气候系统及模式中反馈机制研究 I.概念和方法

气候系统中存在着各种各样的气候反馈机制,而气候模式对这些反馈机制描述的差异,正是造成不同模式对同一直接辐射强迫（如二氧化碳加倍）的响应不同的主要原因。因此,只有正确描述气候系统中的各种反馈作用,气候模式才可能用来对未来的气候变化进行预测。为此,本文首先介绍了气候系统及模式反馈机制分析研究时所常用的一些概念,如气候敏感性参数、云辐射强迫等,随后概述了气候模式反馈机制比较分析时常用的各种方法,并指出了这些方法各自的优缺点。而详细的有关气候系统及模式中反馈作用及其机制的分析则在文章的第ＩＩ部分给出。     

微分算子展开与耦合势三维有限体积法快速计算随钻超深前视电阻率测井响应非线性Born逼近

本文将非均质各向异性地层中电磁场耦合势Helmhotz方程分解为各向异性背景场方程与散射场方程,并应用算子展开技术推导出耦合势Born级数解,建立一套三维非均质各向异性地层中随钻超深前视电阻率测井响应各阶散射电磁场与非线性Born逼近的有效计算方法.首先,利用传输线法与二维插值技术确定背景电磁场空间分布,得到零阶Born逼近解,然后根据电磁场耦合势的Born级数解推导出各阶散射电磁场方程与递推关系,通过三维有限体积法实现各阶散射场耦合势方程的离散,在此基础上结合MKL PARDISO并行技术,通过递推方式逐步计算各阶散射电磁场,并根据Born级数部分和确定不同阶次的非线性Born逼近.最后利用数值模拟结果对正演算法加以检验,并深入研究分析各阶散射场的变化特征与Born级数的收敛性质.

     

变形监测网稳定点选取的平方型Msplit相似变换法

针对现有参考网稳定点选取方法在不稳定点数较多时正确性和稳健性不足的问题,通过引入平方型M_split相似变换,提出了一种稳健的稳定点选取方法,在不稳定点较多、甚至不稳定点数超过稳定点数的情况下仍然有效。具体思路是:在计算两期坐标的相似变换参数时,利用平方型M_split估计将参考点组一分为二,取点数多的一组为稳定点组并继续分裂,直至两个点组对应的相似变换参数无明显差异时停止,利用最终的稳定点组计算相似变换参数来开展变形分析。试验结果表明,当参考网中存在变形量较大的点或不稳定点总数接近甚至超过稳定点数时,本文方法与传统S变换和抗差S变换相比,稳定点的判断正确率最高,求得的变形量与模拟变形量相差最小,稳定点组对应的两期坐标差均方根最小,能够正确反映控制点的实际变形。     

地面瞬变电磁勘探中源外地形的影响

起伏地形为中国矿产资源的发现和勘查造成了极大困难,为了避免复杂的地形效应,在地面瞬变电磁勘探中尽量将发射源与接收点布置在地形平缓处,但源外起伏地形的影响仍然存在。目前,对地形影响的分析大多从测道曲线图或者视电阻率断面图进行定性判断,较少从整个观测时间段内量化评估地形影响的程度。基于有限元法实现了带地形条件下矩形回线源的瞬变电磁三维正演,在源外构造了山脊、山谷地形,将地形与发射源的距离、大地电导率、异常体电导率作为变化参数,给出了整个观测时间段内在不同接收点处地形造成的相对误差分布,从而分析了源外地形对电磁响应的影响规律。结果表明：源外地形对电磁响应的影响主要集中在某个时间段内,随着与发射源距离增大,地形作用减弱,受影响区域也推移到较晚期时间段上;随着大地电导率增大,地形主要影响区域会推移到较晚期时间上,但受影响程度基本一致;相同几何尺寸的山谷地形比山脊地形对电磁响应的影响更大;地形、异常体对电磁响应的影响可以分离,如果异常体产生的二次场比较强,地形效应的影响相对较小,可以忽略地形影响。研究结果为地面瞬变电磁勘探中地形效应的识别与后期处理解释提供了理论依据。     

地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

土石方工程多手段测量及计算方法对比分析

随着测量技术的发展,获取土石方数据的手段日益多样。除了传统全站仪或RTK离散点获取方式,无人机机载LiDAR及三维激光扫描获取点云方式得到了日益广泛应用;与传统测量手段相比较,激光点云获取土石方数据增加了点密度,理论上可获得更好的测量结果。基于不同手段获取的点云数据,可采用不同的数据处理方法获取土石方测量结果,本文在讲述不同手段获取土石方测量数据的基础上,探讨点云数据密度与获取土方准确率的关系,并与传统方式进行精度比较,得到了一些有益结论,为基于点云的土石方量测量提供良好借鉴。     

搅拌桩复合地基平面模拟的简化方法探讨

水泥土搅拌桩(DMM)在高速公路工程中得到广泛应用,人们也希望能对该复合地基在路堤荷载下的地基的变形深入了解,其数值分析是一种重要的方法。但是,采用三维有限元进行数值模拟在高速公路工程中容易造成数组过大,计算时间并且收敛性比较差,因此把三维问题简化为二维问题是众望所归。在把三维问题简化二维平面问题简化计算时,最重要的是参数的折减。基于水泥土搅拌桩复合地基的特性,结合理论分析提出了一种参数折减的方法。并依据连盐高速公路实测的数据验证了该参数简化方法的可行性。     

基于高精度DEM和RS技术的滑坡环境指标参数快速提取方法——以陕西省宝鸡市金台区长乐塬特大型滑坡为例

DEM和RS技术是研究滑坡地质灾害的重要资料和手段。近年来,随着高空间分辨率遥感卫星和高精度雷达卫星的上天,可以获取现时性高精度的DEM,使滑坡地质灾害的研究由二维向三维提升。利用IRS-P5数据生成的5m精度的DEM,借鉴GOOGLE的三维可视性原理,将其和高空间分辨率QuickBird(0.61m)数据叠置到数字地球之上,制作成三维可视性图像,进行滑坡环境指标参数提取方法研究。研究结果表明,该方法可直接读取滑坡环境指标的三维参数,具有客观、准确、快速的特点,可为滑坡灾害评估和区域地质灾害危险性评价提供定量化资料。     

地图手工数字化对点误差的统计分布

定义了对点误差,导出了统计分布密度和分布函数,给出了矩母函数、特征函数和数字特征,以及对点误差及其投影分量和标准化分布。