中国地球深部物理学和动力学研究16大重要论点、论据与科学导向

中国地球深部物理学与动力学的研究始于20世纪50年代,半个多世纪以来这一创新性工作取得了重大进展.基于我国大陆陆缘和邻近海域壳、幔结构的分区特征和不均匀性展布,特别是在印度洋板块、太平洋板块和欧亚板块的相互作用下形成了一个破碎镶嵌的块体组合.因为资源、能源、灾害的形成和动力机制均为地球内部物质与能量的交换所致.为此表明:地球内部结构和深层动力过程的研究与探索在成山、成盆、成岩、成矿和成灾过程中有着极为重要的作用.半个多世纪以来我国在该领域中,不论是理论、方法和探测技术诸多方面已有着较丰富的积累,并首先提出了16大论点与论据,它们是重要的科学导向.这不仅促进了我国在20世纪百年里地球科学的发展,而更为重要的是提出了一系列的有待研究和探索的科学问题.在21世纪的进程中,地球物理学必须牢牢地把握国家战略需求和自主创新,方能有所发现和突破.为此我们必须深化对地球本体的认识.     

东亚夏季风边缘摆动区陆面能量时空分布规律及其与气候环境的关系

东亚夏季风边缘摆动区既是气候敏感区,也是生态脆弱区和农牧交错带,其特殊陆面能量空间分布格局和演变特征对理解该区域天气和气候变化有重要意义。然而受限于陆面观测资料缺乏,对这部分陆面特征的认识仍非常有限。通过对34 a陆面模拟集成产品的分析,发现夏季风边缘摆动区内潜热和感热通量在空间上表现出明显的过渡特征,由摆动区外的相对均衡状态进入到摆动区内的“突变转换”;陆面能量平衡具有明显的区域特征,能量平衡各分量在纬向和经向都表现出了“阶梯型”的变化。就演变而言,区域平均感热和潜热没有表现出规律性的递减或递增趋势,波动幅度在±20%以内,但在20世纪末存在一个较为明显的摆动相位转换:1997年之前夏季风边缘摆动区夏季风相对活跃,潜热通量总体高于其气候值而感热通量则低于其气候值,之后出现了相反的现象。此外,区内感热和潜热通量对气候环境干湿性质非常敏感,两者存在明显的线性关系。      

偶极子移动的三种类型

用β平面准地转正压模式,实施了18组积分时间为4至6个模式日的试验。从偏离偶极子解析解的流型启动,得到了偶极子移动的3种类型,即东进型、西进型和经向型。在一定的参数集合,在涡旋对总体上向外频散能量的同时,偶极子气旋涡旋的强度不但不随时间衰减,而且可以增强。     

影响广西的台风“榴莲”

对影响广西造成重大灾害的0103号台同“榴莲”进行了综合分析。结果表明,强大的正涡度和辐合上升运动区,对流层中低层的位势不稳定,西风急流和偏东急流的存在和维持,两个水汽源地的较强水汽输送等是广西台风大暴雨或特大暴雨产生的必要条件。0103号台风始终沿着大气总能量高有轴线方向移动。大暴雨中心主要分布在台风中心的高能舌顶和不稳定能量后舌尖附近区域内,并与正涡度中心一致。     

当今中国岩石圈物理学研究中的几个重要问题与思考

我国多年来在岩石圈物理学研究中已取得了一系列的重要成果,并促进了我国地球科学的发展.然而在这21世纪之际,基于国家战略需求和自主创新的方针对岩石圏物理学是挑战,也是机遇.为此,必须厘定其今后的发展导向,并凝炼出前瞻性、并具有带动性的创新性核心科学问题.本文在这样的思维前提下对岩石圈物理学的科学内涵和发展导向进行了较全面的分析、研究和思考,并明确指出当今在这一学科领域应该做些什么,核心问题是什么,又存在哪些关键性的科学问题.研究结果提出,高精度的地球物理场观测与岩石圏内壳、幔精细结构(2维和3维)的刻划;在地球内部力系作用下,深部物质和能量的交换;深部物质运移的物理—力学—化学作用过程及深层动力学响应乃是深化对地球本体的认识和揭示成山、成盆、成岩、成矿和成灾的根本机理所在.为此,在本世纪的上、中叶,在地球科学领域中地球物理学研究必为先导!本文最后对岩石圈物理研究中尚存在的一些问题及困惑进行了分析和讨论,并提出了有关统一规划和观测仪器与设备的自主研发以及有序进行国际合作等方面的意见.     

多项式Radon变换

Radon变换是数据处理中广泛应用的一种方法技术.本文介绍了次数为“2”的多项式Radon变换.讨论了多项式正反Radon变换的公式、实现方法和有关计算参数的选择.通过理论模型试算,对多项式、线性、抛物线三种Radon变换进行了比较.对实际资料进行了多项式Radon变换处理,给出了消除地震反射记录中线性干扰的算例.     

泸州2014年初夏一次暴雨的成因分析

利用FY2D卫星、雷达、高空观测及NCEP 1°×1°数据对2014年6月2日20时~4日20时泸州暴雨成因进行分析,结果表明:(1)这次暴雨属于盆地内的非典型暴雨,体现在500hPa影响系统偏弱,副高位置异常偏南,低层风场辐合范围大,对确定暴雨落区有难度。(2)此次降水中出现的两个降水时段与一个中α-MCS的发展、减弱、再发展密切相关,第一阶段中,泸州与南充生成的两个中β尺度MCS合并为一个具有中α尺度的MCS,强烈发展并引起泸州强降水,随后逐渐南移至贵州西北部减弱;第二阶段中,贵州上空的中α尺度MCS再次发展,受其边缘影响,泸州再次出现暴雨天气。(3)从高低空影响系统配置差异看,最显著的特点在于有较强的冷平流,第一阶段冷平流来源于北方气旋后部的西北气流中,并在泸州形成冷暖交汇;第二阶段,冷平流主要来源于中纬度东移低槽,此阶段中冷平流已控制泸州,冷暖交汇区位于贵州西北部,因此冷平流在本次降水中发挥重要作用。     

山西沁水借力微信公众平台释放“大能量”

近日,山西省晋城市沁水县国土资源局突破传统的公众服务平台,充分发挥微信覆盖面广、易于互动的特点,建立了“沁水县国土资源局”微信公众平台。今后老百姓可通过手机微信及时举报当地涉土涉矿的违法行为,也可在该平台上及时了解到沁水县国土资源局的工作动态。     

冲积性河流河床冲淤调整对洪水泥沙过程的响应——以黄河游荡型河段为例

为研究冲积性河流造床机理,基于能量耗散原理分析河床调整与水沙过程（变异特性）间的关系十分必要。以黄河游荡型河段为例,利用实测资料分析和平面二维水沙数值模拟方法,进行了各种洪水泥沙条件下河流冲淤规律的探讨。研究发现平滩面积、河相系数与径流泥沙特征值间存在的关联性映射出冲积性河流能量关系中的制约机制;不同洪水泥沙过程的河床冲刷强度变化具有阶段性,主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有密切响应关系;高效输沙的洪水过程通过塑造最适宜的河床断面形态,能实现最佳输沙效率与主槽的最大冲刷。在不同漫滩洪水条件中,综合系数Φ最大时的洪水过程具有最大累积刷槽效应,因此对应流量可作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。     

基于能量耗散的重力坝地震响应时频特征分析

为了从能量角度研究重力坝地震响应的时频特征,在重力坝非线性动力分析基础上,探讨了重力坝地震过程中振动能量的时域耗散机制;采用小波频域多层次分解技术研究了其动响应的分频段能量特征,得到了坝体典型位置动响应分频段振动能量随高程的变化规律.通过分析发现:结构地震能量耗散为时域上不可逆的增加,坝体损伤集中出现在地震过程的某个时间段,地震动峰值后坝体损伤状态基本稳定;小波分解可以较全面地描述结构动响应能量的分频段特征.对于本文算例,在坝踵和上游折坡附近,重力坝地震响应的振动能量以4~8 Hz频段为主,这与输入的地震信号分频段特征一致;而坝顶附近则以1 ~4 Hz的振动能量为主,高频能量分量的比重随高程增大而逐渐减小.