     

环境地球化学中的碘与我国的碘缺乏病

本文概述了我国的确缺乏病研究及防治现状，该病流行分布与环境地球化学中碘的关系密切。     

考虑时间效应的刚性基础沉降分析

土体变形的时效性反映了土体固结与流变的统一,亦即地基刚度本身具有时效性,通过采用解析的方法建立了考虑时间效应的地基柔度矩阵,得出考虑时间效应的刚性基础计算方法,并编制相应程序对考虑时间效应的刚性基础进行计算,分析并得出其内力、变形等随时间发展的规律：加载初期沉降发展较快,后期虽然沉降速率有很大递减,但沉降大小仍将随着时间推移而增加;计算区域基底反力在加荷初期变化较大,角点反力增大,中心点反力减小。随着时间的增长,反力不断调整并逐渐趋于稳定,呈现边缘大、中间小的马鞍形特征。     

Stokes和Hotine积分离散求和的快速算法

提出了一种用于Stokes积分和Hotine积分直接离散求和的快速算法。该算法将积分核表达为计算点纬度、流动点纬度和两点间经度差的函数,充分利用核函数的对称性,相同纬度的所有计算点只需计算一组核函数,计算次数远少于普通离散求和。基于EGM2008地球重力位模型的模拟实验表明,快速算法的计算效率远高于普通算法,有效解决了离散求和计算速度太慢的数值问题,且保留了球面积分的特性,可取代一维FFT用于计算Stokes积分和Hotine积分。     

辽北张强地区燕山期以来主要构造运动期最大主应力的测定

辽北张强地区晚侏罗世以来经历了４期主要构造运动：燕山早中、晚中、晚期和喜马拉雅晚期,通过声发射（ＡＥ）法测得相应４期的最大主应力值分别为１０６．２ＭＰａ、８７．３ＭＰａ、５７．１ＭＰａ、３３．４ＭＰａ,同时还测得现今地应力最大主应力值为１７．４～２３．３ＭＰａ。发现有岩浆活动的构造运动期古应国在主应力值偏大。测量田内含油构造和出油井现今地应力最大主应力值偏低。本区油气成藏期古应力状态的最大主应力值