我国对厄尔尼诺、拉尼娜研究综述

厄尔尼诺、拉尼娜现象是国际社会普遍关注的问题。在参阅国内外科学研究成果的基础上,通过对厄尔尼诺、拉尼娜的基本和特征的描述,分析几种有代表性的 机理,探讨厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候特别是对我国气候的影响。最后提出了当前学术界存在的问题和今后努力的方向,并对未来的研究作了美好的展望。     

相位解析有旋数值模拟在近海近岸非静压海浪荷载计算和风险分布评估上的应用

区域尺度精细化水动力数值模拟是解决大量工程、地质、环境等问题的重要手段。水动力荷载的直接冲击是近海近岸结构物、设施破坏的主要动力因素。本文章旨在介绍Boussinesq-GreenNaghdi有旋非静压水动力模型及其在区域尺度灾害性海浪的非静压水动力荷载分析和风险分布评价上的应用。这套模型利用了Boussinesq量纲和Green-Naghdi加权积分的结构。速度和压力被用多项式假设来表达和非线性重排法的应用,有效地提高了模型性能,避免了无旋假设的使用,更好地模拟计算了右旋流速和非静态压力场等复杂水动力参数。模拟重现美国和菲律宾沿海台风浪过程,深入分析非静压海浪荷载作用机理,计算海浪荷载的时空分布,与巨石迁移和结构物损坏的调查数据进行对比验证,构建海浪荷载与区域结构物破坏程度分布的相关性,量化各项影响要素如流速、浪高、结构物特征等的风险权重,通过回归分析法推导基于多影响要素的区域海浪风险参数化定量评价方法。为非静压相位解析有旋水动力理论和海浪灾害机理的科学探索提供原创性基础。为沿海人类活动、区域规划、工程设计、防灾减灾等提供科学指导。     

嵌岩桩荷载传递特性研究

针对嵌岩桩荷载传递研究中存在的问题,根据桩体与围岩体接触面上的应力-应变关系以及剪滞模型,研究了嵌岩桩的荷载传递特性。推导了考虑桩、岩界面脱黏与完全黏结两种条件下嵌岩段侧阻力分布规律的计算公式。研究了桩、岩相对刚度、外荷载等级对荷载传递特性的影响,讨论了桩端荷载分担比例与嵌岩段所需埋设深度的关系等。研究成果对嵌岩桩设计具有指导意义。     

上海地铁一号线人民广场振动测试与分析

对上海地铁一号线人民广场站区间隧道进行振动测试,结合轨道加速度测试数据及车辆体系振动方程,建立地铁列车振动模拟荷载的数定表达式,并将荷载作用于FLAC3D数值模型上,分析地铁引起的地面振动响应。通过对比不同工况的数值分析结果,研究振动波在地表的传播规律,并讨论了隧道埋深对地面振动的影响,分析了不同频率的简谐地铁激励荷载引起的地面振动的衰减规律。     

粤北晚古生代盆地压实流体的性状

盆地构造演化、流体系统、矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程中,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在三种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关,形成海底火山热液沉积多金属矿床;凡口型流体与深部建造的循环热液有关,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床;红岩型流体与盆地成岩压实水有关,形成低温单一黄铁矿矿床。粤北晚古生代盆地沉积物主要由透水性较好的粗碎屑物质和碳酸盐组成,沉积建造厚度较薄,数字模拟结果表明,盆地压实流体系统难以形成较高的地热储和流体势,不可能形成自身的突发喷溢。但在同生断裂作用引导下,流体在沉积层的特殊部位汇聚形成红岩型低温黄铁矿矿床。     

30°分水角明渠水流紊动特性试验研究

灌区分水口多为直角,附近普遍存在冲刷、淤积及结构破坏现象。天然河流分、汇流多为锐角,为探索非直角分水口区域明渠水流紊动特性,以30°分水角明渠为研究对象,采用声学多普勒点式流速仪测量各断面上的三维瞬时流速,分析典型断面上的时均流速、环流强度、紊动强度、紊动能和床面剪切应力分布规律。试验结果显示：分水口处水流横向流速沿渠宽方向变化较大,易形成环流,导致局部冲淤现象明显;靠近口门侧水流紊动强度变化剧烈且分布无规律,最大值出现在口门上唇断面;分水口处下层水体紊动能明显大于上层水体,紊动能较大值多集中在口门附近;口门断面下唇附近床面剪切应力较大,易出现冲刷侵蚀,破坏渠道稳定;与直角分水口相比,分水角为30°时,泥沙颗粒不易进入侧渠道,水流对渠底及边壁侵蚀速率较低。研究结果可为灌区渠系设计及运行提供参考。     

渤海水“西行漫记”

“绿化沙漠”可以说是西送海水的最初动因。值得一提的是,深深嵌入我国北方大陆500多千米的渤海,与七大沙漠带的距离极近,是大自然赐予中国的地利之源。充分利用浩瀚的渤海之水,每年调水50亿～300亿立方米,无疑将成为改造北方沙漠最理想的水源。     

冬季南北半球际大气质量涛动与东亚冬季风异常联系的模式验证

南北两半球大气中高纬度之间的相互作用与季风等跨半球的天气气候系统存在着密切联系,由于涉及全球范围的大尺度环流与能量变化,其联系途径与机理受到学者们的广泛关注。本文结合ERA5再分析资料以及CMIP6中MPI-ESM1-2-HR模式历史输出资料,验证了冬季南北半球际大气质量涛动(Inter-Hemispheric atmospheric mass Oscillation,IHO)与东亚冬季风异常的联系及其对中国冬季气温的影响。研究表明,再分析资料以及模式结果均表明冬季IHO与东亚冬季风存在显著的正相关关系。IHO通过全球大气质量再分配与东亚冬季风建立起紧密的联系。当IHO为正位相时,大气质量在欧亚大陆北部异常堆积,而在中低纬地区异常亏损,这使得东亚地区海陆气压差明显增大,冬季风增强,同时对中国华中地区冬季地表气温具有显著影响;反之亦然。进一步分析发现,热带低平流层气温可以通过剩余环流调节臭氧含量经向分布进而影响南极对流层气温,从而对IHO年际变化起主要的驱动作用。     

地震预报新途径的探索

为了探索地震预报的新途径，本文分析了各种现有主要地震前兆。尽管它们在地震预报工作中曾经起过并且今后还将继续起着重要作用，但是，这些前兆与地震的发生都不存在唯一性的对应关系。这表明，到目前为止，还没有找出这些地震前兆和地震孕育过程之间真正内在的本质联系。本文从震源介质的固有特征及非线性系统不稳定性问题的本质出发，借鉴经典力学中的量纲分析与现代信息论的概念，提出了一个表征孕震系统不稳定性逼近程度的新的无量纲参数Ｙ，称之为ＬＵＲＲ（加载／卸载响应比）。ＬＵＲＲ定义为式中，Ｘ＋和Ｘ－分别是孕震系统在加载和卸载时的响应率。     

消能支撑框架结构的低周往复水平荷载试验仿真分析方法

本文提出了低周往复水平荷载试验仿真分析方法，该法既不同于弹塑性地震反应时程分析，又不同于常见的弹塑性静力分析。它能模拟低周往复水荷载试验的过程，既避免了地震波频谱的影响又体现了水平荷载的往复作用，可用于计算结构和构件的滞回曲线、截面的屈服顺序及相应的荷载和位移，尤其适用于分析消能支撑框架结构等耗能减震结构。本文用此方法分析了在框架柱轴压比超过限值要求时消能支撑的作用。