大气环流客观分型在渤海海峡大风气候特征分析中的应用

应用Lamb-Jenkinson大气环流分型法对渤海海峡1979—2013年逐日海平面气压场进行大气环流客观分型,分析了渤海海峡大风天气与大气环流型的关系;以长岛气象站在渤海海峡大风天气中的指示作用为基础,分析了主要环流型下大风天气的气候特征。结果表明：渤海海峡大风天气以平直环流型为主,偏北型明显多于偏南型;春（夏）季是发生大风天气最多（少）的季节,以西南（SW）型出现频率最高,秋、冬季大风天气的环流型频率分布基本相同,均以偏北型为主;不同环流型下出现大风天气的概率及大风天气的气候特征也有明显不同。     

Breaking Criteria for Regular Waves on Gentle Slopes

Nelson pointed out that the wave breaking criterion(H/d)_b for gentle slopes(i<1/100),inwhich H is the wave height and d is the water depth at the breaking point,is smaller than that for beachslopes of i>1/100),i.e.,the value of(H/d)_b for gentle slopes may be smaller than 0.6.Goda indicatedthat the wave breaking criterion given by himself is a result based on theoretical study,so it should be alsocorrect and can be used for gentle beaches,i.e.,the value of(H/d)_b for gentle slopes may be still largerthan 0.7.By use of high order nonlinear wave theory,this problem is analyzed in this study and the reasonwhy there is a large difference between different studies is explained.Moreover,the bottom energy loss dur-ing wave propagation is considered and the critical slope for the absence of wave breaking is also analyzed.     

完全非线性波浪与二维固定结构物作用的IGN-BEM耦合分析模型

为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行求解。在内域使用Laplace方程描述流体运动并采用高阶边界元法（BEM）对其进行求解;而在没有结构物的外域,波浪运动的控制方程为Irrotational Green-Naghdi（IGN）方程并采用有限元法（FEM）对其进行求解。内域和外域通过一段重叠区域进行耦合,从而实现模型间变量的传递。首先利用耦合模型分别对规则波的传播、直墙前立波的生成以及相关物理模型试验进行模拟,数值结果与精确解和试验结果的良好吻合验证了耦合模型耦合方式的合理性以及处理非线性问题的准确性;然后使用耦合模型模拟分析了波浪与固定结构物间的相互作用,并将结果与线性解析解以及完全非线性BEM模型的结果进行了对比分析,进一步证明了耦合模型的正确性与高效性。     

地震槽波的数学-物理模拟初探

针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面,通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型,利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明,在煤层内槽波的地震波场中,Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量,大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量,Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中,地震波仍以槽波形式传播,随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄,煤层槽波主频向高频方向移动,频散现象增强,传播速度增大.     

三维复杂地壳结构非线性走时反演

中国大陆中西部乃至全球造山带普遍具有复杂地壳结构.随着矿产资源勘探和深部探测研究的深入,探测造山带及盆山耦合区下方地壳精细结构正逐渐成为当前面临的巨大挑战.人工源深地震测深方法正越来越清晰地揭示出不同构造域地壳速度结构的基本特征,然而传统的层状结构模型参数化方法难以准确描述复杂地质模型,通常情况下多忽略速度结构的精细间断面且采用层边界平滑处理,难以满足地壳精细结构成像的发展要求.针对上述困难,本文采用最近发展的块状结构建模方案构建三维复杂地壳模型,基于逐段迭代射线追踪正演走时计算方法,推导了走时对三角形界面深度以及网格速度的偏导数,开展了非线性共轭梯度走时反演方法研究.发展了利用直达波和反射波等多震相走时数据对界面深度和网格速度的多参数联合反演方法,并引人不同种类震相数据的权系数和不同类型参数偏导数归一化的方法.数值算例表明,基于块状结构的非线性共轭梯度走时反演方法适用于复杂地壳结构模型,在利用人工源走时数据反演复杂地壳精细结构领域具有良好的应用前景.     

2015年尼泊尔MS8.1大地震孕育的深层过程与发生的动力学响应

2015年4月25日发生在尼泊尔博克拉M_S8.1大地震的深层动力过程与“地中海-喜马拉雅-南亚地震带”的中段喜马拉雅地震活动带密切相关.这次大地震是该地震强烈活动带上长期以来深部物质与能量强烈交换、运动,并导致构造活动和应力积累的产物.综合分析与研究提出：（1）博克拉M_S8.1大地震的孕育、发生和发展具有长期活动和近年来相邻地带地震活动频繁的背景;这一地带自1505年-2015年,即500多年来相继发生多次M_S≥8.0的大地震.（2）这一地带具有特异的地球物理边界场响应和深层动力过程,显示深部物质的重新分异、调整与能量交换.（3）大地震发生与周边地带应力场分布特异,壳、幔结构与介质属性变异及破裂响应与断层面解的属性相关.（4）喜马拉雅地带的三条北倾断裂带以不同角度向深部延伸、震源位置及浅表层的变形特征尚应深化理解.（5）M_S8.1大地震的发生对相邻地带的波场影响强烈,故应强化高精度地球物理场的观测和探测,以“捕捉”未来可能大地震的孕育与发生.     

青藏高原“亚东—东巧—葫芦湖”大陆裂谷带形成的深层动力过程

正确理解亚东—东巧—葫芦湖构造带的形成与属性对深化认识青藏高原的地壳形变、物质运动的行为与轨迹和深层动力过程极为重要.通过较系统的多元要素分析和研究发现：（1）基于壳、幔结构的空间展布特征表明,这是一条在EW向拉张力系作用下的陆内裂谷带;（2）强烈地震的活动与发生、大地热流异常值展布和地幔对流应力场研究证明,它是一条现今活动的大陆裂谷带;（3）该裂谷带的形成与演化乃地球内部物质与能量强烈交换的产物.     

洞庭湖退田还湖及其生态恢复过程分析

洞庭湖曾是我国第一大淡水湖泊,盛期面积达6000km2以上,具有调蓄长江中游洪水的巨大生态服务功能.但经过近百年来的沧桑变迁,湖泊发生了巨大变化,由于泥沙的严重淤积和围湖垦殖活动,湖泊面积已萎缩至2625km2,为我国第二大淡水湖泊.湖泊萎缩削弱了其生态服务功能,并由此引发了江湖洪水愈演愈烈的形势.1998年长江流域洪涝灾害之后,中国政府及时提出了"退田还湖"等洪水治理的32字指导原则,湖区各地随即积极开展了"退田还湖、平垸行洪和移民建镇"等工程.本文针对湖区退田还湖双退堤垸的生态恢复过程,选择湖南省汉寿县的青山垸进行了跟踪研究.结果显示了湖泊湿地恢复的阶段性特征,并为我国日益严重的湖泊富营养化问题的治理,提供了新的途径和可供参考的科学依据.     

基于SuperMap IS.NET的西安市基础地理信息查询系统设计与实现

随着城市规模的不断扩大,基础地理信息呈海量化、多元化、跨时空等特点。管理任务日趋繁重,建立现代化的基础地理信息综合查询系统迫在眉睫。本文探讨了基于SuperMap IS.NET网络GIS平台建立的西安市基础地理信息综合查询系统,并就该系统的数据模型、系统架构、系统设计目标、功能设计和关键技术进行了介绍。     

华北板块北缘中段二叠纪岩浆岩年代学、地球化学及锆石Hf同位素测试数据集

华北板块北缘中段位于华北板块与白乃庙弧的结合处,以赤峰-白云鄂博断裂为界,南、北归属不同的大地构造单元,并且具有不同的基底属性。二叠纪岩浆岩在华北板块北缘广泛分布,断裂带两侧均有出露,源区组成十分复杂,制约着对其岩石成因及构造背景的深刻认识。本文通过对横跨赤峰–白云鄂博断裂的“北柳图庙幅等4幅区调”和“乌兰布拉格幅等2幅区调”2个项目的1∶50 000区调工作,共计6个1∶50 000图幅内的二叠纪岩浆岩的年代学、地球化学及锆石Hf同位素测试数据进行整合、分析,为进一步研究华北板块北缘中段二叠纪岩浆岩的源区及构造-岩浆演化过程提供详实的数据支撑。区内二叠纪侵入岩广泛出露,岩石类型以花岗闪长岩、（石英）闪长岩及二长花岗岩为主,并含有少量的正长花岗岩。二叠纪火山岩主要分布在断裂带以南,岩性包括安山质、英安质及少量流纹质火山岩。锆石U–Pb测年表明工作区内二叠纪岩浆岩的形成时代主要为中–晚二叠世,断裂带南北两侧的岩浆岩具有截然不同的锆石Hf同位素特征,总体而言,南侧相对富集,北侧相对亏损。本数据集包括3个.xls类型文件（Zircon U–Pb dating data.xls,Zircon Hf isotope data.xls,Whole-rock geochemistry data.xls）,分别记录了104件样品的地球化学数据、16件样品的锆石U–Pb测年数据和12件样品的锆石Hf同位素数据。本数据集测试样品主要在中国地质调查局天津地质调查中心实验测试中心完成,数据质量可靠。