激光干涉引力波探测器的参量不稳定性问题及其研究进展

在激光干涉引力波探测器的干涉臂中,激光的功率非常高。这一设计降低了量子散粒噪声对探测灵敏度的影响,但却给引力波探测带来了参量不稳定性问题。激光干涉引力波探测器中的参量不稳定性问题由其臂腔内光学模与测试物质的声学模之间的相互作用引起,它使得测试物质的振荡呈指数型增长,最终可导致臂腔无法正常工作。从参量不稳定性问题的首次提出到今天,人们通过理论计算、模拟以及实验,提出且验证了多种抑制参量不稳定性问题的办法。首先回顾了激光干涉引力波探测器中参量不稳定性问题的研究过程,然后对参量不稳定性问题的理论模型进行了简单的介绍,最后着重分析了包括环形加热器、静电驱动器以及声学模阻尼器在内的三种目前比较重要的解决参量不稳定性问题的方法,并介绍了几种在未来值得尝试的新方法:使用阵列加热器改变探测器测试物质的形状,利用光学反馈来抑制探测器臂腔内的高阶模强度,以及设计消除参量不稳定性隐患的新一代探测器。     

论河南“75.8”特大暴雨的研究:回顾与评述

“75.8”河南特大暴雨的发生已经过去40年了,它在人们的记忆中留下深刻的印象。这场暴雨在1975年8月5—7日3 d之内在河南南部的局部地区降下了1605 mm的总雨量,1、3、6、12 h雨量均破中国降水的历史记录。由于水库垮坝,洪水夺走了该区约2万6千人的生命,经济损失巨大。在这40年间,中国的暴雨研究和预报都取得了重大的进展。其中一个重要原因是中国的气象和水文部门从这场空前强烈的大暴雨和大洪水事件中吸取了宝贵的经验教训,多年来,以这场超级大暴雨洪水为借鉴,不断促进和鼓励中国气象学家向暴雨研究和预报发展的更高目标前进。有感于此,回顾和评述了当年老一辈科学家在比较艰苦的条件下所进行的这次大暴雨的研究活动,以及所获得的卓越科学成果。即使从今天来看,其中不少成果也具有创新性的意义,在中国暴雨研究的发展史上,占有十分重要甚至里程碑式的地位。文中重点对其中的关键科学问题进行了评述,包括:(1)“75.8”特大暴雨的雨情和极值;(2)“75.8”特大暴雨发生的原因;(3)“75.8”特大暴雨的动力诊断;(4)暴雨中尺度分析;(5)地形对暴雨的增幅作用。希望以此纪念河南“75.8”特大暴雨发生40周年,并表达对参与此次研究活动的老一辈科学家深深的怀念和敬意。     

中国不同气候区土壤湿度特征及其气候响应

为获得中国不同气候区各层深度土壤湿度变化特征及其对气候变化的响应,利用中国区域台站观测土壤湿度资料、降水及气温资料,采用趋势、相关性分析及突变检验等方法,讨论了东北、河套、江淮区域1981~1999年不同深度土壤湿度变化特征及其对气温、降水的响应。结果表明:东北、江淮地区为土壤湿度高值区,河套地区为土壤湿度低值区,土壤湿度由浅层至深层呈上升趋势;东北、河套地区降水和土壤湿度变化呈正相关,江淮地区降水和土壤湿度呈负相关;东北、河套地区气温和土壤湿度变化呈负相关,江淮地区气温与土壤湿度呈正相关关系。土壤湿度对降水的响应比对气温变化的响应更加显著。     

基于OMI卫星数据的城市对流层NO2变化趋势研究

利用OMNO2全球产品卫星遥感资料研究科技城市北京、交通城市黄骅港、旅游城市三亚、特区城市深圳和工业城市抚顺的NO2月平均变化情况。通过Beat软件和IDL联合编程对该产品进行处理,得到各城市对流层NO2垂直柱密度的月平均值;对各城市2004年10月至2007年10月的NO2月平均变化进行线性正弦模型模拟,得到月平均变化趋势和月增长率,并评价变化趋势的精度。结果显示,各城市在冬季NO2对流层垂直柱密度较大,夏季较小,季节性循环明显。北京、黄骅港、三亚、抚顺在这段时间NO2总体呈增加趋势,从大到小依次是:抚顺、北京、黄骅港和三亚,深圳呈减少趋势。根据趋势显著性判别准则,各城市的NO2月平均变化均显著。另外相对于2004年10月,月相对增长率从大到小依次是抚顺、三亚、黄骅港、北京、深圳,其中深圳的NO2呈现负增长。     

社区旅游与社区休闲相互作用机制研究

对于社区的可持续发展来说,社区休闲相对于社区旅游来说同样具有十分重要的意义。本文首先对社区旅游和社区休闲两个重要的概念进行界定与辨析,探讨两者之间相互制约的关系,最后得出两者互动发展结构模式图。     

武安煤田隐伏陷落柱发育特征研究

武安煤田岩溶陷落柱相对比较发育,是开采下组煤过程中底板水害的重要导水通道,分析确定陷落柱的发育规律及导水性对矿井安全具有重大作用。在以往采掘和勘探孔揭露的基础上,利用水平分支孔对陷落柱在奥灰中赋存状态和导水性进行探查。依据水平分支孔的岩屑(心)和自然伽马、消耗量等数据发现本区岩溶陷落柱在奥灰中发育形状多为不规则型,中心轴为歪斜型,距向斜轴部距离越近,形状不规则性越明显,陷落柱的长短轴可能发生扭转。该区陷落柱柱体分布符合“三带”理论,多为半整体陷落柱,其导水性与岩溶发育程度和富导水性相关,外围影响带和边缘过渡带普遍导水。     

波浪作用下孔隙海床-管线动力相互作用分析

波浪作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而,在目前的海床响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线之间的相互作用效应,同时也没有考虑土体和管线加速度对海床动力响应的惯性影响,从而无法确定由此所引起的管线内应力。为此考虑管线的柔性,分别采用饱和孔隙介质的Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出了海床与管线的控制方程,进而采用摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,基于有限元方法建立了海床-管线相互作用的计算模型及其数值算法。通过变动参数对比计算讨论了管线几何尺寸、海床土性参数对波浪所引起的管线周围海床孔隙水压力和管线内应力的影响。     

关于底侵作用和拆沉作用在南海中的指示意义

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海。许多学者对其成因模式和动力学机制进行过多方面的探讨,但往往只注重地壳浅部和侧向碰撞的研究,而忽视了深部的壳幔相互作用。从地形地貌、岩石地球化学、地球物理学、岩相古地理学等地质事实出发,论述了南海存在着大规模的底侵作用和拆沉作用,并在前人研究的基础上,建立了简单的以底侵作用和拆沉作用为主的壳幔相互作用模型来模拟南海的形成演化过程,指出底侵作用和拆沉作用是南海形成演化过程中深部的主要推动力,对南海的形成演化有着非常重要的影响。     

地震波形分类技术在地质异常体解释中的应用

地震波形分类技术具有统计地震信号总体变化和反映这种变化分布规律的特点,是地震属性分析技术的重要延伸,在地质异常体解释方面具有良好的应用效果。高密度三维地震资料具有高信噪比,高分辨率和高保真度的特点,尝试利用波形分类技术对高密度三维地震资料反映的煤层赋存状态、岩浆岩侵入区进行预测,并对陷落柱解释方法进行了研究。井下巷道实际揭露和钻孔验证结果表明：波形分类方法解释的地质异常体精度高、圈定范围准确,可以为煤矿安全开采提供精准的地质资料。     

黄土沉积与地球圈层相互作用

黄土是地球上分布最为广泛的沉积物之一,黄土的分布区也是旱作农业起源地和古文明的发祥地,养育了地球上数以亿计的人口。作为一种风力搬运的沉积物,黄土也是古气候变化的重要信息载体。长期以来,中外科学家已经对黄土的物理学、地球化学、沉积学、古气候学等开展了多学科的综合研究,取得了瞩目的成就。本文旨在从地球系统科学角度出发,将黄土物质的产生、搬运、堆积及沉积后的成土过程与地球岩石圈、水圈（包括冰冻圈）、大气圈、生物圈的演化联系起来,将黄土作为一个窗口,揭示出看似单一的地质事件（黄土沉积）与地球圈层相互作用之间的内在关联。