高速公路灾害性天气研究

:利用沪渝高速公路恩施-宜昌路段恩施附近的三岔口大桥(海拔708 m)自动站监测2013年6-8月(夏季)及2013年12月至2014年2月(冬季)逐日逐时次气象要素资料, 统计分析夏季、冬季路面温度与气温的变化特征及路面温度与气象因子的关系, 基于逐步引入因子线性回归分析方法建立路面温度统计模型, 并对模型的预报效果进行实验研究。结果表明:夏季路面最高温度受多种气象要素的影响, 与日最高气温、日平均气温、前一日路面最高温度、前一日路面平均温度呈正相关, 与相对湿度、24 h累计降水呈负相关。冬季路面最低温度与最低气温呈显著性相关。通过模型的效果实验, 发现夏季路面最高温度用日最高气温、日最小相对湿度及前一天物理量建立的模型预报结果与实况的变化趋势最为接近; 冬季路面最低温度用日最低气温、日最小相对湿度、日平均风速及前一天物理量建立的模型预报结果与实况的变化趋势最为接近。

     

利用MERRA-2地表温压资料进行中国区域GNSS水汽反演的精度分析北大核心CSCD

为分析美国宇航局发布的最新MERRA-2再分析资料地表温压产品在中国区域进行GNSS水汽反演的精度,联合中国区域609个地面气象站实测温度和气压数据、48个GNSS站及并址探空站资料,评估MERRA-2温压产品及其在GNSS PWV反演中的精度。结果表明:1)MERRA-2气压和温度年均bias分别为-0.01 hPa和0.38 K,年均RMSE分别为1.08 hPa和2.66 K,MERRA-2再分析资料温压产品在中国区域具有较高的精度;2)MERRA-2再分析资料温压产品在中国大部分地区呈现负偏差,精度从高到低依次为南方地区、北方地区、西北地区和青藏高原地区;3)将MERRA-2温压产品的PWV反演结果与并址探空站实测PWV进行对比可知,MERRA-2再分析资料温压产品反演的GNSS PWV平均RMSE为2.16 mm,能较好地反映PWV的日变化。因此,MERRA-2地表温压产品在中国区域的气象研究及GNSS水汽监测中具有重要意义。     

Temporally stable patterns but seasonal dependent controls of soil water content: Evidence from wavelet analyses

Scale‐ and location‐dependent relationships between soil water content (SWC) and individual environmental factors have been widely explored. SWC is controlled by multiple factors concurrently; however, the multivariate relationship is rarely explored at different scales and locations. Multivariate controls of SWC at different scales and locations in two seasons within a hummocky landscape of North America were identified using bivariate wavelet coherency and multiple wavelet coherence. Results showed that depth to CaCO₃ layer, which was correlated with elevation over all locations at scales of 36–144 m and cos(aspect), provided the best individual factor for explaining SWC variations in spring (May 2) and summer (August 23), respectively. Although spatial patterns of SWC were temporally stable, different topographic indices affected spatial distribution of SWC in different seasons (elevation in spring and aspect in summer) due to different dominating hydrological processes. These varying hydrological processes also resulted in the distinct role of soil organic carbon (SOC) content in different seasons: a positive correlation in spring and a negative correlation in summer. Multiple wavelet coherence identified a combination of depth to CaCO₃ layer and SOC in spring and a combination of cos(aspect) and SOC in summer that controlled SWC at different scales and locations, respectively. This indicated a combined effect of soil and topographic properties on SWC distribution and a clear need for these two factors in developing scale‐dependent prediction of SWC in the hummocky landscape of North America.     

华南夏季大气水汽汇时空变化特征

用1958~2004年NCEP/NCAR再分析资料,分析华南夏季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明:西南地区东部至华南北部地区、华南沿海地区是我国南方夏季水汽汇的2个主要的变异中心区。西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇具有明显的年代际变化特征。华南南部沿岸地区夏季水汽汇则以年际变化为主。西南地区东部至华南北部附近地区以及华南南部沿岸地区水汽汇的强弱异常变化,与东亚上空水汽输送异常而导致上述地区的垂直积分的水汽通量辐合的异常是密切相关:如果向华北或者长江流域的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。     

煤矿井下随采地震探测技术发展综述

煤矿井下地震勘探的炸药震源受火工品管控影响大,且无法实现煤矿开采动力地质灾害的监测预警;随采地震是以采煤机为震源的地震探测新技术。本文回顾了国内外随采地震技术的研究现状,介绍了随采地震的方法原理和独特优势,并开展了一些先导性的试验研究利用。结果表明：采煤机震源具有激发能量强、频带宽、安全绿色经济、可重复等特点,可以作为随采地震探测的被动震源;采煤机震源与炸药震源的地震炮集记录接近,后者单炮信噪比相对较高;随采地震数值模拟、大数据动态处理等关键技术急需协同攻关。尽管随采地震尚处于试验研究阶段,但是它将成为未来透明工作面三维动态地质建模、开采动力地质灾害监测预警等重要手段,代表了今后煤矿智能探测技术的发展方向。     

Ecophysiological responses to drought stress in Populus euphratica

Ecophysiological responses to drought stress of Populus euphratica in Alashan Desert Eco-hydrology Experimental Research Station were investigated. Results show that under mild and moderate drought stress, stomatal length, aperture,area and density is likely to decrease in the early days, but afterwards this is likely to recovery with treatment over the passage of treatment time. Under severe drought stress, these properties appear to decline continuously. However, after45 days of drought-stress treatment, the decline is not as noticeable as before, indicating that Populus euphratica could possibly reduce water evaporation by shutting down the stoma, leading to an improvement in its water use efficiency with better survival under drought stress conditions. The leaf area first decreases, and then increases under mild and moderate drought stress conditions, with the average values under different degree of stress found to be approximately 129.52,120.08, 116.63 and 107.28 cm2, respectively. Under moderate stress conditions, the leaf water potential appears to show a continuous decline where the average values under different degree of stress are found to be-1.27,-1.85,-4.29 and-4.80 MPa, respectively. In terms of proline content, the results demonstrate that this factor appears to increase significantly under moderate and severe drought stress conditions. Especially under severe drought stress condition, the content is found to be more than 700 μg/g. Ranging over average values of 14.64 and 15.90 nmol/g under moderate and severe drought stress, respectively, Malondialdehyde content is found to increase quite rapidly under moderate and severe drought stress conditions at first, which then appears to decrease gradually with the treatment over time.     

基于欧拉—拉格朗日模式的风沙跃移数值模拟方法

通过对沙粒的起动过程以及粒床相互作用机理进行参数化处理,利用计算流体力学方法与离散动力学模拟对风场和沙粒进行耦合迭代,建立了基于欧拉—拉格朗日模式的、适用于研究风沙流二维特征的风沙跃移数值模型。通过模拟沙粒集团以及单颗沙粒跃移运动的随机特征,有效描述了风沙流垂向以及沿程变化规律,并且能够输出任意时刻每颗沙粒的空间位置、速度和加速度等信息。输沙通量的空间分布与现场观测实验数据有较高的吻合度,摩阻风速和风速廓线两个宏观物理量的变化情况与风沙流形成和发展的物理实际相符,说明了本数值模型和计算方法的合理性。     

阿尔金断裂带康西瓦段晚第四纪以来的左旋滑移速率及其大地震复发周期的探讨

在高分辨率Ikonos卫星影像（1m分辨率）分析基础上,结合野外考察和定量测量,详细研究了阿尔金断裂带西段康西瓦段三十里营房地区晚第四纪以来的变形特征,在三十里营房东侧塔尔萨依吉勒尕河下游地区,断裂切割了一系列发育完好的冲积扇和阶地。6级不同阶地陡坎和邻近冲积扇面上冲沟的左旋位错量分别为251±4m,250±5m,198±4m,22±2m,12±1m和约6m。T2表面的放弃年龄约10.9±0.2ka（10Be）所限定的位错量22²00m,得到左旋滑移速率为2¹8mm/a;而T4阶地的最大累积位错可能达500m,暗示的左旋滑移速率约4⁵mm/a。最近一次大地震造成的最新地貌左旋水平位错量约6m,该地震同震地表破裂带沿喀拉喀什河谷延伸长达100km,估算为Mw7.4地震,约12m的位错量可能是公元975¹020年（AMS14C）以来最近两次大地震的累积同震地表位错,约6m的特征滑移量暗示该地段发生类似约Mw7.4地震的复发周期约370⁵00 a。这些结果表明,在青藏高原北缘,阿尔金断裂带西段为大型的左旋走滑断裂,它吸收了印度/欧亚大陆碰撞产生的较大部分应变,并使高原西部物质向东运移。     

新亚欧大陆桥新疆段环境地质灾害研究

新亚欧大陆桥新疆段是我国西部重要生命线工程 ,横跨四大不同地貌单元 ,孕育了由暴雨山洪形成的水害、大风、沙害等为主要类型的环境地质灾害。重大水害事件形成于 2 5mm/h或≥ 30mm/d雨强过程中 ,集中出现在 7月份 ;大风刮翻列车的临界风速为 35m/s～ 6 7m/s之间 ,发生在山体豁口及呈“箱”型谷地的风口区 ;风沙流含沙量随高度遵循指数函数关系分布 ,在风向与线路夹角 >45°时 ,线路积沙厚度迅速增加。对各工务段辖属区段易损性分析表明 ,区段灾害活动强度依次为 :乌鲁木齐 >石河子 >奎屯 >柳园 >鄯善 >哈密。未来水害频次和强度将日趋增大 ,沙害范围及影响程度将日益加重。     

苏北地区井下浦口组地层研究

以苏北地区井下浦口组的钻井地质剖面的对比研究及部分重点层、段的微体古生物分析为基础 ,总结了浦口组的岩性、电性、古生物特征及其与上、下地层的接触关系 ,并将浦口组划分为四段 ;通过对浦口组及其各段残留地层分布的细化研究 ,结合构造演化、地震解释的部分研究成果 ,指出了浦口组的沉积格局 ;充分利用所获得的孢粉资料 ,探讨了“黑浦口”的存在及分布特征