140亿年前的宇宙

以色列特拉维夫大学的研究人员研究出一种方法,可以探测到那些存在于宇宙婴儿时期的星系和恒星。在研究中,研究小组首先使用射电望远镜搜寻氢原子发出的射电信号,因为在早期宇宙中,氢原子的含量非常高。早期宇宙中暗物质和气体之间运动模式的差异会对恒星的形成产生影响,这种差异还会造成一种特定的震荡模     

中-新生代东北和华北的洋陆转换作用

本文对西太平洋的洋-陆转换作用进行探讨。西太平洋洋-陆转换带在中国东部可分为华南、华北-黄海和东北3个区段。东北地区中-新生代洋-陆转换作用涉及古今太平洋板块和蒙古—鄂霍茨克洋板块两方面俯冲作用的影响,产生大面积中基性岩浆和火山活动,从侏罗纪一直延伸到现在。不同于东北和华南地区,华北-黄海有克拉通型的岩石圈,在晚侏罗世—新近纪因为太平洋板块的大角度旋转造成软流圈低黏度物质上涌,和地壳拉张与幔源岩浆的底侵,造成上地壳裂谷型沉积盆地。燕山地区在侏罗纪与东北地区类似,有强烈的软流圈上涌和岩石圈岩石部分熔融,产生强烈岩浆活动。在白垩纪到新生代,因为蒙古—鄂霍茨克洋闭合和太平洋板块大角度旋转,发生沿蒙古—鄂霍茨克洋的转换断层的拉张,产生从南蒙古过锡林浩特的NW向玄武质岩浆和火山带。洋-陆转换带不同区段有不同的动力学作用演化过程,与先期岩石圈的性质、大洋板块俯冲带的分布、方向变化和俯冲持续时间、以及后期俯冲带后撤作用都有密切关系。洋-陆转换作用的统一后果是大陆的增生,但是不同区段大陆增生和物质运动的模式是不一样的。     

势接触法中法向刚度系数取值研究及岩层运动过程模拟

采场上覆岩层的开裂和破断在力学上可归结为连续介质向非连续介质转化或非连续介质进一步演化。正确模拟岩层运动对于岩层稳定性控制和有关灾害预防具有极其重要的意义。在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法中,只有法向刚度系数正确取值,势接触力才更可靠。为了模拟时间较长的开采过程和解决煤层离散单元形成的聚集体仍能承受超过自身承载能力的问题,采用了准静力模式和应力跌落方法。为了有助于正确选择适于模拟岩层相互作用的法向刚度系数,首先对其进行了标定,以考察嵌入引起的误差的影响。然后设计了4组（上相对较软-下相对较硬、两相对较软、上相对较硬-下相对较软和两相对较硬）两岩块撞击-平衡过程的数值试验,并以其中一组为例进行了重点分析。通过考察两岩块的嵌入量和上岩块下表面的平均应力的演化以及上块从运动到平衡的时长,最终得到了具有普适性的结果,即法向刚度系数与弹性模量的比值为15 m-1时较为适当。为了检验上述建议值是否适于模拟采场岩层运动,以某煤矿1141工作面为例进行了计算。研究发现,在法向刚度系数取为建议值时,计算结果较为合理,且计算效率较高。     

山丘区变动产流层分布式水文模型

基于山坡水文试验的新认识, 提出变动产流层概念, 将壤中流的描述从单一的土壤层间拓展到土壤-风化基岩界面, 通过对壤中流形成及发展过程的精细刻画, 实现了蓄满-超渗产流及其转换机制的统一描述。基于变动产流层概念, 根据运动波模型理论, 推导了单元网格的超渗/饱和地面径流、壤中流的计算公式, 利用非线性水库计算地下径流量, 采用二维扩散波进行地表汇流、一维扩散波进行河道汇流, 建立了面向山丘区的变动产流层分布式水文模型(VRGL)。对典型湿润山丘区的屯溪流域2010—2019年共24场洪水进行模拟, 结果显示: 洪峰流量和洪量的相对误差均在±20%内, 确定性系数在0.84左右, 表明VRGL具有较高的精度, 可用于山丘区洪水预报。     

扬子区志留纪晚期地层的时空分布及其地质意义

扬子区志留纪晚期(罗德洛世—普里道利世)地层发育、划分对比及古地理和古环境特征,对于认识“广西运动”对华南地质作用的影响过程具有重要意义。本文通过对扬子区45条剖面进行实地考察或研究,开展了以生物地层学为主的综合地层学研究,旨在揭示志留纪晚期地层的时空分布特征;确定了志留纪晚期地层的划分对比,勾绘了扬子区志留纪晚期地层的2个分布区——周缘沉积区和台地内部沉积区,含有7个沉积亚区。周缘区发育正常海湾,以正常浅海沉积和动物化石类群为特征;而内部区发育表现“分散”,实属相互连通的极浅的陆表非正常海,以极浅水、淡化海、无正常浅海动物化石、陆生植物化石发育为特征。经剖面解析和综合讨论后确认:扬子区志留系发育不全,志留纪兰多维列世特列奇晚期到罗德洛世中晚期(约10 Myr)几乎空缺无沉积。上述认识进一步深化了对扬子上升的解译,并识别出4种表现型式。在大时间尺度上,扬子上升是扬子台地古生代地质发展史上规模最大的一次整体上升运动(沉积间断长达～40—～150Myr)。以剖面研究为依据,本文提出广西运动最早发生和最先结束均在珠江区,较扬子区发生早大约10Myr,结束早大约4—5Myr;广西运动最后作用的...     

柴北缘东段及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应

为研究柴北缘东部及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应,笔者等基于柴北缘东段红山、霍布逊及德令哈凹陷侏罗系野外地质调查,通过地层接触关系追踪、二维地震资料解释以及岩性岩相突变特征分析,同时与中国西北地区其他典型的盆地侏罗系发育特征进行对比分析,研究表明,在中国西北多个板块的相互作用的构造背景之下,柴北缘东段燕山期构造运动Ⅰ幕发生在早—中侏罗世,以古地理与古构造环境较为均一、发育粗碎屑凹陷、每个凹陷内具有幕式沉积充填特征,与中国西北其他盆地对比,此幕构造运动波及面大,但强度较弱,推测与中国西北周边各板块碰撞造山之后的伸展作用相关;燕山期构造运动Ⅱ幕发生在晚侏罗世—早白垩世,此幕构造运动导致古地理与古构造环境向新的环境转变,以中—上侏罗统之间的角度不整合、白垩系及晚侏罗统的残缺不全为特征,推测与拉萨地块与欧亚板块碰撞以及蒙古—鄂霍茨克洋的关闭及Kolyma—Omolon地块的碰撞有关。     

山西省冰雪运动气候适宜性评价

综合考虑温度、降雪量、风等因素,构建冰雪运动气候指数(ice-snow sport climate index,ISCI)评价模型,确定冰雪运动气候适应性分级标准。以山西省为例,定量评价冰雪运动的气候适宜性特征和空间分布状况。结果表明:全省冰雪运动气候指数平均值为5. 03,属于一般适宜等级; 38°N以北的大部分区域均适合发展冰雪运动产业,且未来气候适宜性呈现增强趋势。     

行星运动对台风生成频数与ENSO相互关系变化的影响

利用台风最佳路径数据集、1950—2016年厄尔尼诺和拉尼娜事件、赤道太平洋海温关键区海温和行星冲日等资料,运用统计方法研究了西北太平洋台风频数和ENSO的相互关系变化与行星运动的关系。结果发现:西北太平洋台风频数与ENSO之间相互关系的变化无论长周期还是短周期都与行星位置变化密切相关。从年代际变化来看,两者相互关系在1990年代初期(1993年前后)发生明显改变,在1993年之前,两者为显著的负相关关系,1950—1992年相关系数高达-0.439,检验通过了99%的置信水平,而且,台风频数的极多(少)年大多数与拉尼娜(厄尔尼诺)现象相对应,但在1993年之后两者变为明显的正相关关系。这一改变恰好发生在1993年7月12日出现太阳、地球、天王星、海王星四星一线的特殊星象,而在此前后的数年间,天王星、海王星两大行星同时都保持在6—7月冲日,对地球形成持续作用的引潮力迭加。从年际变化来看,两者的相关系数变化与火星、木星和土星的位置也存在明显的联系:相关系数的谷值与三大行星在夏至前后冲日相对应,其中与火星在夏至附近冲日(此时视赤纬具有负极值)对应的谷值最明显。通过谐波分析发现,相关系数变化的显著周期恰好与三大行星运动周期一致。     

西藏洛隆县巴曲冰湖溃决型泥石流演进过程模拟研究

巴曲冰湖溃决型泥石流紧邻川藏铁路某车站,可能对其建设及运营产生威胁。首先基于现场调查和遥感解译查明了巴曲泥石流的基本特征,采用规范公式计算了巴曲暴雨泥石流的动力学参数。然后采用无量纲堵塞指数（DBI）评价了巴曲沟内7个主要冰湖堰塞坝的稳定性。评价结果表明:巴曲1#冰湖堰塞坝的DBI值处于非稳定区,3#、4#和6#堰塞坝的DBI值处于非稳定区与稳定区之间,存在发生冰湖溃决的风险。最后,采用快速物质运动模拟软件（RAMMS）单相流数值方法,模拟分析了巴曲沟在4个极端场景下的冰湖溃决演进过程。模拟结果显示:巴曲冰湖溃决后的演进过程分为开始-汇流-冲出-停积四个阶段,共历时约4.5 h。在1#—4#及6#冰湖堰塞体全部溃决工况下,冰湖溃决泥石流在沟口的最大流速为5.92 m/s,最大深度为4.35 m,最大流量为1 954.42 m3/s,为暴雨型泥石流的5.1倍。除此之外,4个场景下冰湖溃决洪水的影响范围都经过拟建车站,泥石流最大深度分别为1.91,3.36,1.53,4.35 m。因此在车站设计时需采取排导槽或导流堤等工程措施进行防护治理。上述研究结果可为川藏铁路选线及青藏高原东部地区的冰湖溃决型泥石流防治提供参考。     

非构造形变对中国大陆GNSS基准站垂向周期运动的影响

解算陆态网络2011~2013年GNSS基准站,获取其坐标时间序列,并定量计算非潮汐海洋、大气、积雪和土壤湿度对测站产生的非构造形变,以修正GNSS垂向时间序列。修正后,GNSS垂向序列特性发生显著变化:周年运动振幅和初相均发生明显变化,振幅明显缩小(个别站增大),缩小幅度因不同区域而存在差异;修正前相位与修正后存在一定的系统偏差,大约滞后2~3个月,这种系统偏差可能是GNSS测站对地球物理因素"迟钝反应"的综合表现;半周年运动的变化主要体现在振幅上,缩小幅度在1mm左右。