Ab initio quantum mechanical study of γ-AlOOH boehmite: structure and vibrational spectrum

The structure and vibrational spectrum of boehmite have been investigated at the quantum-mechanical level with the CRYSTAL code, using a Gaussian-type basis set and the B3LYP Hamiltonian. Three space groups are considered in this study: Cmcm, Cmc2₁, P2₁/c. Cmcm turns out to correspond to a transition state, whereas Cmc2₁ and P2₁/c are minimum energy structures. The difference among them is the position of H atoms only, the Al-O frame being essentially the same. Harmonic frequencies at the Γ point have been computed. The comparison between calculated and experimental frequencies shows a good agreement for the Al-O part of the spectrum (under 790 cm⁻¹). For the Al-OH bending modes (800–1,300 cm⁻¹) an absolute differences of 50–100 cm⁻¹ is observed; for the OH stretching modes (3,200–3,500 cm⁻¹) it increases to 120–200 cm⁻¹: anharmonicity is large because OH groups are involved in strong hydrogen bonds.     

Experiments on the reflection coefficients of a detached breakwater in a directional wave field

Results of estimating the directional wave fields in front of a detached breakwater are presented here in this paper. Two of non-phase-locked methods, i.e., the Maximum Likelihood Method (MLM) and the Extended Maximum Entropy Principle Method (EMEP), were adopted for the purpose. In general, the latter outperforms the former. It is shown that the reflection coefficients decrease with increasing distances away from the detached breakwater, and within four wavelengths from the detached breakwater, the rate of the decrease is faster for wave fields having larger directional spreads. When the measuring distance is more than four wavelengths away from the detached breakwaters, the reflection coefficients tend to reach to a constant value. It is shown that, with the use of the non-phase-locked EMEP method, the effective region can be extended, as compared with the results of Huntley and Davidson [J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng. 124 (1998) 312].     

全局局部细节感知条件随机场的高分辨率遥感影像建筑物提取

条件随机场模型由于其较强的上下文信息建模能力,被广泛应用于建筑物提取任务中。然而,面对高分辨率遥感影像丰富的地物信息,基于条件随机场的提取方法存在建筑物边界模糊的问题。本文提出了一种全局局部细节感知条件随机场框架,该框架提出全局局部一体化D-LinkNet,在有效利用多尺度建筑物信息的同时保留局部结构信息,解决了传统条件随机场一元势能丢失边界信息的问题。同时,该框架融合分割先验以缓解建筑物类内光谱差异较大的影响,利用更大尺度的上下文信息来精确提取建筑物,并引入局部类别标记代价从而保持细节信息以获取清晰的建筑物边界。实验结果表明,该框架在WHU卫星和航空数据集上的精度评价指标均优于其他对比方法,其IoU分别达89.82%和91.72%,对于复杂场景下的建筑物信息能够获得较好的提取效果。     

江苏数字地震台网P波谱震级和地震辐射能的计算

基于江苏数字地震台网的宽频带记录,对38次M≥5.0地震的P波谱震级M_P进行测定,对地震的辐射能量进行了估算。结果表明:本文测定的M_P与中国地震台网中心(CENC)测定的MS、德国地学中心(GFZ)测定的MW具有很好的一致性,与该2种震级之间的平均偏差分别约为0.17和0.10级,基本小于世界主要地震机构之间对同一震级的测定误差(约0.2级);同时,基于M_P估算的地震辐射能与基于修正G-R关系由MS震级换算获得的结果十分接近,两者平均能量之比约为1.1,表明M_P与P波群(P+pP+sP)能量流是基本等效的。因此,基于宽频带数字记录测定中强地震的P波谱震级以及地震辐射能是可行的,且测定过程简便。     

中国春季沙尘暴的趋势变化及年代际变化

利用奇异谱分析等方法,对北疆等7个区春季1960—2000年的沙尘暴日数的趋势和周期进行了初步分析,结果表明：除北疆区未表现出明显的趋势外,南疆区等其它6个区春季沙尘暴日数变化总的趋势是减少的,都是在20世纪60年代和70年代偏多,80年代沙尘暴开始减少,90年代最少;其中南疆区、河西区和东北区的年代际变化最为明显,大约是80年代初开始沙尘暴明显减少,其它几个区的年代际变化不是很明显。南疆等大部分地区春季的沙尘暴日数在70年代末和80年代初发生了由多到少的转变,基本上与北半球大气环流的调整同步,这可能是对大气环流调整的响应;除西藏区有7．7年的周期外,其它6个区的周期基本上都集中在准2年和5～6年两个周期段。     

新疆红海地区成矿有利地质体地面波谱特征及蚀变矿物分布研究

正红海地区位处新疆东天山成矿带卡拉塔格中西部,前人在该区已开展区域地质、物化探测量、多金属矿产勘查,以及针对多金属矿床的专题研究(聂凤军等,2001;左国朝等,1990),发现了较多的铜、金、铅锌等多金属矿床、矿点。但针对成矿有利地质体的蚀变研究较少。红海地区地表基岩裸露,植被分布极少,地形起伏小,围岩蚀变强烈发育,有利于发挥高光谱遥感的技术优势,开展成矿有利地质体的地面波谱特征研究,揭示成矿地质     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验

以玉树7.1级地震诱发的玉树机场路堆积层滑坡为对象,该滑坡坡度约为10o,长×宽×厚为317 m×482 m×19.8 m,由以碎石土为主的上覆层、卵石土为主的滑动带及基岩3层组成,开展大型振动台模型试验,探究震后边坡再次承受振动荷载的能力以及地震垂直分量对坡体稳定性的贡献,分析其动力响应特征和失稳破坏机制。结果表明,强震作用下堆积层滑坡的永久变形是造成地震地质灾害的重要因素;随着输入地震荷载增大,坡脚率先破碎沉降,坡体中部产生弧形裂隙并产生沉降,坡顶出现贯穿张裂隙和剪切裂隙并向坡腰推进,表现出典型的牵引性滑坡特征;峰值加速度(PGA)、动土压力以及加速度频谱与输入地震波的强度、滑坡高程呈正相关;PGA放大系数呈现出明显的非线性特征,其变化趋势随地震荷载强度增大而减小,地震波垂直分量对滑坡PGA放大系数影响略大于水平分量。     

Conditional statistics of Reynolds shear stress in flow over 2D dunes in the presence of surface waves

This study presents the analysis of the velocity fluctuations to describe the conditional statistics of Reynolds shear stress in flow over two‐dimensional dunes in the presence of surface waves of varying frequency. The flow velocity measurements over the dunes are made using a 16‐MHz 3D acoustic Doppler velocimeter. The joint probability distributions of the normalized stream‐wise and vertical velocity fluctuations at different vertical locations are calculated in the trough region of a selected dune in quasi‐steady region of the flow. Third‐order moments of the stream‐wise and vertical velocity components over one dune length are also calculated throughout the flow depth for understanding the effect of surface waves on relative contributions to the Reynolds shear stress due to the four quadrant events. The structure of instantaneous Reynolds stresses is analysed using quadrant analysis technique. It has been shown that the contributions of second and fourth quadrant events to the Reynolds shear stress increase with increase in the frequency of surface waves. In fact, the largest contribution to turbulent stresses comes from the second quadrant. The cumulant discard method is applied to describe the statistical properties of the covariance term u′w′. Conditional statistics and conditional sampling are used to compare the experimental and theoretical relative contributions to the Reynolds shear stress from the four quadrant events. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国建设用地的坡谱演化规律与爬坡影响

城镇建设用地规模与结构变化是国土空间开发与规划研究的基础。以往相关研究更关注建设用地水平空间扩张格局特征与模式,极少关注建设用地三维梯度上的“爬坡”特征规律与影响。因此,本文基于Google Earth Engine（GEE）,并结合高精度地形数据与土地利用数据,在建设用地坡谱概念基础上,首次构建了平均建设用地爬坡指数（ABCI）,系统地分析了1990—2018年中国建设用地坡谱在国家、区域、省级和城市4个尺度上的变化特征与规律并深入剖析建设用地爬坡的空间影响。结果显示：① 1990—2018年中国坡度5°以上地区建设用地面积增长了1.43倍,比例由10.25%上升至14.81%。其中2010—2015年是建设用地爬坡发展最迅速与规模最大的时期,且中西部地区建设用地爬坡最为显著。② 依据平均建设用地爬坡指数与上限坡度变化,可将中国34个省（自治区、直辖市）划分为高爬坡型、低爬坡型和水平扩展型3类,其中高爬坡型省份占50%以上,水平扩展型省份仅有7个,在空间上呈现“东南—西北”的两极分布特征。③ 1990—2010年爬坡型城市以山地与丘陵地貌城市为主,2010年后少数民族聚居区及低丘缓坡开发试点城市成为建设用地爬坡的主力。④ 建设用地爬坡在一定程度上能够减少建设用地扩张对平原优质耕地与生态用地的胁迫和侵占,缓解建设用地供需矛盾,但是无规划约束的开发和房地产驱动的“削山造地”则会导致地质灾害和生态环境风险的增加。