The solitary waves of the barotropic quasi-geostrophic model with the large-scale orography

Starting from a modified barotropic quasi-geostrophic model equation, considering the actual situation of the large-orography of the Tibetan Plateau, neglecting its slope in x direction, and using the reductive perturbation method, then the solitary waves are obtained. The results show that the orography is essential factor exciting solitary Rossby waves in a flow without shear.     

1991年夏季持续性异常环流的共轭敏感性分析

在共轭敏感性分析的基础上发展了最敏感扰动的概念。用共轭模式对江淮流域大水1991年东亚夏季环流的持续异常特征,包括乌拉尔阻塞高压、鄂霍次克海偶极子型阻塞以及副热带高压的变动过程进行了分析,分别得到了对这些过程影响最大的初始扰动。结果从新的角度揭示了这些系统最重要的影响因子,也显示了共轭敏感性分析方法在大气环流物理过程诊断中的有效性和应用前景。     

海洋初始状态对预报2002/03年中太平洋型厄尔尼诺事件的作用

2002/03年厄尔尼诺事件,是暖海温中心出现在赤道中太平洋区域的一种新型厄尔尼诺,即中太平洋型厄尔尼诺。本文基于一个厄尔尼诺预测系统,利用三组回报试验来详细区分海洋表层和次表层初始状态对预报2002/03年中太平洋型厄尔尼诺事件的作用,并由此来探寻对预报厄尔尼诺演变过程最有利的初始条件。回报试验分为三组:(1)仅同化海表温度观测(sea surface temperature;简称SST)来优化海洋表层初始状态(Assim_SST);(2)仅同化海表高度观测(sea level;简称SL)来更新海洋次表层初始状态(Assim_SL);(3)同时同化SST和SL观测来一起更新海洋表层和次表层初始状态(Assim_SST+SL)。回报试验结果表明,三种不同的初始条件都可以使模式提前一年成功地预报2002/03年厄尔尼诺事件,并且"Assim_SST+SL"回报试验的效果最好。三组回报试验结果间的对比表明:海洋表层和次表层初始状态均对成功地预报该事件有重要作用,但其作用分别集中在事件发展的不同阶段。精确的海洋表层初始状态更容易激发模式预报出一次厄尔尼诺事件,而更合理的海洋次表层初始状态则能有效地提高厄尔尼诺事件预报的强度。     

复杂地形区陆面资料对WRF模式模拟性能的影响

本文利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式耦合Noah陆面过程模式,对比研究了使用不同精度陆面资料:WRF默认陆面资料、中国1 km分辨率数字高程模型数据集、2006年MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer）土地利用和植被覆盖度资料,WRF模式对兰州地区冬季气象场模拟结果的差异。结果表明,近地面气温对陆面资料的精度非常敏感,而风场对陆面资料的精度不敏感,WRF模式对气温的模拟效果好于对风场模拟。采用高精度且时效性好的陆面资料后,WRF模拟的近地面气温准确率提高了15.8%,模拟的夜间气温改进幅度较白天大。陆面资料可影响整个边界层温度场分布,准确的陆面资料对提高WRF模式模拟近地面乃至整个边界层气象场至关重要。尽管风速模拟误差较大,但总体上WRF模式能较准确地模拟出研究区的风场演变特征。使用新的陆面资料后WRF模拟的风速误差略有减小,风向误差略有增加。干旱半干旱区冬季数值模拟需要注意土壤湿度初值和模式初始积分时刻对模拟结果的影响。     

考虑含砂量影响的砂-黏混合土应力-应变关系特性研究

将砂与黏土按不同比例干重量均匀混合制成砂-黏混合土,进行不排水三轴剪切试验,研究了含砂量和试验围压对混合土初始切线模量和应力-应变关系的影响,并对其作用机理进行了分析。研究结果表明:含砂量小于50%时,可以认为混合土初始切线模量与含砂量无关。含砂量大于50%小于80%时,初始切线模量随含砂量增加呈线性趋势增长。通过把含砂量参数引入到初始切线模量中对Duncan-Chang模型进行修正,使修正后的模型能够描述含砂量小于80%时混合土的应力-应变关系。当含砂量超过80%,混合土呈应变软化型,随含砂量的增加,初始切线模量逐渐保持稳定,应力-应变曲线峰值应变左移,可应用软化模型对其应力-应变关系进行描述。围压对混合土应力-应变关系有很大影响,在双对数坐标中,随试验围压的增大,初始切线模量呈线性趋势增长。     

Long-periodic and secular perturbations to the orbits of Explorer 19 and Lageos due to direct solar radiation pressure

A theory for the long-term variations in the orbit of a spherically symmetric satellite due to direct solar radiation pressure is tested using two satellite orbit analyses. The first of these analyses is in terms of mean elements for the balloon satellite Explorer 19. The results are compared with the expected theoretical variations with short-period terms omitted. The second analysis utilises satellite laser ranging observations of the geodetic satellite, Lageos. A novel long-term analysis technique is developed primarily for laser ranging studies. The technique is tested along with the solar radiation pressure perturbation theory by comparing the results from the theory and the analysis.     

Surfaces of section in the Miranda-Umbriel 3:1 inclination problem

The recent numerical simulations of Tittemore and Wisdom (1988, 1989, 1990) and Dermottet al. (1988), Malhotra and Dermott (1990) concerning the tidal evolution through resonances of some pairs of Uranian satellites have revealed interesting dynamical phenomena related to the interactions between close-by resonances. These interactions produce chaotic layers and strong secondary resonances. The slow evolution of the satellite orbits in this dynamical landscape is responsible for temporary capture into resonance, enhancement of eccentricity or inclination and subsequent escape from resonance. The present contribution aims at developing analytical tools for predicting the location and size of chaotic layers and secondary resonances. The problem of the 3:1 inclination resonance between Miranda and Umbriel is analysed.     

Discovery and significance of the Misimiao ophiolite in Xi U jimqin Banner,Inner MongoliaSCIEI北大核心CSCD

内蒙古西乌旗新发现的米斯庙蛇绿岩,位于中亚造山带东段迪彦庙SSZ型蛇绿岩带的西延米斯庙一带。大比例尺填图结果显示,米斯庙蛇绿岩呈NEE向展布,宽约5km,长约20km,蛇绿岩各单元出露较齐全,岩性主要为蛇纹石化方辉橄榄岩、暗色均质辉长岩、浅色均质辉长岩、斜长岩、枕状前弧玄武岩(fore-arc basalt,FAB)、枕状过渡熔岩和泥质硅质岩,局部见斜长花岗岩侵入于玄武岩之中,其岩性组合和岩石序列可与代表洋内初始俯冲的迪彦庙前弧蛇绿岩相对比。该米斯庙蛇绿岩岩石序列中辉长岩锆石U-Pb年龄为336.5±3Ma,与东部迪彦庙蛇绿岩的辉长岩同期。米斯庙FAB主要发育无斑结构和少斑结构,基质为球颗结构,枕状构造;枕状过渡熔岩,发育斑状结构,比FAB具有更多的斜长石斑晶。米斯庙FAB地球化学成分与大洋中脊形成的强亏损玄武岩相似,但与N-MORB相比,高场强元素(HFSE)Nb和Ta等含量略低于N-MORB,与弧拉斑玄武岩相似;与米斯庙FAB相比,米斯庙枕状过渡熔岩的地球化学特征是更加亏损Ti、HREE和HFSE,指示大洋板片的渐进性俯冲,类似于IBM前弧的演化。米斯庙蛇绿岩与迪彦庙前弧蛇绿岩均发育类似于马里亚纳前弧的FAB序列,两者延伸长度可达40km,表明在古亚洲洋东段早石炭世沿迪彦庙-米斯庙一带发育洋内初始俯冲,记录了早石炭世古亚洲洋东部洋内初始俯冲事件。     

干湿循环与初始静偏应力耦合作用下城市污泥固化土动力累积变形特性

城市污泥固化土用作路基填料,对于节约工程成本、保护环境等具有重要意义。本文以城市污泥固化土为研究对象,利用DDS动三轴仪,从干湿循环次数、初始静偏应力、动应力3个方面研究其对累积塑性应变及动强度特性的影响。试验结果表明:在干湿循环单独作用下,土体累积塑性应变随干湿循环次数的增加先增大后趋于稳定,但与初始静偏应力耦合作用下对土体累积塑性应变的影响不太显著。动应力对其影响较大,且存在临界值:当动应力小于临界值时,累积塑性应变呈现出先增大后逐渐稳定的趋势; 当动应力大于临界值时,累积塑性应变在达到某一振次后快速增大,土体迅速产生变形破坏。干湿循环与初始静偏应力都会降低土体的动强度,但干湿循环在达到10次后,动强度将趋于平稳,不再受其影响。通过回归分析,建立了考虑干湿循环次数、初始静偏应力及动应力等因素影响的城市污泥固化土稳定型累积塑性应变模型,并验证了其可行性。     

热力学计算模拟对初始月幔结构的约束SCIEI北大核心CSCD

月球岩浆洋结晶形成的初始月球内部结构是其后续演化过程的开端,其结晶过程受月球岩浆洋的初始深度和物质组成这两个参数的制约。由于缺少直接来自月球深部的岩石样品,目前关于月球岩浆洋演化过程的探讨主要依赖实验和计算模拟手段。岩浆洋模型中形成的月壳厚度是否与探测结果一致是月球岩浆洋演化模型合理性的重要约束。最新的GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)探测数据推算月壳厚度为34~43km,低于阿波罗时期认为的约70km,这对已有的月球岩浆洋演化模型提出了挑战。本文采用并修正FXMOTR程序包,针对月球岩浆洋在不同的初始深度和物质组成情况下的结晶过程,进行了一系列热力学计算模拟。通过量化月球岩浆洋的初始深度和物质组成对月壳厚度的影响,结合关于月球内部微量元素分配的研究结果,对比了月球岩浆洋结晶后期的残余熔体与原始克里普组分(urKREEP)的成分。本文的模拟结果显示,一个全月幔熔融且初始成分为月球初始上月幔组成(LPUM)的岩浆洋将在其深部结晶2.5%石榴子石,形成的月壳厚度符合GRAIL的约束,并且结晶出了合适的urKREEP成分。在此模型的基础上获取了月球初始的内部成分和密度结构,并对后期月幔翻转(Overturn)的程度进行了探讨。