湖泊蒸发观测与计算方法研究进展

湖泊蒸发是连接湖泊水分循环与能量平衡的关键纽带之一,认识湖泊蒸发过程对于理解湖-气间相互作用机制十分重要。然而,由于湖泊的形态结构、地理位置和气候背景不同,各湖泊在不同时间尺度上的蒸发特征不同。湖泊蒸发存在复杂的物理驱动过程、时间尺度相关的反馈以及空间异质性。准确地捕捉并量化湖泊蒸发过程,仍是湖沼学、水文学和气象学等学科的重要研究内容。本文首先介绍了湖泊蒸发的主要观测手段,然后概述了湖泊蒸发在日内、季节、年际、年代际四种不同时间尺度的变化特征;梳理了不同时间尺度各要素对湖泊蒸发的影响,以及湖泊蒸发与湖泊面积和深度等形态结构特性及纬度和海拔等地理因素之间的关系;对自涡度相关技术等高精度仪器应用以来的湖泊蒸发研究进展做出了总结。     

基于BIM的建筑地震受损程度评估模型设计

由于在变形和累积耗能的建筑地震受损程度评估模型,是将建筑划分为五个状态水平,未研究建筑环境性能,评估结果误差较大。因此设计基于BIM的建筑地震受损程度评估模型,采用基于BIM的建筑环境研究与评估方法,考虑建筑环境性能,基于这个思路,依据混凝土单轴Mazars损伤模型,获取三轴状态中的损伤演化方程,得到应变大于损伤阈值时损伤演化方程增量形式,构建混凝土损伤评估模型。经实验证明,所设计模型在地震峰值加速度小于0.31g时,建筑结构大致无缺,在峰值加速度是0.61g时,建筑地震受损指数超过0.8,建筑倒塌;所设计模型评估的平均误差低于0.03,平均评估时间是2.86 s,说明所设计模型能够有效评估建筑地震受损程度,且精度和效率较高。     

2013年芦山地震震源区地壳介质地震波速变化的特征分析

为探究芦山M7.0级地震后5年多来,震源区龙门山断裂带西南段介质波速的变化规律,本文基于2012年4月至2018年4月共6年的连续波形数据,运用移动窗互谱与频域偏振等分析方法,结合背景噪声源的特性,对不同深度范围内的相对波速变化以及震后的恢复过程与机制进行了研究.获得的主要认识包括：（1）年尺度而言,震源区周期为1~20 s的背景噪声场相对稳定,但成分复杂、2~10 s频带内至少存在2个能量相对稳定的噪声源;不同周期噪声的能量,在月变与季节性上的变化特征差异明显.（2）获得了长时间尺度、不同频带内介质相对波速的背景变化水平,1~2 s、2~4 s的波动幅度（约为±0.04%）与季节性变化规律强于4~10 s、10~20 s的,结合与降雨量相关的地下水位模型能很好地解释其变化规律.（3）震源区的同震波速降低现象清晰,降幅约为0.08%~0.1%;空间上,波速下降最为显著的区域主要集中在龙门山断裂带两侧约70 km范围内,其中四川盆地一侧平均约为0.1%,略高于青藏高原（0.08%）一侧;在断裂带内的降速不显著.对不同子频带进行测量的结果显示,震后除10~20 s外,其余3个子频带的相对波速在震后较短时间内（约20天左右）均出现较大幅度的波速降低现象,其中4~10 s的平均降速最大（约为0.08%）,分析认为主震及大量余震的松弛效应是引起介质波速下降的主要原因.（4）震后大约1年左右,波速变化基本恢复到震前水平,且至2018年4月前未观察到大幅的波速变化现象,总体上各频带内的结果均沿零线小幅波动.     

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.     

利用自洽方程计算法分析天山中段分量钻孔应变资料可靠性

根据天山中段8套四分量钻孔应变仪观测资料,利用自洽方程计算应变观测的信度,用信度指标检验数据的可靠性,从而进一步用自洽方程计算实际各元件灵敏度的相对大小,并用相对标定的结果,对观测数据进行校正。结果表明:①石场、巴仑台、巴音沟、雀儿沟、榆树沟和库米什台经过校正后,数据观测信度有了明显提升,其中石场和雀儿沟台的数据信度最高;②库米什台校正前数据观测信度较高,因个别“坏点”影响,校正后,观测信度反而下降;③小泉沟和新源台数据信度较低,存在从自洽到失洽的情况,分析认为这可能与系统自身存在问题有关,也有可能是前兆异常,有待进一步研究。     

藏南羊卓雍错湖面大气湍流特征观测分析

湍流运动是大气边界层的本质特征,是地表与大气之间能量和物质交换的主要方式.本文利用2016和2017年4-10月藏南羊卓雍错湖泊涡动观测资料,分析了湖面大气湍流方差和湍流特征量的统计和变化特征.结果表明：（1）不稳定层结下,三维风速分量和超声虚温、水汽密度、CO₂密度的无量纲标准差随稳定度变化符合Monin-Obukhov相似理论的"1/3"或"-1/3"次幂律,垂直风速的拟合效果最好;稳定层结下,除CO₂密度无量纲标准差与稳定度无明显关系外,其他量基本上满足相似性规律;中性条件下,以上物理量的无量纲标准差分别趋近常数：3.57、3.93、0.77、20.91、6.35和11.96.（2）水平方向平均湍流强度（0.60和0.58）大于垂直方向（0.13）,三维方向湍流强度与平均风速的变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.39、-0.42和-0.34.（3）湖面湍流动能随风速呈线性增长,增长率达0.45 m/s;近中性层结时湍流动能最大,层结越稳定或不稳定湍流动能均减小.（4）湖泊下午到傍晚动量输送较强,13：00-22：30时间段平均动量通量达0.091 kg/（m·s²）;热量输送以潜热为主,潜热通量日平均值（77.3 W/m²）是感热通量（14.6 W/m²）的5.3倍,感热和潜热通量日变化峰值分别出现在5：30（22.4 W/m²）和16：00（106.6 W/m²）.     

安徽太平湖水库初级生产力时空分布及分析

安徽太平湖是2014年国家列入的重点保护湖泊之一,鉴于其生物本底资料的缺乏,于2012年11月至2014年10月,从上游至下游选取H1、H2、H3、H4、H5共5个样点,采用黑白瓶法对太平湖的初级生产力进行为期2年的调查研究.结果显示,太平湖水柱毛初级生产力、水柱净初级生产力和水柱呼吸量的平均值分别为4.54±6.72、-1.82±7.77和6.50±7.62 g/(m2·d).时间分布上,水柱毛初级生产力出现3个峰值,分别在2012年11月、2013年5月和2014年7月,呼吸量在2013年7月份出现远高于其他月份的峰值,达到了16.04 g/(m2·d),水柱毛初级生产力季节变化表现为夏季秋季春季冬季.太平湖初级生产力存在显著的空间差异,水平分布上毛初级生产力与呼吸量的水平分布相似,湖心H3样点最小,下游的H4、H5样点较高;垂直分布显示,毛初级生产力主要贡献在表层和1SD层,并沿水深逐渐降低,呼吸量的垂直分布与毛初级生产力不同,最高值出现在1SD和2SD层,各层净初级生产力的值均较小,无明显峰值或谷值.研究表明,太平湖水库水柱的P/R系数小于1,但最高生产力层(表层)的P/R系数大于1.相关分析显示水柱毛初级生产力与温度和湖深呈显著正相关,与其它环境因子相关性不明显.     

深水陡坡带绕射多次波压制方法研究

在深水陡坡带和复杂海底构造区域,即使采用长电缆,由绕射产生的自由表面相关多次波因为传播方向的异变,仍然难以避免在自由表面发生下行反射的反射点位置位于电缆长度范围之外,造成预测多次波的近偏移距信息不足或者负偏移距信息缺失等问题,以致不能准确地预测和压制陡坡带的绕射多次波.本文在常规反馈迭代自由表面多次波压制方法的基础上做出相应改进,将邻炮的炮记录依照炮点、检波点互换原理引入到反馈迭代循环当中,补充绕射多次波预测所需要的近偏移距和负偏移距信息.经过Sigsbee2b模型和实际资料测试,达到较好压制深水陡坡带的自由表面相关绕射多次波的目地.     

山西省县域经济发展差异的时空演化分析

利用核密度估计方法和探索性空间数据分析方法,以山西省107个县域为基本的研究对象,采用2000-2011年的县域人均GDP数据,定量分析了这12年间山西省县域经济的时变特征、空间相关性及其演化趋势.结果显示:山西省县域经济发展总体水平较低,县域经济发展差异显著;晋南地带的经济发展水平明显高于晋北和晋中地带,县域经济发展表现出一定程度的集聚,但远未形成能够带动县域经济发展的稳定的核心区域.在晋北和晋中地带没有出现以大同、太原等盆地县域为中心的带动经济发展的核心县域集聚群,仅在晋南地带出现了以临汾等盆地县域为中心的较高发展水平的县域集聚群;县域经济增长的热点区域自2004年趋于消失,县域经济增长的空间差异比较突出,没有形成增长集聚区域.     

黄海海表温度与冷水团年际变化关系的分析研究

基于NOAA提供的1982—2016年日平均OISST.V2数据、大面站观测数据以及FVCOM数值模拟数据,在分析黄海冷水团的年际变化规律以及SST变化特征的基础上,确定了黄海SST和冷水团特征参数,采用相关分析方法,探究黄海SST与冷水团的相关关系。结果表明:黄海冷水团8℃等温线包围面积年际变化幅度最大,9℃等温线次之,10℃等温线包围面积年际变化幅度最小;北黄海冷水团冷中心大小和位置均比南黄海冷水团更稳定;受到地形限制,冷水团冷中心虽然每年位置变化较大,但活动范围较为固定。通过对黄海SST和冷水团特征参数的相关分析,发现冬季9℃等温线到达的纬度与黄海暖流流量和冷水团面积之间均存在较好的相关关系,尤其是冷水团与前一年冬季表层9℃等温线到达纬度相关程度更高,这说明冬季黄海SST不仅能够反映黄海暖流的强弱,也能够反映第二年夏季黄海冷水团的强弱。