4种再分析资料在中国区域的适用性研究进展

根据NCEP/NCAR、NCEP/DOE、ERA-40和JRA-25共4种比较常用的再分析资料在中国区域的适用性研究作了概述。结果表明：4种资料既呈现出一定的共性,又在不同区域、不同时间尺度上差异显著;再分析资料的可信度普遍表现为在东部地区好于西部地区,低纬地区好于高纬地区,这可能与中国地面气象站点＂东密西疏＂有关;1979年前的再分析资料存在较大的不确定性,因此在应用该时段NCEP/NCAR资料研究长期气候变化研究时需要谨慎;再分析资料的不同要素在不同时间、不同地域的适用性不同,因此应分区域、分要素和分季节选择合适的资料。从不同角度探讨了再分析资料的优缺点及在中国区域的适用性,旨在为中国区域气候变化研究选用再分析资料提供借鉴和参考。     

城市生长与形态双维分形模型改进及应用

分形方法是测度城市生长与形态演化的重要方法,然而其标度区范围的自然识别依然存在瓶颈。本文采用二阶导数识别半径法标度区界线,结合经典计盒法模型提出改进的双维分形标度律测算方法,以郑州市为案例区验证模型的精度与效度,综合解析郑州城市空间形态结构的生长演变特征。结果显示:① 利用二阶导数自动识别半径法标度区界线可显著提升分形模型拟合效果,拟合精度R²由0.920提升至0.996以上;② 郑州城市空间结构存有双标度现象,城市生长扩张并非标准环形波状推进,半径法模型仅在“城市中心边缘—建成区内侧”的环状范围拟合有效,城市结构可能存有自仿射生长或随机多分形特征;③ 1982—2020年郑州城市形态演化为明显的中心蔓延模式,职能用地的空间配置整体均匀程度偏高,功能分异程度较低,存有城市景观较紊乱,系统效率不高的隐患。本研究对半径法分形模型中拟合精度难以提升的应用瓶颈作出了突破性尝试,为城市生长模拟与城市空间结构演变分析提供了一种新方法,丰富了城市分形研究。     

基于改进型TSP观测装置的地震波场数值模拟

随着隧道技术的快速发展,工程上对地质超前预报的可行性和准确性也提出了更高的要求。首先分析了现有以及改进后的定向探测系统的优缺点;然后利用一阶速度—应力弹性波动方程和高阶交错网格法,导出用于改进后的TSP地震波场数值模拟的差分计算方程,并构建倾斜软弱夹层和空洞地质模型,对上述模型进行正演模拟,获得相应的波场快照和单炮记录,进而对地震波场进行分析。结果表明:改进后的TSP观测装置易于实现;有限差分法可有效地模拟改进后的TSP地震波场,其模拟结果清晰可靠地揭示了隧道地质中地震波的传播规律。     

测震台网资料产出系统的开发

从系统的设计、软件的编程等方面介绍了测震台网资料快速产出系统的开发,并对数据库中相关的数据表和字段进行了简单的描述,对系统的功能与开发的意义也进行了说明。     

双轴各向异性介质中回线源瞬变电磁三维拟态有限体积正演算法

采用模拟离散的有限体积法实现了双轴各向异性地层回线源瞬变电磁三维正演.首先引入内积定义,采用自然边界条件,将瞬变电磁法的控制方程转化为弱形式表示.将计算区域划分为一系列的控制体积单元,采用交错网格对控制方程进行模拟有限体积空间离散,包括旋度算子离散和空间内积离散.基于斯托克斯定理的旋度积分定义公式实现旋度算子离散.中点平均实现电导率双轴各向异性的空间内积离散,从而得到离散化的控制方程.时间步迭代采用无条件稳定的欧拉后向差分格式.并通过均匀全空间中稳定电流回线源的磁场解析表达式得到回线源初始时刻的电磁场分布.为了同时保证计算精度和效率,本文采用分段等间隔的时间步迭代,利用直接法求解器PARDISO实现其快速求解.最后通过对比层状模型和各向异性半空间模型的正演计算结果,验证了本文算法的计算精度和计算效率;计算三维双轴各向异性模型的正演响应可知,水平方向电导率变化对电磁响应产生显著影响,而垂直方向的电导率变化对电磁响应几乎没有影响.产生这一现象的主要原因是回线源产生的感应电流主要是水平方向的,因此响应主要受到水平方向电导率的影响,垂直方向的电导率影响很小.

     

海洋资源价值货币化及对经济发展支撑作用研究——以辽东湾、渤海湾、莱州湾为例

以辽东湾、渤海湾、莱州湾为例,运用资源价值论方法对海洋资源价值进行实物货币化,建立海洋资源新价值观;对三大海湾2001—2008年海洋资源及其资源产量结构分别与海洋经济、地区经济进行趋同性分析,探讨海湾间各自发展的海洋资源对海洋经济增长和地区经济发展的支撑作用,揭示海湾地区间海洋经济和地区经济发展的演变特征。     

郯庐断裂南段怀远—池河北西向断裂的第四纪活动性——来自韭山东北缘的地质证据

怀远—池河断裂与郯庐断裂带南段相交,处在郯庐断裂带活动性逐渐减弱的地段。为获取断裂活动的地质证据,选取安徽韭山东北缘进行地貌调查、探槽开挖、年龄样品测试等工作。研究表明,韭山东北缘的线性地貌受断裂活动控制,在调查揭示的多个剖面中,断层表现出一致的活动性质,走向NW,倾向NE,倾角70°左右,具有正断性质;断层垂直断距在第四系中由下往上逐渐变小,直至消失在第四纪覆盖层中,说明断裂具有多期活动,进入中更新世后活动性逐渐减弱。通过跨断层探槽剖面分析及测年结果可知,断层最新活动错断了中更新世地层,上覆的中更新世顶部地层及晚更新世地层未受影响,说明该断裂是一条中更新世断裂,晚更新世以来不活动。怀远—池河断裂的活动情况与其所在地区的新构造环境有关。郯庐断裂带是本区规模最大的控制性构造,它的活动性对区内其他断裂具有重要影响,断裂带明光以南段最新活动时代为中更新世,受其影响,与它相交的怀远—池河断裂最新活动时代也表现为中更新世。这或是蚌埠—凤阳地区以中小地震活动为主的一个构造背景。     

我国地下水污染调查建立全流程现代化调查取样分析技术体系

在实施全国首轮地下水污染调查评价过程中,通过综合攻关和集成创新,建立了调查、取样、测试与质量控制技术体系。研发了系列取样技术,攻克敏感性痕量组分采集技术难题,解决了送样周期问题;借助遥感技术与卫图解读土地利用与污染源分布信息,解析历史污染源分布;集成水土污染快速调查系统,实现现场快速查明污染现状、识别污染源;建立了数据库建设与质量保障技术体系;构建了有机分析测试与质量控制技术平台。提升了我国地下水污染调查技术水平,先后组织了千余人的技术培训,培养了一大批创新型地下水污染调查评价技术专业人才。     

多年冻土地区构筑物沉降变形分析

根据现场观测和数值分析,将多年冻土地区构筑物的沉降变形归结为几个具有不同机制的物理力学过程共同作用所致。伴随着冻土上限下降所产生的融沉,由于构筑物的修建引起多年冻土层升温而产生的高温冻土的蠕变和活动层的未冻土在暖季发生的蠕变,以及由于活动层中冻融循环改变了土的工程性质而导致的附加沉降变形。基于青藏公路和青藏铁路的修建和维护的实践,分析了以上几个可能引起沉降的原因。     

冻融作用对土结构性的影响及其导致的强度变化

冻融作用通过改变土的结构性从而改变土的力学性质.以青藏粉质黏土为研究对象,对一定干密度的饱和重塑试样分别进行封闭和开放状态下的冻融试验.通过土样电阻率的改变来反映冻融作用对土中孔隙的影响;对冻融前后的试样分别进行CT扫描,定量分析土样的损伤程度,来反映土颗粒联结的改变.对冻融前后的土样进行不固结、不排水三轴剪切试验,得到其强度参数,并将冻融作用引起的结构变化与强度参数的变化建立联系.研究表明:对试验中采用的土样,经过冻融作用后电阻率增大,反映到强度参数上,冻融作用导致土的内摩擦角增大;CT扫描定量分析发现,经过冻融之后,密度增大,CT损伤量为负值,反映到强度参数上,冻融后黏聚力增加.因此,强度参数的变化与土颗粒的胶结和重排列,粒径重分配以及孔隙大小比例的变化有关.