陕西地区垂直形变分析

利用中国陕西地区三期国家一等水准网的平差成果、两期二等水准网成果、两期陕西省高程控制网成果、两期全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）大地控制网成果、陆态网络等工程连续运行基准站及流动站成果、地理国情监测成果,分析陕西地区最新垂直运动趋势。结果表明:GNSS垂直运动与水准垂直运动趋势整体一致;20世纪70年代至2018年,关中平原垂直运动呈下降趋势,关中平原周边山区及高原垂直运动呈上升趋势;陕北地区地壳垂直运动总体上呈现上升趋势,平均上升速度约为4 mm/a;关中平原总体呈下降趋势,下降最大速度为6 mm/a;陕南地区也呈上升趋势,平均上升速度约为3 mm/a;陕北、西安局部区域的不均匀地面沉降灾害严重。     

华北地区季节性垂直位移信号提取及物理机制分析

华北地区地表垂直位移呈现显著的季节性波动。为探究其驱动源信号,利用独立分量分析方法对全球导航定位系统20个基准站的垂直位移时间序列进行时空分解,获取前6个独立分量,并与环境负载造成的垂直位移进行比较分析。结果表明,第一个独立分量呈现显著周年变化和相对均匀的空间响应,与大气负载位移时间序列的平均相关系数为0.60,两者吻合良好。第二和第三个独立分量均是周年和年内信号的组合,其空间响应反映出局部集聚特征,与华北地区水资源的分布状况相类似,合并这两个独立分量后与水文负载位移时间序列的平均相关系数为0.50。由此表明大气和水文负载是驱动华北地区季节性垂直位移的主要源信号。     

沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率与孔隙连通性之间的关系

根据对渤海湾盆地沾化凹陷泥质岩、粉砂岩、砂岩和白云岩平行层面与垂直层面方向热导率差异及孔隙连通性差异特征的研究,探讨了沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率与孔隙连通性之间的关系。热导率实验结果表明:沾化凹陷泥质岩、粉砂岩和砂岩的平行层面方向热导率大于垂直层面方向热导率;白云岩的平行层面方向热导率小于垂直层面方向热导率。沉积岩平行层面与垂直层面方向热导率差异和孔隙连通性差异之间具有正相关性。孔隙特征分析结果表明:孔隙连通性较好方向,热导率也较高;孔隙连通性较差的的方向,热导率也较低。     

地埋管地源热泵技术在贵州岩溶地区的应用研究

地埋管热泵技术是采集地表以下200 m深度内的浅层地热能进行供热制冷的新型能源利用技术,而该技术在贵州碳酸盐岩分布区的应用和推广之所以受到制约,其主要原因是岩溶地层中建造垂直换热孔的难度大、成本较高。通过贵州省有色科技大楼附楼采用垂直地埋管式与基础桩螺旋盘管式有效组合的换热系统,在岩溶一般至中等发育的碳酸盐岩地层中开发利用浅层地热能的成功经验的介绍,为地埋管热泵技术在贵州岩溶地区的应用和推广提供参考。     

实现高密度宽方位三维地震采集的垂直观测法

中国东部地区地震勘探程度较高,目前大多进入全面二次三维、目标三维地震采集阶段,要求实现宽方位、高密度地震数据采集而又不增加采集成本。为达此目的,笔者提出一种实现宽方位、高密度采集的方法,将目标三维采集的观测方向与二次三维的观测方向相互垂直,通过不同期次三维数据的融合处理,实现全方位、高密度观测,改善了地震资料的成像效果。以冀中坳陷Z42潜山构造目标三维采集为例,展示了这种方法的效果。     

华南亚热带中部山地垂直植被带表土孢粉散布规律与气候相关性

孢粉学分析是古生态与古气候定量重建的重要指标之一,建立现代表土孢粉与植被之间的定量关系是利用地层孢粉准确解释古生态与古气候变化的前提条件。基于华南亚热带中部山地垂直植被带采集的113个现代表土和苔藓孢粉样品,采用典型对应分析方法（Canonical Correspondence Analysis, CCA）,探讨研究区不同海拔表土孢粉种类散布规律与气候因子之间的关系。主要得出以下结论：1）华南亚热带中部地区现代表土孢粉组合中乔木类以壳斗科栲属、常绿栎属、松属、杉木属和大戟科等种类占绝对优势,草本植物花粉以禾本科、蒿属、菊科和莎草科为主,蕨类孢子以三缝孢子、芒萁属、水龙骨科和单缝孢子为主。2）研究区低海拔至高海拔的孢粉组合呈现以下变化规律：低海拔地区（0~702 m）孢粉组合以栲属、常绿栎属、松属、野桐属、枫香属、茜草科以及禾本科花粉为主;中海拔（703~1 299 m）山坡的优势孢粉为栲属、杉木属、松属和常绿栎属;高海拔地区（1 300~1 600 m）以栲属、常绿栎属、水青冈属、杜鹃花科以及松属花粉最为丰富,表土孢粉组合变化过程与现代植被群落优势种类有较好的一致性。3）CCA分析结果显示,控制研究区域主要表土孢粉分布的气候因子为年均降雨量（MAP）、最热月降水（Mpwa）和最热月温度（Mtwa）;松属、杉木属、栲属、常绿栎属、山茶科、水青冈属和落叶栎属等高百分比含量的花粉所对应的气候特征较为明显。4）低海拔地区的优势种属栲属、常绿栎属等以及相对高海拔的松属、杉木属和水青冈属等能较好地反映气候因子对植被空间分布的影响。因此,文章揭示了华南亚热带中部地区表土孢粉在垂直植被带上具有明显差异,孢粉散布规律可能与研究区植被组成、生境、花粉形态与传播媒介等因素有关,能为利用化石孢粉数据进行古生态与古气候定量重建提供参考资料。     

环境风场与对流风暴相互关系的动力分析

在前期提出大气多尺度分析理论基础上,利用动力学方法研究了大气环境风场与中尺度对流天气系统之间的关系,从微团的分离和运动的角度分析了高空急流、低空急流、水平涡度和垂直涡度在中尺度天气系统的形成和发展中的作用。结果发现,环境风场对微团的动力分离作用主要发生在高、低空急流附近,因为在高、低空急流的下方风动能随高度增加明显,在急流的左侧(背风而立)正涡度与地转涡度迭加使绝对涡度变大,因此,这两个区域是环境场对微团分离力最大的区域,也是对流最容易发展的地区。微团在上升过程中的运动轨迹与其环境密度比率有关,当微团的密度小于(大于)环境密度时,微团运动的旋转方向与水平涡度的方向一致(相反);平衡高度(微团密度与环境密度相等)越高,形成的系统越强,水平、垂直旋转的程度越强,范围越大。因为初始密度和平衡高度的不同,多单体风暴和超级单体中微团的运动形态存在明显区别。根据大气微团的运动方程推出了水平风随高度变化的公式,结果表明,微团水平运动垂直变化的大小与微团环境相对密度比、水平风速、垂直涡度成正比;与垂直运动速度大小成反比;风矢量由低到高的转向与绝对涡度垂直分量的旋转方向相反,即正(负)涡度与亚微团的顺(逆)转相对应。由公式解释了超级单体低空垂直切变明显大于高空的原因。进一步分析认为,风垂直切变对风暴的作用只表现在风速大小随高度的变化和水平涡度的作用上,而风向随高度的变化是大气对流的结果而不是对流的原因,对流越强,风向垂直切变越强。     

咸阳机场对流天气中高层垂直运动场初探

对2011年西安咸阳国际机场所有雷暴日雷暴发生时间前后的NCEP1°×1°再分析资料的400hPa垂直速度场进行分析,发现大多数雷暴发生在中高层为上升气流区的环境中,少数雷暴发生在中高层为下沉气流区的环境中。进一步的研究表明:当低层为高温高湿且有明显辐合运动时,中高层的垂直速度场对雷暴的出现并不起决定性的作用;但当低层的对流条件不明显,而中高层为强的上升气流区时,仍有发生雷暴的可能。研究为雷暴天气的预报提供了新的思路,提醒预报员在低层对流条件不明显时,还需关注中高层强上升气流区的作用。     

通海台垂直摆受建筑载荷影响的数值模拟研究

针对通海台垂直摆NS和EW测项自2019-04出现同步趋势转折变化,计算2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子。结合监测井等地下介质结构资料,构建通海台沿垂向分层的三维有限元物理模型,定量分析不同岩石参数模型下建筑载荷对通海台NS向及EW向位移影响的差异特征。结果表明：1）2019-04后NS测项N倾变化量达到约2 750 ms,而EW测项E倾变化量达到约580 ms,NS测项趋势变化量显著大于EW测项;2）2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子较为稳定,NS测项M₂波潮汐因子在0.7左右波动,EW测项M₂波潮汐因子在0.52左右波动,数据的转折变化未能在潮汐频段引起同步变化;3）位于通海台东北部的医院建筑物载荷在通海台附近产生N向和E向位移加载,与垂直摆NS和EW测项在2019-04后出现的N倾和E倾趋势转折变化较为一致,模拟得到的N向位移量约为E向位移量的3倍。     

MLH与MLZ的对比研究

本文利用烟台、莱阳、五莲等6个地震台1980—1988年间短周期地震仪的记录资料,统计了1158个地震的水平向地动位移A_(μH)和垂直向地动位移Aμz之间的关系,结果表明,水平向地动位移普遍大于垂直向地动位移,统计关系式为A_(μH)=1.237—1.838A_(μZ)。利用这些地震的水平向和垂直向地动位移分别计算了水平向震级M_(LH)和垂直向震级M_(LZ),而后进行了对比分析,结果为水平向震级比垂直向震级平均偏高0.152级。另外分析讨论了M_(LH)与M_(LZ)的偏差与震中距的关系。