基于几何多重网格预条件技术的三维大地电磁高效正演模拟

几何多重网格法(GMG)将细网格上的大型稀疏矩阵的求解转化为较粗网格上的更容易求解的问题,从而快速求解大型稀疏方程组.但是由于大地电磁法(MT)正演模拟中涉及双旋度算子,传统GMG无法有效平滑高频误差导致其收敛慢甚至发散.为此,我们引入了四色分块高斯赛德尔法(GS)作为平滑算法,该算法局部满足电流散度为零的条件,无需额...     

兴化湾海上风电场建设前后大型底栖动物群落变化

本研究基于2012年、2018年和2019年春秋季对兴化湾调查数据并结合历史资料,分析兴化湾海域海上风电建设前后,大型底栖动物多样性及优势种变化,探讨可能造成变化的原因。结果表明,从1985年至2019年,在海上风电工程建设后短时间内,大型底栖动物的生存环境受到一定程度的扰动,优势种主要以环节动物多毛类为主,其他类别例如软体动物小海螂(Leptomya sp.)、棱角贝(Gadila dominguensis)、节肢动物模糊新短眼蟹(Neoxenophthalmus obscurus)、棘皮动物棘刺锚参(Protankyra bidentata)、洼颚倍棘蛇尾［Amphioplus (Lymanella) depressus］等交替出现。随着时间的变化,兴化湾大型底栖动物优势种整体趋于小型化,以抗干扰能力强的多毛类为主,其优势地位恢复较快,大型底栖动物在应对环境变化后具有自我恢复的能力。     

从第三极到北极： 气候与冰冻圈变化及其影响

第三极和北极地区对于区域和全球环境、 社会经济以及国家战略的重要性日益凸现。通过对第三极和北极气候与冰冻圈研究的现状、 趋势进行梳理总结, 为未来的系统研究提供借鉴。结果显示, 第三极和北极气候系统与冰冻圈正在发生显著变化并预计将持续下去。第三极和北极地区气温在以全球平均升温速度两倍的速率变暖, 且在20世纪70年代以来, 变化总体趋势高度一致; 降水变化总体呈增加趋势, 但变率和不确定性较大; 极端事件（尤其是极端降水）的频率增加; 积雪范围总体上呈现减少趋势, 雪水当量、 积雪天数的变化存在区域和周期性差异; 多年冻土温度升高, 活动层厚度增加, 亦呈现较大的区域差异。这些变化不仅对生态、 水文、 碳循环产生重要影响, 而且对基础设施、 社会经济以及人类健康产生不可忽视的影响, 包括重金属污染、 食品安全等。气候及冰冻圈快速变化会通过反照率反馈、 水汽反馈等机制被放大, 并通过一系列大气及海洋环流过程, 对周边乃至全球气候系统产生广泛影响。目前第三极和北极研究中面临的重要共同问题包括极度稀疏的地面观测资料、 模型物理机制和精细化描述不足以及缺少与周边地区乃至全球系统关联的量化研究和可靠证据。这些问题的解决都需要依赖地面监测网络的扩展以及对冰冻圈和气候系统物理过程理解的提升。从第三极到北极, 不仅是研究视角的扩大, 更是全面理解第三极和北极在地球系统中作用的必经之路。     

从第三极到北极： 多年冻土碳循环研究进展

多年冻土区储存着大量的土壤有机碳, 其碳库变化及生态系统碳反馈机制是当前全球气候变化研究中备受关注的热点问题。为了增强对多年冻土碳循环的认识, 通过综合第三极和北极地区多年冻土碳循环研究, 概述了土壤有机碳库大小、 脆弱性及生态系统碳交换过程, 分析了涉及大气、 海洋和陆地综合影响的多年冻土区生态系统碳循环。研究表明： 第三极和北极多年冻土区碳储量不确定性较大, 影响和控制有机碳分解和生态系统碳交换的生物地球化学过程仍需进一步研究, 进而改进生态系统碳循环相关的模拟研究。在全球气候变化背景下, 研究多年冻土碳库变化及其对气候变化的响应, 是预估未来气候变化的关键环节。     

速度约束的海洋大地电磁聚焦反演方法

本文利用海洋地震探测方法对速度、密度连续性发生变化的地层成像精度高的优点,提高海洋大地电磁(MT)反演空间分辨能力,提出速度约束的海洋MT聚焦反演方法,可以将OBS深部地震探测获得的速度结构模型作为先验信息引入到海洋MT反演目标函数的模型约束泛函中,对反演迭代过程中的电阻率模型施加速度结构约束。根据南黄海千里岩隆起区构建的速度-电阻率模型的反演测试表明,基于MGS聚焦稳定泛函的大地电磁反演方法可以得到高阻层以下的低阻层结构,速度约束下的海洋MT反演可以进一步提高对电阻率估计的精度：在速度约束信息准确的情况下,可以大幅提高海洋MT反演对电性结构的垂向分辨能力;当高速屏蔽层下不同地层波阻抗差异很小而影响速度模型精度时,该方法仍可利用速度梯度信息进行层位约束,提高相应层位识别能力。     

超分辨率处理技术在多普勒天气雷达中的应用探究

超分辨率处理技术有利于提高天气雷达对中小尺度气旋和龙卷风等灾害性天气探测能力,有利于天气雷达获得更精细的天气过程回波特征。文中分析了多普勒天气雷达实现超分辨率的工作原理及一些实际应用问题;针对其中谱矩估计精度降低的问题,提出采用距离过采样和白化算法的解决方法,并给出白化滤波器的设计方法和白化后的谱矩估计算法。雷达仿真和实际数据试验表明,结合距离过采样及白化技术,超分辨率技术在多普勒天气雷达中的应用是可行的。     

辽河三角洲沉积物工程地质特征分析

基于小凌河、大凌河、双台子河、大辽河附近的钻孔资料,分析了4条河流附近的沉积物组成以及工程地质特征。结果表明,辽河三角洲地区沉积物为粉土、黏土和砂土为主,在小凌河地区14 m以下地层出现了厚度达16 m的砾石层;辽河三角洲小凌河和大凌河地区浅部地层有一层超过1 m的淤泥层,工程性质较差,除淤泥层外,其他地层含水量一般不超过30%,以中低压缩性土为主;辽河三角洲地区的承载力特征随着深度的增加而增大;在桩径为1 200 mm,壁厚24.0 mm的钢管桩情况下,辽河三角洲地区30 m深度处地层单桩极限承载力的最大值均可达到9 000 k N,但在淤泥层、粉质黏土和黏土层的承载力出现急剧减少的现象,在工程建设中应根据实际情况选择合适的持力层。研究成果对该地区的陆地工程建设和防灾减灾具有重要的指导意义。     

埕北海域工程地质分区及模糊数学稳定性评价

通过土工试验和粒度分析,发现埕北海域沉积物主要以粉土和粉质黏土为主,局部地区分布有粉砂和淤泥质土。综合考虑研究区沉积物、水深地形、地貌、地质灾害等因素,可将研究区划分为4个工程区:Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。针对4个工程区,采用模糊数学的方法,选择直接影响工程稳定性的5个主要因素即:沉积物类型、主要持力层埋深、主要持力层承载力、地形地貌和地质灾害类型作为评价因子定量对各区稳定性进行评价,发现4个工程地质区的稳定性分别为:Ⅰ区(稳定区)、Ⅱ区(不稳定区)、Ⅲ区(较不稳定区)和Ⅳ区(较稳定区)。以此为研究区的工程建设提供设计依据。     

海上风电大直径加翼桩水平承载性能研究

为改善海上风电大直径钢管桩的水平承载性能,基于ABAQUS有限元软件对单桩改进形式的加翼桩结构进行了系统研究,计算分析了软黏土地基中加翼桩在水平荷载作用下桩身弯矩、应力、位移、桩身泥面处倾斜率和极限承载力,研究了加翼桩面积、形状、埋深和刚度等翼板参数对加翼桩水平承载性能的影响规律,根据加翼桩的桩-土作用机理,参考现行规范模式提出适用于软黏土地基大直径钢管桩的P-Y曲线。研究结果表明,加翼桩通过在泥面处设置翼板可降低桩基泥面处倾斜率50%、提高桩基极限承载力60%以上,加翼桩水平承载性能明显优于单桩。     

非平衡磁控溅射双势阱静电波动及其共振耦合

非平衡磁控靶表面电场和磁场相互正交构成磁阱结构,磁控靶和与之平行的偏压基片之间形成了另一种势阱结构,等离子体静电波动在这两种势阱结构中形成耦合共振.采用Langmuir探针研究等离子体中参数和浮置电位信号的功率谱密度.典型放电条件下两种势阱结构中的本征频率分别约为30—50 kHz和10—20 kHz,两种势阱条件下根据声驻波共振模式计算的电子温度数值与实验结果相符合.