黑河下游绿洲近地层湍流输送特征研究

分析2003年9月5-27日在黑河下游额济纳绿洲取得的近地面层湍流观测资料,讨论无量纲湍流方差与稳定度参数Z/L的关系.无量纲风速分量σu/u*、σv/u*和σw/u*在不稳定层结与稳定度Z/L满足1/3次方时,符合Monin-Obkuhov相似理论.在近中性时,σu/u*、σw/u*值比平坦下垫面的略小些,σv/u*值比平坦下垫面的略大.无量纲温度脉动方差和湿度脉动方差在对流状态下与Z/L满足-1/3次方,在稳定和不稳定层结下,随|Z/L|减小而增大.地面热量以感热输送为主,感热通量峰值约为250 W/m2,潜热通量的峰值为170 W/m2;夜间潜热通量较小,感热通量则出现负值.动量通量日间平均在0.2-0.3 N/m2,峰值为0.31 N/m2.黑河下游绿洲柽柳林动力学粗糙度比HEIFE戈壁及其他绿洲下垫面的大,中性时z0m=0.47551 m.中性状态下动量整体输送系数CD=22.2×10-3,不稳定层结时平均值CD=10.3×10-3,稳定层结时平均值CD=7.2 × 10-3.热量整体输送系数CH,中性状态下CH=3.2 × 10-3,不稳定层结时平均值为CH=3.3×10-3,稳定层结时平均值为CH=2.7×10-3.     

INTERDECADAL CHANGE OF DIABATIC FORCING OVER KEY REGION OF THE MARITIME CONTINENT AND ITS POSSIBLE RELATIONS WITH THE EAST ASIAN SUMMER MONSOON ANOMALIES

The Maritime Continent(MC) is an important region where the Tropical Pacific and the Indian Ocean interact with each other via "the atmospheric bridge" and a key region for the interaction between the Asian and Australian monsoons. Using the NCEP/NCAR and CMAP monthly mean reanalysis over the period of 1979-2012, the interdecadal variations of diabatic forcing over the key region of the Maritime Continent and its possible relations with the East Asian summer monsoon have been investigated in the present paper. Our results show that climate variations in the Maritime Continent is particularly significant in the area of 95-145°E, 10°S-10°N, which is thus defined as the key area of the MC(i.e., KMC area). Without the input of latent heat release in the atmosphere, distinct interdecadal change of diabatic heating is found to exist from 1979 to 2012; it intensified before 1980 s and peaked in the late 1980 s and weakened after this period. By analyzing each individual component that contributes to the diabatic heating in the KMC area, surface latent heat flux and net long-wave radiation in the atmosphere are found to be the two dominant components. With negative diabatic heating anomalies over KMC, there will be more precipitation on islands and less precipitation over sea, and more rainfall around the equator, which is in correspondence with the convergence center around the equator in the KMC area. Along the meridional-vertical section averaged between 115-120 ° E, the well-defined vertical circulation anomalies are observed with the ascending branches over KMC and the area around 30°N respectively, and the descending branch over the South China Sea. Water vapor transports from the Bay of Bengal and South China Sea to eastern China to benefit the positive precipitation anomalies. The meridional-vertical circulation in East Asia plays a critical role in linking the interdecadal variability of diabatic heating over the KMC and East Asian summer monsoon anomalies.     

2019年7月3日辽宁开原龙卷灾害现场调查及其所揭示的龙卷演变过程

2019年7月3日,辽宁省铁岭开原市发生了一次具有详细视频记录的强龙卷灾害。基于详细的现场调查和视频资料,得出了该次龙卷的生命史、发生时间、路径、灾害宽度和强度分布,发现龙卷强度的减弱或加强变化与密集高楼和空旷田野区等下垫面状况明显相关联。综合评估本次龙卷最大强度为中国龙卷强度等级的四级（相当于美国的EF4级）,但四级灾害点分布范围非常小,灾害分布宽度和EF4级灾害点范围都显著小于2016年江苏阜宁EF4级龙卷。钢筋混凝土框架结构的居民小区楼房在至少EF3级强度的龙卷风袭击后保持主体结构完好,而大型钢架厂房对龙卷灾害的防御能力远差于居民小区。强龙卷所经地区多为旷野和厂房,受影响人员较少,且龙卷发生时视野极佳,这是该次龙卷没有造成更大灾情的重要原因。由于下垫面状况和致灾机制的复杂性,风灾强度估计必然存在一定的不确定性。     

太湖蓝藻碎屑对水质及附着藻和水丝蚓生物量的影响

富营养化是现今各国面临的主要水环境问题,其中蓝藻水华暴发是全球富营养化水体最常见的现象之一.蓝藻水华将产生大量的蓝藻碎屑,其对水质及生物的影响还尚不清楚.本研究通过向中宇宙系统添加微囊藻碎屑,分析其对水体不同形态营养盐及水生生物生物量的影响.结果表明:微囊藻碎屑加入后,水体不同形态的营养盐浓度均在短期内迅速增加,其中水体总氮和总磷平均浓度最高分别达到3.86和0.36 mg/L;浮游植物生物量(用叶绿素a表示)在前9天随营养盐浓度的升高而增加,随后逐渐下降至实验初始水平.此外,附着藻类生物量在微囊藻碎屑加入后呈逐渐下降趋势,这可能与浮游植物快速增殖引起的水体透明度下降有关.微囊藻碎屑加入后,水丝蚓生物量随微囊藻碎屑的分解持续增长,在第20天达到生物量最大值.本研究通过模拟太湖梅梁湾生态系统,探讨微囊藻碎屑对水质及水生生物生物量的影响,结果有助于进一步了解蓝藻水华对水生态系统影响的途径及机理,为富营养化湖泊管理提供理论依据.     

一种时空域优化的高精度交错网格差分算子与正演模拟

如何有效压制数值频散是有限差分正演模拟研究中的关键问题之一.近年来,许多学者对二阶声波方程的差分算子开展了大量的优化工作,在压制频散方面取得不错的效果.一阶压强-速度方程广泛用于研究地震波在地下变密度模型中传播规律,目前针对一阶方程的优化工作大多只是在空间差分算子上展开.本文在前人研究的基础上,推导出一阶声波方程中压强场与偏振速度场之间的解析关系,据此在传统交错网格基础上给出一种高精度的显式时间递推格式,该递推格式将时间差分与空间差分算子结合在一起,并采用共轭梯度法得到精确时间递推匹配系数,实现时空差分算子的同时优化.在编程实现算法的基础上,通过频散分析与三个典型模型测试表明:本文方法能够较为有效地压制时间频散与空间频散,提高数值计算精度;同时对复杂模型也有很好适用性.     

地温场数值模拟软件包

为了实现多年来我国地热数据的挽救和共享,我们开发了“大地热流数据库”,该库的开发使用了Microsoft Visual C++6.0 和Visual Basic 6.0作为编成语言.该库是“中国岩石圈三维结构数据库”的子库之一.该库具备对原始数据的查询、增加、删除和编辑和地温场的数值模拟,针对岩石圈范围内的地质体,比如对地下一维、二维和三维温度场的有限元数值模拟,以方便地热工作者解决一些常见的地热问题.     

河南永城某商住楼基坑支护方案的设计及应用效果

河南永城市东城区是一个新建城区,高层建筑日益增多,但该市缺少基坑支护设计实例资料。介绍了某商住楼基坑排桩＋深搅桩的支护结构方案及其设计计算过程,总结了其支护效果,为该市基坑方案设计提供了一个。成功范例。     

中国前陆盆地构造地质基本特征及其控制下的油气分布

在综述前人认识的基础上,通过对中国前陆盆地的沉积充填特征、演化历程、构造成因及其空间分布规律、构造变形特征等的宏观研究和重点解剖,总结出中国前陆盆地构造地质的主要特征:(1)垂向上,前陆盆地表现出两种不同性质的原型盆地在正反转构造背景下的盆地构造层序相叠置;(2)平面上,分布在中国大陆内的前陆盆地或冲断带受统一的印度—欧亚两个大陆板块间的碰撞作用,形成构造变形的时空分布规律有序的环青藏高原巨型盆山体系;(3)时间上,不仅存在新近纪以来的喜马拉雅运动控制的再生前陆盆地,而且显生宙以来中国大陆共发生了4期前陆盆地或冲断构造的演化过程;(4)成因上,受青藏高原向北、向东的隆升挤压,基于小克拉通拼贴后的不均一陆内基底结构,古造山带继承性复活,在其前缘发育再生前陆盆地或前陆冲断带;(5)变形样式上,由于受边界力学条件和沉积地层介质的共同控制作用,可以将前陆冲断带的构造变形样式分为4类。正是因为上述地质构造的特殊性,决定了油气聚集与分布的规律性和勘探的复杂性。油气分布的规律性主要体现在:(1)油气相态分布的有序性;(2)成藏条件配置的有效性;(3)含油气目的层分布的空间有序性;(4)多期成烃、晚期成藏的普遍性。油气勘探的复杂性表现在:(1)4期前陆盆地和冲断带含油气地质特征的差异;(2)含油气层系与油气藏的改造与破坏;(3)陆相盆地的不均一导致储层相变大;(4)前陆冲断构造变形的复杂增加了圈闭落实的难度。     

海啸波作用下泥沙运动——Ⅴ.红树林影响下的岸滩变化

近年来频发的海啸灾害造成巨大损失,而红树林具有很好的减小海啸灾害的作用。实验采用PVC圆管来概化模拟红树林,以无黏性沙堆砌而成1/10~1/20组合坡概化岸滩,选取孤立波模拟海啸波。实验结果表明,红树林的存在对岸滩剖面变化产生了较大影响,适当增加植物分布密度,并优化植物的分布方式,可有效减小海啸波对岸滩的冲刷危害。在本次实验条件下,得到了岸滩冲刷坑尺度、淤积沙坝尺度、最大冲刷深度、最大淤积高度与红树林的分布方式和密度、海啸波波高、泥沙比重和岸滩坡度之间的关系式,揭示了沙质岸滩剖面变化与红树林、海啸波水动力特性、泥沙颗粒、岸滩坡度之间的内在联系,为减小海啸灾害提供科学依据。     

兴蒙造山带南缘东段和龙地区Ⅰ型花岗岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及其地质意义

本文对兴蒙造山带南缘东段和龙地区八家子岩体和勇新岩体进行了岩相学、地球化学、LA-ICP-MS U-Pb定年和Sr-Nd同位素研究,以便制约该区的区域构造演化。锆石测年结果显示,八家子石英闪长岩结晶年龄为257.8±0.9Ma,形成于晚二叠世早期,勇新二长花岗岩的结晶年龄为243.2±1.1Ma和238.5±2.8Ma,形成于中三叠世。八家子石英闪长岩为钠质钙碱系列、偏铝质的Ⅰ型花岗岩类,富集轻稀土(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs,Cs、Ba、K和Sr),亏损重稀土(HREEs)和高场强元素(HFSEs,Nb、Ta和P),结合Sr-Nd同位素特征显示其为壳源成因,形成于俯冲环境下,是玄武质下地壳部分熔融的产物。勇新二长花岗岩富硅、铝和钾,为高钾钙碱性系列、偏铝质-弱过铝质的Ⅰ型花岗岩,富集轻稀土(LREEs)及大离子亲石元素(LILEs,Cs、K、Sr),亏损重稀土(HREEs)和高场强元素(HFSEs,Nb、Ta、P和Ti),结合Sr-Nd同位素特征显示其为壳源成因,形成于同碰撞环境下,是玄武质下地壳部分熔融的产物。花岗岩的侵位反映了研究区晚二叠世早期古亚洲洋板块俯冲于华北克拉通之下,中三叠世华北克拉通与兴凯地块碰撞拼合,说明古亚洲洋应闭合于晚二叠世末期-早三叠世期间。