一个海气耦合模式模拟的云辐射过程

利用NCC/IAP T63海气耦合模式进行了20 a积分,详细分析了模式对云量及其辐射影响的模拟能力。结果表明,模式能够模拟出云量分布的基本特征,但同ISCCP卫星观测资料及ERA再分析资料相比还存在较大的差距,总体表现为模拟的云量偏小,尤其是海洋上部分地区出现了异常的低值区。通过对云量方案的改进,明显改善了两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上空低云的模拟。但模式对热带印度洋到西太平洋地区云量的模拟仍然存在明显的偏差,这主要是由于模式对该地区强对流云模拟能力差,造成该地区高云模拟存在较大的误差。对辐射及其云辐射强迫的分析表明,模式对长波及其云辐射强迫的模拟要明显好于短波。短波辐射模拟的偏差主要是由于短波云辐射强迫模拟过小、耦合模式对积雪和海冰模拟较差、以及未考虑气溶胶的影响等原因共同引起的;而长波辐射模拟的差距主要是云量以及下垫面温度模拟不足造成的。相应于云量方案的改进,两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上辐射(尤其是短波辐射)的模拟有了明显的改善,这也明显改进了这些地区的净辐射模拟。     

四川省地文景观和水域景观资源分类方案研讨

四川省位于我国西南腹地、长江上游和我国陆地三级阶梯中的一、二级阶梯之间,由于地质构造和地貌的独特性、复杂性和多样性,所形成的地文景观和水域景观等自然景观丰富、类型多样,成为中国乃至全世界地质景观最为丰富、最具特色的地区之一,按2017年底发布实施的《旅游资源分类、调查与评价》分类方案不能很好地反映出四川省地文景观和水域景观特色与亮点,为此,在充分研究国标基础上,结合其他相关规范以及全省地文景观和水域景观特色,依据资源现存状况、形态、特性、特征主要分类原则将地文景观和水域景观划分为8亚类34基本类型,其中前者4亚类21基本类型、后者4亚类13基本类型,与国标相比,取消了四川没有的海面1个亚类及其相应的3个基本类型以及不便于识别的垂直自然带1个基本类型,划分的基本类型与国标一致的有16个、修改完善的有7个、新增加的有11个。对四川景观资源分类方案进行研讨。     

考虑强震激励的某核岛厂房非岩性地基不同处理方案的对比研究

如何选取非岩性地基的处理方案对于不满足抗震适应性要求的核岛厂房地基而言具有重要的工程实用价值。结合国内某内陆核电不符合抗震适应性要求的实际厂址条件,给出地基处理方案评价的数值计算模型及分析过程。首先针对该核电工程实际项目,提出嵌岩桩、CFG桩及水泥土搅拌桩三种地基预处理方案,并以规范法验证处理后地基的承载力要求;进而通过建立非岩性地基条件下的桩-土-结构动力相互作用计算模型来综合考虑各方案对核岛厂房的地震响应影响,其中通过引入黏性人工边界和能量传递边界模拟无限地基辐射阻尼效应,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,并基于上述有限元模型以全耦合方式考虑群桩效应的影响;最后从满足厂址地基适应性和经济效益两方面进行综合评价,给出针对本工程的最佳设计方案。该分析方法及研究成果可为类似条件下的核岛厂房非岩性地基处理方案的比选问题提供借鉴与参考。     

修正辛格式有限元法的地震波场模拟

三角网格有限元法具有网格剖分的灵活性,能有效模拟地震波在复杂介质中的传播.但传统有限元法用于地震波场模拟时计算效率较低,消耗较大计算资源.本文采用改进的核矩阵存储(IKMS)策略以提高有限元法的计算效率,该方法不用组合总体刚度矩阵,且相比于常规有限元法节省成倍的内存.对于时间离散,将有限元离散后的地震波运动方程变换至Hamilton体系,在显式二阶辛Runge-Kutta-Nystr9m(RKN)格式的基础之上加入额外空间离散算子构造修正辛差分格式,通过Taylor展开式得到具有四阶时间精度时间格式,且辛系数全为正数.本文从理论上分析了时空改进方法相比传统辛-有限元方法在频散压制、稳定性提升等方面的优势.数值算例进一步证实本方法具有内存消耗少、稳定性强和数值频散弱等优点.     

模型扩展和地形平化起伏地形处理方案在地震走时层析成像中的对比研究

中国大陆中西部普遍具有强烈的地形起伏,起伏地形会对地震资料的处理分析产生严重干扰.精细处理起伏地形成为高精度地震成像的必然要求.传统方法通过填充低速介质将不规则模型扩展为规则模型来处理起伏地形.近年来,借助坐标变换将物理空间不规则模型转换为计算空间规则模型的地形平化方法,为解决起伏地形问题提供了新思路.本文基于经典的模型扩展和新发展的地形平化方法分别处理起伏地形,从走时正演、射线追踪和反演成像三个方面,全面细致地评判了两种地形处理方法在起伏地形层析成像中的适用性和有效性.结果表明,模型扩展中阶梯状近似和填充介质速度参与计算,会造成起伏地形走时计算精度损失,出现虚假射线路径和错误出射角,导致反演分辨率降低,成像结果模糊甚至失真;地形平化中采用贴体网格参数化,能够保证离散模型完全匹配起伏地形,并且保持起伏地形在物理空间和计算空间中均为自由表面.在此基础上发展的层析成像技术具有高度的保真性,有效地处理了地形起伏效应,为起伏地形区域精细速度成像提供了有力的技术保障.     

六分量弹性波场数值模拟与分析

地震波传播过程中,质点的振动不仅包括三个独立的平移部分,还包括三个独立的旋转部分.本文基于一阶速度-应力弹性波方程,采用分裂完全匹配层(SPML)的吸收边界条件,推导了时间导数二阶精度和空间导数高阶精度的交错网格有限差分格式的弹性波速度与应力各分量计算公式,模拟了各向同性介质中均匀模型和层状模型下的六分量波场,并对二维各向同性层状模型下的三个分量地震记录做高分辨率线性拉东变换得到各自的频散能谱.数值模拟分析结果表明:(1)旋转分量的能量要比平动分量弱的多;(2)在平动分量上,面波能量强,频率低,反射P波能量较强,反射S波能量稍弱;在旋转分量上,反射P波能量很弱,S波能量强;(3)与平动分量相比,旋转分量的频散能谱效果更好,能看到基阶和完整的高阶面波,即旋转分量能反映更多的地下介质信息.     

Flood routing based on diffusion wave equation using mixing cell method

A one-dimensional non-linear diffusion wave equation is derived from the Saint Venant equations with neglect of the inertia terms. This non-linear equation has no general analytical solution. Numerical schemes are therefore employed to discretize the space and time axes and convert the differential equation to difference form. In this study, the mixing cell method is used to convert the diffusion wave equation to difference form, in which the difference term can be eliminated by selecting an optimal space step size Δx when time step size Δt is given. When the time step size Δt→0, the space step size Δx=Q/(2S₀BC]_k) where Q is discharge, S₀ is bed slope, B is channel width and C_k is kinematic wave celerity, which is the same as the characteristic length proposed by Kalinin and Milyukov. The results of application to two cases show that the mixing cell and linear channel flow routing methods produce hydrographs that are in agreement with the observed flood hydrographs. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

重磁场多尺度分析原理

介绍了连续小波变换,离散小波变换,框架理论和多分辨分析（多尺度分析）等小波分析的基本方法原理以及第二代小波（升降方案）,以及近年来小波分析在重磁场中的应用成果（包划常识别,异常分离,信号云噪,重磁下延,反演成像等方面）。在对其进行仔细分析的基础上,指出目前小波分析在重磁场领域应用中存在的问题,诸如如何选择一个较优的小波母函数,并提出相应的解决思路－模型小波。     

矿渣型泥石流发育特征及危险性评价

大西岔沟地质环境复杂,节理、裂隙发育,在各支沟及主沟中,填埋了36万多方以碎石土为主的高、陡矿渣堆.这些矿渣以台阶状层叠堆放的形式填满整个沟谷,严重堵塞水路,并且矿渣堆的稳定性较差,透水性较好,再加上暴雨雨量大,汇流集中,大西岔沟已具备了泥石流灾害爆发的条件.结合洪峰流量对大西岔沟泥石流的启动条件进行分析,极容易发生泥石流.对于像大西岔沟的这种矿渣型泥石流,其主要形成水石流,具有固体物源补给方量大、产流区集中、容易启动、流通距离短和破坏性大的发育特征,其固体物质补给主要以冲、洪沟的侧蚀、揭底补给、渣堆失稳和坡面漫流冲刷补给为主.在此基础上,提出了以排导和固渣相结合的治理方案,即在沟谷中修建大量的排水沟,能第一时间排走洪水,同时对渣堆进行放坡处理,以增加渣堆的自稳能力.     

陆面数据同化系统误差问题研究综述

同化系统中的误差问题一直被认为是制约数据同化性能的瓶颈问题。从分析陆面数据同化系统的误差问题研究现状出发,统一定义了同化系统的误差来源及误差表现,简要综述了顺序同化方法及连续同化方法中的误差定义和相关理论问题。从误差估计的角度,重点介绍了目前研究中各种误差估计的方法和面临的困难。针对误差处理方法的研究,介绍了在集合数据...