冰雪圈研究的新动态--参加2004年AGU秋季年会情况报告

2004年美国地球物理联合会(AGU)秋季年会于12月在美国旧金山市召开,这是地球科学界的一次盛会。本文介绍了会议的情况,综述了其中冰冻圈科学研究方面的部分最新动态。     

A Filament—Associated Halo Coronal Mass Ejection

1 INTRODUCTIONCoronal majss ejections (CMEs) are often seen as spectacular eruptions of matter fromthe Sun which propagate outward through the heliosphere and often interact with the Earth'smagnetosphere (Hundhausen, 1997; Gosling, 1997; and references herein). It is well known thatthese interactions can have substalltial consequences on the geomagnetic environment of theEarth, sometimes resulting in damage to satellites (e.g., McAllister et al., 1996; Berdichevskyet al., 1998). CMEs…     

Arsenic hyperaccumulation by brake ferns and their potential in phytoremediation

Municipal solid waste incinerator （MSWI） fly ash is world-widely defined as hazardous waste because of its high concentration of heavy metals and high toxic equivalents of dioxin-like compounds. Therefore, if not properly disposed, it would pose a risk of being released into the environment including soil and groundwater. Heavy metals in the MSWI fly ash are considered as the most dangerous component owing to their leaching characteristics and migration capability. To get a better knowledge of their releasing behavior, it is important to assess the potential environmental mobility of heavy metals in MSWI fly ash and to investigate the factors affecting their leaching characteristics. Fly ashes from four MSW incinerators were characterized and leaching of heavy metals according to both Chinese HVEP and USA TCLP were performed. A geochemical modeling computer program, PHREEQC （version 2） was used to calculate the equilibrium concentration, the speciation and possible precipitation of heavy metals in the leaching systems. In the modeling, the heavy metals, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, were input as master aqueous species in solutions, while the major and accessory components, Ca, Na, K, Cl, S, etc., were defined as finite solids. The agreement between the experimental results and the modeling ones varies for different metals as well as for different fly ashes. In general, the fitness of the modeling for different heavy metals is： Pb〉Zn〉Cd〉Cu. The modeling is excellent for fly ashes with low calcium but high chloride content, or with high concentration of heavy metals, which favor the implicit postulation of component input in the modeling, i.e., high availability of heavy metals.     

基于GIS势力圈测度的南京市行政区划调整合理性分析

当前行政区划调整评价方法以定性的、经验式的判断占主导地位,缺乏有效的定量分析,其合理性存在争议.本文基于地理信息系统（GIS）势力圈技术,将基于势力圈测度结果得出的南京市行政调整方向与实际调整方案进行比较,分析南京市3次行政区划调整的合理性.结果显示,基于势力圈测度的行政区划调整方向与实际行政区划调整方案基本吻合,说明了实际调整方案的合理性.值得指出的是,行政区划问题属于上层建筑范畴,与政治、文化、历史等因素密切相关,不能完全按照定量分析的结果来进行具体的划分.     

地震机理的地球系统科学研究及预测实践

本文提出了一个新的地震机理模型:高温高压高导低速流变体震源腔(简称震源腔)与闭锁断层组合模型。高温高压下的软流圈物质在复杂相变空间中,受到温度场中的异重流作用和受迫振动作用而形成深源震源腔。随着软流圈物质上涌, 幔汁在温度差和压力差驱使下,涌入地壳中的物理空间,形成浅源地震震源腔。由于温度升高使得腔体内岩石部分熔融或全部熔融,释放出大量气液流体,拓展腔体空间范围,同时提升腔体内压。当腔体内部有效压力(即内压与上覆地壳压力之差)达到腔体边缘或者上方与脆性活动断层交会部位的岩石破坏强度时,震源腔便进入临界状态。当软流圈物质上涌继续向腔体内供能,或者由于星体连线在震源区造成触发作用,便引起震源腔的隐蔽爆炸,即隐爆,释放腔体内部积累的能量,同时释放区域构造应力场作用于闭锁断层积累的应变能。 腔体隐爆释放能量与腔体规模正相关。闭锁断层释放应变能与闭锁断层规模、闭锁区大小以及区域构造应力场强度相关。震源腔与脆性活动断层交会部位,是潜在震源位置。多年观测资料表明,震源腔从进入临界状态到隐爆,一般经历1~13天,平均7天。长期观测表明,潜在震中区在震前经常出现干旱、气温升高、海温升高、大量水汽释放等异常现象。通过超低频地震仪监测、重力波作用于水汽形成的地震云的观测、次声波的监测、卫星重力异常反映的高程面垂向震荡监测、以及地基卫星导航系统地面升降监测等,都显示出震源腔进入临界状态后的胀缩震荡引起震中及其外围地面的垂向振动。文中还给出了震源腔体隐爆遗迹的直接证据。     

地球的层圈结构与穿越层圈构造

从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。     

人本视角下体育设施可达性研究——以深圳市坪山区为例

基于GIS空间分析技术,运用核密度分析、空间分析法,通过构建道路网络数据集,分析坪山区6个街道23个社区健身体育设施的可达性、服务覆盖水平等,探讨研究区体育设施与居民住宅点的一致性关系。研究结果表明,坪山区体育设施空间布局与人口分布不适配情况明显,区域间分异性较大,15 min健身圈范围内体育设施有效服务居民点比例较高,从人本视角剖析研究区体育设施有效服务范围与居民点的布局关系,以期进一步提升便民体育设施与人的适配性,为国土空间规划编制、管理、评估等提供工作思路。     

新书架

正《冰冻圈科学辞典》秦大河主编这是中国科学家第一次尝试编写的《冰冻圈科学辞典》。全书共收录冰冻圈科学领域常见和重要词条757条,涵盖了冰冻圈各要素和交叉学科的相关内容,包括地理、水文、地质、地貌、大气、生态、环境、海洋和区域经济社会可持续发展等。可供有关科研和技术人员、大专院校相关专业师生使用和参考。也供经济社会、人文、传媒、翻译等领域和部门工作的同仁参考使用。     

"7.21"北京大暴雨过程的地形作用分析和数值试验研究

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料和常规气象观测资料,对2012年7月21-22日北京地区的大暴雨过程中的地形作用进行诊断分析,研究其对暴雨过程前后的热力、动力及水汽条件的影响。并利用WRFV3.2模式尝试进行一些地形敏感性数值试验,探讨地形改变后对此次暴雨过程的影响,初步得出了一些结论：高空槽配合中层切变线,在低层形成低涡,低涡的东移并加强引发了此次暴雨。暴雨发生前,中低层强的正涡度中心和负散度中心配合很好,它们在东移过程中,组织起了一个很好的垂直环流圈。此环流圈加强了迎风坡气流的上升运动;对流层中低层东南和西南两条水汽通道提供了强大的偏南气流,不断往北京地区上空输送暖湿空气,从而在低层积累了大量的不稳定能量;对流层中低层的位涡从高处往下传,且正位涡中心在东移过程中加强,对应山前迎风坡出现了局地大暴雨,由此说明位涡中心与暴雨落区具有良好的对应关系。地形敏感性数值试验验证了地形虽然对于整体降雨带的影响不大,但对于局地暴雨落区和中心强度的影响却很大。