逆式回声测量仪在全球海洋中应用及前景展望

系统总结了逆式回声测量仪(IES)的发展历史,重点介绍了其目前在世界范围内的应用情况,并阐述了CPIES(集成流速和压力传感器的IES)在我国吕宋海峡周边布放的意义及对未来应用的展望。结果表明采取不同的排列方式布放的IES阵列所获取的数据通过结合地转经验模态GEM (gravest empirical mode)以及最优插值方法能够获得观测海区的温度、盐度和流场的三维空间分布特征。基于CPIES的应用,可深入地研究多尺度的海洋动力过程,如内波、内潮和中尺度涡等,对后续大洋环流理论发展、中尺度涡产生和消亡机理、海洋中不同尺度能量串级等具有重要意义。     

辽东湾表层沉积物中生物标志物记录的浮游藻类生物量和群落组成特征

对渤海辽东湾海域表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对辽东湾51个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量分布规律不明显,为了消除粒度和沉积速率的影响,将这3种生物标志物总量与总有机碳(TOC)含量做比值,得到的相对含量从湾内到湾口随着离岸距离增加而增加,生物标志物指示的初级生产力与现场调查的结果一致,表明生物标志物法基本可以用来重建初级生产力。辽东湾海域初级生产力在湾口高于湾内,表明其主要控制因素是水体浊度而不是陆源营养盐的输入。辽东湾西侧菊花岛附近初级生产力的高值主要与人类养殖、陆源排污等导致的水体富营养化相关。生物标志物的相对比例结果显示,辽东湾两侧近岸区硅藻和甲藻相对贡献高,尤其是硅藻占据绝对优势,这主要与硅藻在高营养盐的情况下具有竞争优势有关,而在辽东湾中部发现高的颗石藻相对贡献与黄海暖流入侵路径相对应。     

近37a乌鲁木齐机场雾的不均匀性特征分析

本文应用1977～2013年乌鲁木齐机场12月~次年(2014年)3月逐时地面观测资料,应用相关气候统计方法探求乌鲁木齐机场雾天气的出现时间及其变化特征,并以大雾集中度(FCD)和大雾集中期(FCP)来表征大雾天气累计出现时间的非均匀性特征,结果表明：⑴1977~2013年,乌鲁木齐机场雾累计出现时间呈明显的上升趋势,大雾的上升速率大于浓雾的上升速率,且大雾天气中浓雾的比率逐年下降;且机场雾的持续时间以低于6h为主;⑵机场雾分为三个阶段：少发期(1977~1991)、调整期(1992~2001)、高发期(2002~2013),且机场雾的突变时间就发生在本世纪00年代初期(2001/2002年);⑶机场大雾累计出现时间和能见度大小有明显的负相关关系,且日变化显著：一天内有两个非常明显的转折时间段,分别为1:00~2:00、和14:00~15:00,即3:00~13:00为一天内易发大雾时间段,14:00~23:00为一天内能见度较好时间段;⑷机场大雾的发生时间相对集中,集中度相对较高。近37a来大雾集中度呈下降趋势,尤其是进入大雾高发期以后,大雾发生次数显著增加,且大雾平均持续时间变化不大,集中度较低;机场大雾集中发生的12月和1月,以周为时间单位计算时,在2002年以前,大雾最多发生在12月第四周;2002以后,大雾最多发生时间开始后移至次年1月份第一周。     

北京市昌平区南新村地裂缝成因及防治措施浅析

本文在查阅大量基础地质资料和前人工作成果的基础上,通过实地调查、地球物理探测,认为构造活动、土体构造解理和第四系基底差异,地下水位超采是造成北京市昌平区南新村地裂缝的主要因素,提出了避让,工程措施和限制地下水超采等防治措施。     

关于北京小流域泥石流早期预警系统的初步认识

泥石流预警系统是保障泥石流山区人民免受财产与人身损失的一个重要保护手段,但预警系统的构成由于泥石流的类型与地质、地形以及水文地质条件等的不同而有所差异。南方有效的泥石流预警系统并不一定适用于北京的泥石流类型,本文根据北京3个县区10个泥石流小流域现场调查获得的信息,提出了北京山区泥石流预譬需实施山洪与泥石流梯级预警的初步认识,供业界同仁商榷。     

土-结构动力相互作用问题分析中地震动输入的一种新方法

为实现地震作用下土-结构动力相互作用问题的有限元模拟,需要在人工边界上完成地震动的有效输入,目前工程和科研中常用的地震动输入方法有两种:波动输入方法和振动输入方法。波动输入方法的模拟精度高,但实施上相对复杂且耗时,而振动输入方法处理简单,但模拟精度较低。针对应力型人工边界提出一种在人工边界上实现地震动输入的新方法,该方法通过对土-结构有限元模型中由人工边界节点及相邻节点组成的局部子结构施加自由波场位移时程并进行动力分析,从而直接获得可实现地震波动有效输入的等效地震荷载,然后在土-结构有限元模型的人工边界节点上施加等效输入地震荷载并完成动力计算,由此完成土-结构动力相互作用问题的地震动输入和地震反应计算。与原有波动输入方法相比,新方法避免了原方法需分别计算人工边界上自由场应力和由引入人工边界条件引起的附加力,以及需要根据不同人工边界面的外法线方向确定荷载作用方向等较为复杂的处理过程,具有等效地震荷载计算简便、地震动输入过程更易于实施的特点。采用均匀弹性半空间和成层弹性半空间一维地震反应算例初步验证新方法的正确性和可靠性。     

西藏高原干旱半干旱区土壤分形特征及其应用

通过对西藏高原干旱半干旱区4种土地利用类型的土壤全样和层样采集与测定,运用土壤粒径的质量分布原理,计算出它们的分形维数。并分析其与土地利用方式、土壤肥力的关系。同时还探讨了土壤分形维数在剖面不同深度的纵向变化。结果表明:i.土壤分形维数不仅可以反映土壤质地的均一程度,而且可以间接反映自然环境变化和人类活动对土壤理化性质的影响。ii.土壤肥力与土壤分形维数有显著的相关性。当土壤颗粒组成分形维数Dp<2.65和微团聚体组成分形维数Da<2.44时,土壤肥力最佳。iii.Dp值和Da值随深度呈波状变化,峰值出现的深度与土地利用方式和人类活动密切相关。     

基于定向水平钻陷落柱综合探查与阻水塞立体建造技术

导水陷落柱导致的底板奥灰突水是同煤集团塔山矿的主要水害威胁,矿井8228工作面巷道掘进过程中曾发生陷落柱突水。为查明此导水陷落柱发育边界及其内部充填破碎体分布特征,并对陷落柱进行针对性注浆治理,在井上下综合物探勘探的基础上,采用分层多分支地面定向水平钻钻速录井、钻井液漏失量、岩屑录井、随钻测井等综合探查技术手段,结合数据统计分析,查明导水陷落柱的发育边界、影响带范围和破碎体胶结情况及其分布特征。结果表明,导水陷落柱的长短轴分别为410、200 m,破碎区主要分布在靠近工作面突水巷道运输巷掘进工作面右前方。利用Surpac软件对陷落柱空间结构和发育特征进行三维地质建模,并根据柱体充填物破碎程度将其刻画分区为主通道区、裂隙区和次生裂隙区。针对陷落柱破碎体不同分区,利用定向水平钻进控制技术和阻水塞立体建造注浆工艺分区控制技术,通过充填、挤密、劈裂等不同注浆工艺,对工作面导水陷落柱进行截源、加固等综合治理,最终实现工作面安全回采。定向水平钻分层多分支陷落柱综合探查与治理技术为其他类似工程提供重要的借鉴意义。     

粤西冻水坑发现晚元古代微古植物化石

微古植物化石产于云开群中亚群中段上部的灰色条带状硅质岩中,共计15属30种。笔者推论广泛分布于粤西的云开群,其时代不应仅限于震旦纪,其中还应包含有青白口纪甚至更老的地层。     

夏季亚洲—太平洋涛动与大气环流和季风降水

利用ERA 40再分析资料和数值模拟,分析了在亚洲—太平洋区域的大气遥相关以及与亚洲季风降水和西北太平洋热带气旋活动气候特征的关系,探讨了青藏高原加热和太平洋海表温度（SST）对遥相关的影响,结果表明：亚洲—太平洋涛动（Asian-Pacific Oscillation,APO）是夏季对流层扰动温度在亚洲与太平洋中纬度之间的一种“跷跷板”现象,当亚洲大陆中纬度对流层偏冷时,中、东太平洋中纬度对流层偏暖,反之亦然;这种遥相关也出现在平流层中,只是其位相与对流层的相反。APO为研究亚洲与太平洋大气环流相互作用提供了一个途径。APO指数也是亚洲—太平洋对流层热力差异指数,它具有年际和年代际的多时间尺度变化特征,在1958—2001年亚洲与太平洋之间的对流层热力差异呈现出减弱趋势,同时也有显著的 5.5 a 周期。APO形成可能与太阳辐射在亚洲陆地和太平洋的加热差异所造成的纬向垂直环流有关,数值模拟进一步表明：夏季青藏高原加热可以造成高原附近对流层温度升高、上升运动加强,太平洋下沉运动加强、温度下降,从而形成APO现象;而太平洋年代际涛动和赤道东太平洋的厄尔尼若现象对APO的影响可能较小。当夏季APO异常时,南亚高压、欧亚中纬度西风急流、南亚热带东风急流以及太平洋上空的副热带高压都出现显著变化,并伴随着亚洲季风降水及西北太平洋热带气旋活动异常。过去40多年来的长江中上游地区夏季变冷与APO有关,可能是全球大气环流年代际变化在该区域的一种反映。APO异常信号可以传播到南、北两极。此外,亚洲—太平洋之间的这种遥相关型也出现在其他季节。