基于能见度及AOD数据的北京市PM2.5浓度的反演

选择北京市为研究地区,对2014～2017年AERONET（Aerosol Robotic Network）提供的CE-318太阳光度计440 nm波段反演的气溶胶光学厚度（AOD）进行风速订正,对订正后 AOD 日均数据与同期地面监测站PM2.5日均浓度数据做季节相关性分析并建立回归模型。又引入能见度因子并利用广义差分法构建2015～2017年北京市AOD与PM2.5浓度、能见度的三元回归模型,最后将2014年数据分为污染日和非污染日分别进行模型检验。结果表明:AOD与PM2.5浓度存在显著的线性正相关性,且存在季节性差异,夏季相关性最强、秋季次之、春季和冬季最低。引入能见度因子并消除自相关后,四季的模型相对误差均显著减小,模型拟合优度显著提高。检验结果为四季整体的平均相对误差在21%～31%范围内,与前人的结果相比拟合曲线的准确性得到了明显地提高。且模型对低PM2.5浓度日的模拟效果较好,对于高PM2.5浓度日的模拟效果较差。本研究对构建北京地区PM2.5浓度长期的历史数据具有重要的科学意义。     

中国区划工作的回顾与展望

在回顾国内外区划工作基础上,总结了我国区划工作各个发展阶段的特点,简单概述了我国区划工作中的方法论,讨论了区划工作中存在的若干问题。20世纪后半叶起,我国的区划研究进入系统研究和全面发展期。这期间我国区划工作的主要特点可归纳为:(1)众多区划方案的提出都有其深刻的历史背景,既是科学的总结,又与我国当时经济发展的水平和需求相关;(2)区划工作多是静态的,不能及时反映变化了的自然和人文要素;(3)现有区划工作未能将自然区划和经济区划很好地结合起来;(4)区划工作大多集中在陆地系统,对海洋系统的关注不够;(5)在区划方案的认定上,没有制度化的保障。为此,有必要在我国开展综合区划研究,并就编制我国综合区划方案中存在的一些关键科学问题进行探讨。     

全球变化与人类活动的相互作用--我国下阶段全球变化研究工作的重点

全球环境变化与可持续发展是当今人类社会面临的两大重要挑战。IGBPⅡ在探索地球系统变化规律的同时,力图将全球变化与可持续发展更紧密地结合,为人类社会的可持续发展提供科学背景和依据。根据国际全球变化研究发展的动向与我国的具体情况,今后我国全球变化与人类活动相互作用研究的重点应放在那些兼备显著区域特色和国际影响力的重大科学问题上。其中值得着重解决的10个科学问题包括：水循环与水问题、人类活动与区域碳循环过程、季风亚洲的人类活动与气候集成、土地利用/土地覆盖变化与陆地生态系统变化、人类活动与大气气溶胶、边缘海及海陆过渡带与人类活动、全球变化的影响与适应性、过去环境变化与中华文明、建设全面小康社会与温室气体减排国际谈判的科学支持、全球变化与人类活动相互作用研究基础信息平台建设。     

南海北部表层沉积物碳酸盐含量和δ18O及δ13C的空间与粒径分布特征及其控制因素

为深入研究南海北部表层沉积物中碳酸盐的来源及其控制因素,采用湿筛法,对南海北部珠江口、陆架、陆坡及海盆表层沉积物中碳酸盐的含量、δ18O和δ13C及其粒度分布特征进行了研究。结果表明,南海北部表层沉积物中的碳酸盐可能主要以海洋自生碳酸盐为主,其含量在空间上以陆坡显著高于海盆、陆架及珠江口为特征。粒度上,陆架(水深80 m)和浅陆坡(水深550 m)处碳酸盐的粒度分布相对平均,但在珠江口及730 m以深,76.9%~84.5%的碳酸盐分布于小于32 μm的粒级中。另外,珠江口和陆架与陆坡和海盆碳酸盐δ18O和δ13C的空间及粒度分布特征显著不同。珠江口陆架区,在空间上从珠江口向陆架,全样碳酸盐的δ18O和δ13C由轻变重。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒径的增大而变重,并且δ18O和δ13C之间正相关,主要受珠江淡水的δ18O及其δ13C_DIC控制。陆坡海盆区,空间上,从陆坡向海盆,δ18O略有变轻,δ13C基本不变。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒度的增大没有明显的变化趋势,并且δ18O与δ13C之间不相关或负相关。其δ18O可能主要受表层海水的温度控制,其δ13C可能主要受海水δ13C_DIC控制。     

基于虚内键模型的岩石单轴压缩全过程曲线模拟

利用虚内键模型理论（virtual internal bond model,简称VIB）,由岩石单轴压缩损伤本构方程和虚内键联接法则方程的相似性,提出了岩石单轴压缩破坏的虚内键密度演化函数 ,通过含虚内键密度演化方程的弹性张量 ,实现了岩石单轴压缩应力-应变全过程曲线的数值模拟。数值模拟结果表明,通过参数的合理选取,虚内键模型理论可以模拟不同岩样的全过程曲线。     

基于Petri网的地质灾害事件空间复杂结构模拟与分析系统

地球系统中各种空间对象在时空及功能上的直接或间接的依赖关系是研究各种复杂问题的出发点, 模拟和分析这些对象之间的直接和间接制约关系往往是认识复杂系统和进行空间决策的基础, 如在地震、洪水、火灾等突发性事件发生过程中各种应急设施和部门的相互影响和制约往往是复杂的、不协调的关系.由此产生的级联效应往往会造成意想不到的严重后果.如何提高对灾害效应的认识, 预警预报灾害的级联效应是提高灾害预防和应急反应能力的重要基础.在研究灾害事件中相关对象之间的空间复杂结构的基础上, 通过建立定量关系来表示对象之间的相互关系, 采用模糊Petri网技术模拟对象之间的级联效应.以四川汶川大地震后堰塞湖的空间复杂结构为例, 动态模拟堰塞湖的潜在级联效应, 推测出易受影响的堰塞湖, 从而为有效防治地震后的次生灾害提供一种理论与技术思路.该方法和技术同样可以用于其他地学复杂系统结构的模拟和分析.      

三维黏弹性介质人工边界研究

为了得到适于分析非线性结构-地基相互作用问题的人工边界,结合弹性波理论与黏弹性理论,推导出了适于模拟三维黏弹性远场介质辐射阻尼的人工边界,并对其模拟远场地基辐射阻尼的性能及相应地震波动输入方法进行了研究。结果表明：在结构-地基动力相互作用问题中,得到的黏弹性人工边界模拟计算域外远场黏弹性介质的辐射阻尼具有理想精度;不论是简谐波还是非简谐波,地震波动输入都取得了理想结果;在黏弹性介质条件下自由地表处的总场位移幅值n是输入波幅值的 倍。     

L型挡墙冻土融化深度变化趋势测试及分析

在多年冻土地区,土工结构稳定的核心是结构自身的热稳定性。在多年冻土区修建挡土建筑物,改变了原地面的热平衡条件,从而引起了多年冻土上限及其上部季节融化层的变化,有可能影响到工程结构的稳定性。因此,研究某一特定结构物的冻土上限或温度场分布及随季节的变化趋势是有意义的。结合青藏铁路格拉段目前唯一的支挡结构--L型挡墙这一工程措施,对L型支挡结构整个横断面进行了地温测试,分析了最具典型意义墙后回填土的上限或最大融化深度变化情况,得到了不同断面地层融化深度分布形状,回归了随季节变化相应的温度场。测试表明,由于开挖和施工扰动破坏了土体热平衡的自然状态,但L型挡土结构作为一种开敞式工程结构,地温场、冻土上限或融化深度都存在周期性变化,只要没有新的扰动,能够逐渐形成稳定状态或这一平衡是能够恢复的。此外,冻胀和冻结影响也不能忽略。总之,分析研究L型支挡结构的设计思想和工程措施,可为今后类似工程应用提供参考依据     

Wet-dry changes in the borderland of Shaanxi, Gansu and Ningxia from 1208 to 1369 based on historical records

More than 240 items of historical records containing climatic information were retrieved from official historical books, local chronicles, annals and regional meteorological disaster yearbooks. By using moisture index and flood/drought (F/D) index obtained from the above information, the historical climate change, namely wet-dry conditions in borderland of Shaanxi Province, Gansu Province and Ningxia Hui Autonomous Region (BSGN, mainly included Ningxialu, Hezhoulu, Gongchanglu, Fengyuanlu and Yan’anlu in the Yuan Dynasty) was studied. The results showed that the climate of the region was generally dry and the ratio between drought and flood disasters was 85/38 during the period of 1208–1369. According to the frequencies of drought-flood disasters, the whole period could be divided into three phases. (1) 1208–1240: drought dominated the phase with occasional flood disasters. (2) 1240–1320: long-time drought disasters and extreme drought events happened frequently. (3) 1320–1369: drought disasters were less severe when flood and drought disasters happened alternately. Besides, the reconstructed wet-dry change curve revealed obvious transition and periodicity in the Mongol–Yuan Period. The transitions occurred in 1230 and 1325. The wet-dry change revealed 10- and 23-year quasi-periods which were consistent with solar cycles, indicating that solar activity had affected the wet-dry conditions of the study region in the Mongol–Yuan Period. The reconstructed results were consistent with two other study results reconstructed from natural evidences, and were similar to another study results from historical documents. All the above results showed that the climate in BSGN was characterized by long-time dry condition with frequent severe drought disasters during 1258 to 1308. Thus, these aspects of climatic changes might have profound impacts on local vegetation and socio-economic system.     

对兰州市刘家堡断层的新认识

以往兰州市的地学界和工程学界普遍认为兰州市存在一条自安宁到桑园峡纵贯兰州市区的刘家堡断层(亦称孔家崖断层),是一条隐伏的规模较大的全新世活动断裂,因而对市区工程建设有重要影响.本文通过钻探资料及对兰州市安宁区文华嘉苑场地大探槽的开挖证实,所谓"刘家堡断层"其实为一不同岩性的接触界面.