Magnetic Reconnection, Turbulence, and Collisionless Shock

A short summary of recent progress in measuring and understanding turbulence during magnetic reconnection in laboratory plasmas is given. Magnetic reconnection is considered as a primary process to dissipate magnetic energy in laboratory and astrophysical plasmas. A central question concerns why the observed reconnection rates are much faster than predictions made by classical theories, such as the Sweet–Parker model based on MHD with classical Spitzer resistivity. Often, the local resistivity is conjectured to be enhanced by turbulence to accelerate reconnection rates either in the context of the Sweet–Parker model or by facilitating setup of the Pestchek model. Measurements at a dedicated laboratory experiment, called MRX or Magnetic Reconnection Experiment, have indicated existence of strong electromagnetic turbulence in current sheets undergoing fast reconnection. The origin of the turbulence has been identified as right-hand polarized whistler waves, propagating obliquely to the reconnecting field, with a phase velocity comparable to the relative drift velocity. These waves are consistent with an obliquely propagating electromagnetic lower-hybrid drift instability driven by drift speeds large compared to the Alfven speed in high-beta plasmas. Interestingly, this instability may explain electromagnetic turbulence also observed in collisionless shocks, which are common in energetic astrophysical phenomena.     

北半球环状模和东北冷涡与我国东北夏季降水关系分析

利用国家气象信息中心提供的1951～2004年全国160个测站月平均降水资料和欧洲中心提供的ERA-40再分析资料,对近50多年东北地区夏季降水、东北冷涡与前期北半球环状模和海温的关系进行了统计分析,定义了一个夏季(6～8月)东北冷涡强度指数(NECVI)。结果表明:NECVI能够较好表征东北低涡的气候效应;夏季东北冷涡强度与降水存在显著的正相关,东北冷涡强年,降水偏多,前期2月北半球环状模(NAM)偏弱;东北冷涡偏弱年,降水偏少,前期2月NAM偏强。此外,夏季东北冷涡与前期的中国近海海温存在显著的负相关,前期NAM和中国近海海温的异常可以作为夏季东北冷涡异常的一个前兆信号,进而为东北地区夏季降水异常的预测提供参考依据。     

新丰江水库区1989年11月26日4.5级地震的主要特征

本文总结分析了发生在新丰江水库老震区，距1962年6.1级主震27年的1次4.5级地震的活动和特点，认为此次4.5级地震及其伴生的小震群仍系新丰江水库诱发地震序列的中晚期强余震。     

福建省长汀县河田镇的水蚀荒漠化及其治理

福建省长汀县河田镇的水蚀荒漠化是我国南方花岗岩丘陵地区的一个典型代表,严重的水蚀荒漠化主要由两个因素造成：在自然因素方面,一方面由于地表物质主要由风化强烈的花岗岩组成,为水蚀荒漠化的发展提供了物质基础,另一方面丰沛且集中的降水增加了水蚀荒漠化的强度;在社会因素方面,人口剧增加大了对土地的压力,几次大规模乱砍滥伐又使植被大量破坏。中华人民共和国成立以来,采取了科学试验研究与群众治理实践相结合的方针,开展了水蚀荒漠化的防治工作,使治理区生态环境得到明显改善。     

大功率激电测深法寻找焦家式深部金矿床的试验应用研究

利用大功率的激电测深法可以寻找焦家式深部金 矿。首先,由物理和数学推导建立多层极化体的数 理模型,其数理模型产生的极化场可由多层若干 个极化单元场相叠加而成。由多次去除极化单元 场的原理而导出大功率激电测深资料进行消除浅 部强激电干扰异常的数据处理公式,从而突出了 深部矿床的激电异常。并利用处理后的激电测深 曲线,定量求取了深部金矿蚀变矿化带的顶界面 埋深。     

三峡库首区重点断裂围限区蓄水的加卸载效应

通过对蓄水前后三峡库首区构造应力场进行三维数值模拟发现,相对于蓄水前,蓄水至135 m水位时,官渡口断裂-马鹿池断裂-牛口断裂围限区、秭归地理中心和九湾溪断裂带,出现了4个主应力下降区和共轭的主应力增长区,形成了差应力场;175 m水位与135 m水位相比,局部差应力场呈现逆向变化,即形成了加载效应与卸载效应的交替过程。这一过程,可能是水库诱发地震的诱震(或触震)因素。     

南北地震带等地区强地震在华北中南部的“响应地震”研究

2008年5月12日T14:28汶川发生8.0级大地震,2008年5月13日T5:00江苏省发生滨海ML3.8地震。滨海地震是否是由汶川地震触发的、可指示滨海附近中短期内将发生中强地震的"诱发前震"?基于此,本文进行了如下研究:①统计南北地震带及中国台湾7.3级以上、日本7.5级以上大地震;②统计①中大震发生后3天时间(72 h)内,华北中南部地区发生的M_L 3以上地震;③统计大震发生后1年内在M_L 3地震附近地区(距震中350 km以内)发生的5级以上地震;④对上述3组地震是否存在链式关系进行统计研究,即研究特定条件下的A—F—B链式地震现象在华北中南部的预报效果。研究结果表明:根据目前所拥有的统计资料,无法确定2008年5月13日滨海M_L 3.8地震是由汶川8级地震诱发的"前兆地震"。     

On the merger of subsurface isolated vortices

Vortex merger is a phenomenon characterizing the whole class of geophysical vortices, from atmospheric storms and large oceanic eddies up to small scale turbulence. Here we focus on the merger of subsurface oceanic anticyclones in an idealized primitive equations model. This study has been motivated by past and recent observations of colliding lens-like anticyclones off of Gibraltar Strait. The critical conditions for merger (critical merger distance and time needed for merger) are determined. We will show that the predictions of classical two-dimensional merger are not verified for subsurface isolated vortices. For instance, critical merger distances will be reduced because of the vortex potential vorticity (PV) structure. The post-merger characteristics of the vortex (radius, extension and PV), are also determined. Merger-related effects, like production of peripheral filaments and small-scale eddies are also investigated and suggest the contribution of merger in both direct and inverse energy cascades.     

时间谱电阻率法中的剩余电磁效应研究

根据频谱激电（SIP）法或复电阻率（CR）法中研究剩余电磁（REM）效应的思想，通过分析时间谱电阻率（TSR）法中场的基本特征，在TSR法中建立了与SIP（或CR）法中参数Φmax/Φ0max相类似的参数－Emax/E0，用来描述了TSR法中的REM效应。通过对一维可极化大地模型的REM效应的理论计算，验证了用Emax/E0表示的REM异常可用来形象地反映地电断面电阻率的高低。     

荆江三口分流变化及三峡水库蓄水影响

长江中游荆江的水沙通过三口洪道分流入洞庭湖,三口分流是荆江-洞庭湖关系调整的驱动因子,为揭示其变化特征及三峡工程运用的影响,基于大量的原观数据,系统研究了近60年三口分流比的变化过程,提出其显著调整特征及诱发因素,引入径流还原计算方法,量化了三峡水库不同运用方式对三口分流量的影响幅度。结果表明:①特大洪水及重大人类活动等诱发因素作用下,三口分流比出现4~5年持续性减小的趋势调整期,之后进入分流比稳定恢复的平衡调整期;②2003-2014年,三峡水库汛前枯水补偿调度使得三口分流量年均增加8.000亿m3,汛后蓄水使得三口分流量年均减小29.00亿m3,对三口分流综合影响量为年均减少21.00亿m3,占同期三口年均分流量的4.29%。