基于逆向工程建模方法的危岩体稳定性数值模拟分析

高陡岩质边坡危岩体失稳机理与稳定性评价一直是学者们关注的重点问题。相比于以定性分析为主的传统稳定性评价方法, 数值模拟分析方法在危岩体稳定性评价工作中得到越来越广泛的应用。而如何快速准确地建立复杂三维精细化地质模型, 尽可能还原岩体结构特征信息, 并与数值模拟软件进行无损对接, 进而定量评价危岩体稳定性仍是目前急需解决的问题。在野外现场调查结果的基础上, 对浙江神仙居景区神龙瀑景点处的地质灾害隐患点进行高精度三维激光扫描, 基于逆向工程建模软件Geomagic Studio, 对扫描获取的点云数据进行模型重建, 借助有限元网格划分软件Hypermesh对曲面模型进行三维实体化和网格划分处理, 再导入数值模拟软件FLAC3D中进行计算。结果表明, 神龙瀑边坡受拉破坏危岩体后缘裂隙最大拉应力接近抗拉强度, 且存在明显位移, 极有可能发生滑移-坠落。然后通过FLAC3D内置FISH语言进行二次开发, 计算结构面塑性破坏单元数目在总单元数目中的占比, 得出危岩体失稳概率为20%以上。该结果与现场灾害调查、数值分析结果相互印证, 预测了危岩体的潜在破坏范围, 提出了相应的防治措施建议。上述分析结果可为当地旅游管理部门的灾害防治工作提供理论依据和指导。     

黄陵侵入杂岩体亏损幔源岩浆岩的发现及其构造意义

新元古代(830～750 Ma)岩浆事件在扬子克拉通有着广泛的记录.由于该期岩浆事件发生于Ro-dinia超大陆发生裂解的全球构造背景,对扬子克拉通"晋宁期"岩浆作用的成因和发生的区域构造背景的研究受到了广泛的关注.扬子克拉通新元古代岩浆事件研究的重要应用之一是在Rodinia超大陆重建方案中确定华南陆块的位置、与相邻大陆的关系及其裂解过程.     

雷达TREC风的三维变分同化应用与试验

介绍了雷达TREC风场在中国气象科学研究院开发的三维变分同化系统GRAPeS-3DVar中的应用,研究了GRAPES-3DVar系统同化雷达TREC风场资料的一些基本特性,发现雷达TREC风场在GRAPES-3DVar中有较好的应用价值,能有效地提高分析产品的质量,并通过一个热带气旋登陆变性过程的数值试验,说明了在GRAPES-3DVar中加入雷达TREC风场也能改善预报效果。     

A Review on GRAPES-TMM Operational Model System at Guangzhou Regional Meteorological Center

This review summarizes the general developments of the operational mesoscale modeling based on the Global/Regional Assimilation and Prediction System-Tropical Monsoon Model (GRAPES-TMM) at the Guangzhou Regional Meteorological Center. GRAPES-TMM consists of the Tropical Regional Atmospheric Model System for the South China Sea (TRAMS, a typhoon model with a horizontal resolution of 9 km), the Mesoscale Atmospheric Regional Model System (MARS, 3km) and the fine-scale Rapid Update Cycling (RUC, 1km) forecasting system. The advances of model dynamical core and physical processes are summarized; the progress of model applications is reviewed and evaluated. The results show that the updated 9-3-1 forecasting system provides an overall improved performance on the weather forecasting in south China. Capabilities and limitations as well as the future development of the forecasting system are also discussed     

“黄蜂”登陆过程中路径变化的可能成因分析

借助时间分辨率为6分钟的新一代多普勒雷达回波、卫星资料和常规观测资料对"黄蜂"在登陆过程中路径变化的情况进行了分析.主要是从雷达回波和卫星观测到的强水汽对流相对于风暴中心的分布,并运用包含非绝热加热作用的全型涡度方程,讨论对流潜热导致的涡度增加及涡度平流对风暴移速、移向的影响作用,解释了登陆过程中三个阶段路径变化的可能原因.认为:(1)登陆前阶段,由于强水汽对流在中心的东北到北侧,造成向西北方向的正涡度平流,从而这一阶段有相对较大向西移动分量,并且移速较快;(2)登陆阶段,前3小时,强水汽对流主要位于中心的西侧,因而有向南移动分量,后3小时,强水汽对流主要位于中心的南侧,因而有向东的移动分量,所以这个阶段风暴减速运动,并且前3小时继续向西北方向移动,而后3小时转为偏北方向;(3)登陆后阶段,由于风暴迅速减弱,强对流仅在东南-西北向区域短暂维持,风暴有向西北前方强对流区加速的趋向运动,因而在登陆后,"黄蜂"表现为西北向的加速运动.     

扬子克拉通峡东地区新元古代-寒武纪黑色岩系Os同位素地球化学特征及其地质意义

报道了扬子克拉通峡东地区新元古代至寒武纪含碳黑色泥质岩的Re-Os同位素和微量元素地球化学组成特征, 并对地层沉积环境的演化性质及其地质意义进行了讨论.研究表明: (1)峡东地区新元古代晚期-寒武纪早期细粒碎屑沉积岩Os同位素初始比值呈规律变化, 且具高Os同位素初始比值的层位与前人研究中发现的C同位素负漂移地层相对应; (2)南沱组冰碛岩具高放射成因Os同位素组成特征, 而其上覆盖帽碳酸盐岩为低放射成因Os同位素比值, 向上地层Os同位素初始比值表现为局部波动、总体增高的演化趋势; (3)微量元素U/Th比值与δU值指示莲沱组砂岩与南沱组冰碛岩具氧化环境的特征, 而陡山沱组、灯影组以及水井沱组底部黑色泥质岩则形成于相对还原环境; (4)Y/Ho比值和δCe值的负相关性特征指示部分地层沉积过程中有海底热液物质参与, 应为导致剖面上部分层位出现低放射性成因Os同位素组成的重要原因之一.高Os同位素比值和深海的脉冲式演化以及古生物群的产出之间很好的对应关系为探讨大陆风化与大气和海洋中氧气含量增加的联系提供了新的地球化学证据.南沱组冰碛岩Os同位素以及微量元素特征暗示其并非形成于完全冰封的地球表面环境, 而是存在较强的大陆岩石风化作用.      

用多普勒雷达资料调整GRAPES模式云参数对短临预报的影响

利用华南一次强降水过程,通过雷达回波反演的云雨水及模式背景场的水汽和根据雨水修订的水汽场对GRAPES模式初始场通过Nuding技术进行调整,试图改善模式的临近预报。模拟结果对比发现,模式初始场通过Nudging技术只订正云水、雨水及水汽场2种情形,对模式雷达回波的临近预报效果都有一定的改善,其中前者对0～3 h的临近预报效果改善明显,而后者对0～6 h的预报效果都有所改善,且后者前3 h的改善效果优于前者。对比模式初始场通过Nuding技术订正修订前后的水汽场的预报效果发现,修订后的水汽场的临近预报效果优于修订前的,尤其4～6 h的差异较明显。分析原因发现,模式初始场中水汽场的修订,尤其是饱和水汽的修订,对模式预报的水汽场有明显影响,从而影响到了环流场,改善了模式的雷达回波和降水的预报。      

区域模式参考大气扰动量算法的预报试验

引进参考大气方法以降低垂直运动方程中的量级差,并设计了位温直接计算法、气压直接计算法和混合算法三种不同方案来改进预报效果。结果表明,这三种不同方案对500 hPa位势高度和温度的垂直分布的预报有较大影响,其中,混合算法的温度分布预报结果与NCEP分析场最接近。在三种方案的预报效果评估检验中,混合算法对风速、位势高度(hv)、降水量和2 m温度(T2m)的预报效果最好。在三种方案中,平均初始温度场的参考大气廓线的预报效果要优于等温参考大气廓线;在不同的参考大气状态下,混合算法在风速、位势高度、降水量和2 m温度的预报效果最好。      

积云参数化方案中云底质量通量的限制及在高分辨率模式中的应用

对SAS积云参数化方案中的云底质量通量进行限制并将其应用到华南区域高分辨率模式降水预报中,分别对强对流个例和弱对流个例进行模拟和比较,分析了限制云底质量通量之后的积云参数化方案对模式降水预报的影响,并探讨了不同大小的云底质量通量限制对预报结果的敏感性。试验结果表明,对积云参数化方案进行闭合时采用不稳定能量释放假设要比原来的准平衡闭合假设更适用于中小尺度模式。对积云参数化方案的云底质量通量进行限制以后可以有效地消除对流参数化在高分辨率模式中引起的虚假降水,同时又能够合理地引入一些次网格尺度的弱对流的影响,从而改进模式的降水预报效果。敏感性试验结果表明,随着云底质量通量限制程度的变弱,对流参数化方案对模式降水预报的影响会逐渐增强;在一定大小范围内的云底质量通量限制下,强对流个例的总降水量预报结果对于不同大小的限制不如弱对流个例敏感。对两种不同的云底质量通量限制方式进行比较发现,在云底质量通量较大时完全关闭对流参数化方案可以更有效避免对流参数化引起的虚假降水。      

基于宽线+折线采集与拟三维处理配套的碳酸盐岩裸露区地震勘探技术

我国南方碳酸盐岩广泛分布,具有巨大的油气资源潜力和勘探前景.全国油气资源战略选区调查与评价项目选择我国典型南方海相碳酸盐岩裸露区开展地震勘探技术攻关.针对该区地表灰岩普遍出露、激发弹性波能量转换少、散射噪音干扰严重等勘探难点,研究和应用了“宽线+折线”地震采集技术和与其配套的拟三维地震处理技术,能较好地压制噪音,提高剖面信噪比,在主要目的层得到了较好的成像效果,桂中1井钻探结果与地震勘探解释成果吻合较好,检验了该方法用于南方碳酸盐岩地区勘探的有效性.