末次冰盛期时吉兰泰盐湖的湖泊状态与古气候特征

通过现代季风边缘区的吉兰泰盐湖钻孔JLT11-A孔沉积岩芯的矿物分析,结合地层盘星藻的含量探讨末次冰盛期(LGM)时湖泊的状态和古气候特征。结果显示:在LGM时吉兰泰湖泊沉积矿物主要是石英、长石为主的碎屑岩沉积,含量在85%左右,显示出陆源碎屑矿物的高输入状态,可能指示区域寒冷干旱的环境;其次是以方解石为主的碳酸盐的沉积,含量约为10%;氯化物为主的石盐类矿物一般不足5%,但持续存在,指示湖泊仍然有较高的盐度,因此地层中的淡水藻类盘星藻可能是由河流输入。由于陆源碎屑矿物输入强烈,矿物组合可能难以直接指示吉兰泰盐湖湖水状态。区域的干冷的气候与大多数的古气候记录一致,而与新疆西部的冷湿的环境不同。对比邻近区域的古气候研究结果发现,本区域在LGM时段夏季降水相对于冰消期偏多,而相对于MIS3阶段晚期偏少,整体夏季风减弱。吉兰泰盐湖末次冰盛期到末次冰消期以来矿物组合的变化表明,湖泊环境可能受到夏季太阳辐射、全球与区域温度变化以及夏季风强弱变化的影响。     

最大准则优化技术在贴体网格中的应用

贴体网格在地质数值模拟中具有广阔的应用前景,为解决贴体网格生成时边界离散问题,提出了最大长度准则和最大面积准则,把曲线逼近和曲面网格优化问题转化为数学优化问题,为求解该问题,提出了改进的单粒子优化算法.试验表明,最大长度准则和最大面积准则的优化效果好于常规方法;以改进的单粒子优化算法求解该问题时,计算效率是智能单粒子优化算法的30倍左右（节点量为200）,从而实现最大长度准则和最大面积准则在贴体网格生成中的应用.针对最大面积准则优化曲面网格不能控制网格步长的情况,提出了限定步长的网格优化算法,使网格步长合理化,并通过实例验证了该算法的有效性.研究成果提供了生成贴体网格时边界优化准则和求解方法,对今后复杂边界的贴体网格生成具有重要意义.     

Reconstructing historic Glacial Lake Outburst Floods through numerical modelling and geomorphological assessment: Extreme events in the Himalaya

Recession of high‐mountain glaciers in response to climatic change frequently results in the development of moraine‐dammed glacial lakes. Moraine dam failure is often accompanied by the release of large volumes of water and sediment, termed a Glacial Lake Outburst Flood (GLOF). Chukhung Glacier is a small (~3 km²) receding valley glacier in Mt. Everest (Sagarmatha) National Park, Nepal. Unlike many Himalayan glaciers, which possess a thick mantle of supraglacial debris, its surface is relatively clean. The glacier terminus has receded 1.3 km from its maximum Holocene position, and in doing so provided the space for an ice‐contact moraine‐dammed lake to develop. The lake had a maximum volume of 5.5 × 10⁵ m³ and drained as a result of breaching of the terminal moraine. An estimated 1.3 × 10⁵ m³ of material was removed from the terminal moraine during breach development. Numerical dam‐breach modelling, implemented within a Generalised Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) framework, was used to investigate a range of moraine‐dam failure scenarios. Reconstructed outflow peak discharges, including failure via overtopping and piping mechanisms, are in the range 146–2200 m³ s^‐1. Results from two‐dimensional hydrodynamic GLOF modelling indicate that maximum local flow depths may have exceeded 9 m, with maximum flow velocities exceeding 20 m s^‐1 within 700 m of the breach. The floodwaters mobilised a significant amount of material, sourced mostly from the expanding breach, forming a 300 m long and 100 m wide debris fan originating at the breach exit. moraine‐dam. These results also suggest that inundation of the entire floodplain may have been achieved within ten minutes of initial breach development, suggesting that debris fan development was rapid. We discuss the key glaciological and geomorphological factors that have determined the evolution of a hazardous moraine‐dammed lake complex and the subsequent generation of a GLOF and its geomorphological impact. © 2014 The Authors. Earth Surface Processes and Landforms published by John Wiley & Sons Ltd.     

中亚地震目录震级转换及其完整性分析

为编制能够应用于地震危险性分析的中亚地区统一震级标度为矩震级的地震目录,从国际地震中心（ISC）下载得到该地区1907-2012年的地震数据,该数据包含众多机构不同震级标度的地震记录.以MW,GCMT为参考机构震级标度,并用最小二乘法拟合了其他机构震级标度与MW,GCMT之间的转换关系.在挑选某次地震事件的唯一震级记录时,以对应转换关系的相关系数大且剩余标准差小为准则进行筛选.对于少量没有震级转换关系或者拟合优度过差的地震记录,使用间接转换关系或者全球转换关系予以补充转换.震级转换后,用时空窗法删除前余震,并考虑构造环境和地震活动水平的空间差异性将研究区划分成5个子区域.采用地震记录时间累积曲线法、最大曲率法（MAXC）和拟合优度检验法（GFT）综合分析各个分区的最小完整震级（MC）,并在此基础上用极大似然法拟合相应的地震活动性参数.结果表明,每种完整性分析方法各具一定的优缺点,但采用综合分析的方法能够得出最佳的MC.地震记录时间累积曲线法能分析出高质量地震目录的起始时间,以作为后两种方法的基础,但容易受到地震活动水平随时间波动的影响.由于研究区目录质量较差,最大曲率法误差过大以至于只能作为其他方法的补充,拟合优度检验法的GFT参数也普遍只能达到80％左右.GFT最大值点可能并不对应MC,但是MC通常都在GFT极大值点取得.5个分区1964-2012年的MC普遍在Mw4.8左右,b值在1.136-1.514之间波动.     

Implications of subsurface thermal–hydraulic–mechanical processes associated with glaciation on Shield flow system evolution and performance assessment

A deep geologic repository (DGR) situated on the Canadian Shield will be subject to long-term climate change that will markedly alter surface conditions as a result of glaciation and permafrost penetration. Systematic, two-dimensional and three-dimensional coupled thermal–hydraulic–mechanical finite-element simulations with varying degrees of coupling, including depth-dependent salinity (represented as a change in groundwater density) and temperature-dependent density and viscosity, were undertaken to address the implications of glaciation on groundwater flow system dynamics as it could affect DGR performance. The modelling domain consisted of a 1.6-km deep sub-regional scale (≈100 km²) fractured Shield flow system. Initial and transient thermal, hydraulic and mechanical boundary conditions were developed from two realizations of the University of Toronto Glacial Systems Model of the last Laurentide glaciation. Results indicate that during the glacial loading/unloading cycle, for this particular conceptual model, there is limited penetration of glacial meltwaters to depth and small residual anomalous hydraulic head. During glacial coverage, the mechanical factor of safety increases in the moderately fractured and sparsely fractured rock mass, but principal effective stress reorientation also occurs. Given the assumed nonglacial in situ state of stress and mechanical properties, the fracture zones were predicted to be less stable under glacial conditions.

末次冰消期以来东海内陆架古环境演化

通过对位于浙—闽沿岸泥质带的EC2005孔岩性、粒度以及AMS14C年代分析,探讨了研究区自末次冰消期以来的古沉积环境演化,认为是湖水或海水深度、气候变化等综合影响的结果。岩芯底部60.20～41.00 m（17.3～13.1 ka BP）为湖泊三角洲沉积序列,可划分为前三角洲—三角洲前缘—三角洲平原三个沉积亚相,物质来源主要是湖盆流域物质的输入。随着海平面的逐渐上升,海水自13.1 ka BP开始侵入研究区,形成了41.00 m的海相沉积地层,可划分为前滨—近滨—浅海三个沉积亚相,与海平面变化曲线具有良好的对应。自12.3 ka BP开始,研究区受到沿岸流影响,长江物质开始影响研究区,7.3 ka BP以来主要是来自长江的悬浮体在沿岸流作用下输送沉积而形成,稳定的泥质沉积物开始形成。全球性重要气候事件如新仙女木事件、8.2 ka冷事件在东海内陆架沉积物中也得到了良好揭示。     

2001年1月26日高纬磁层顶通量管事件的观测研究

2001年1月26日11:10～11:40UT, ClusterⅡ卫星簇位于午后高纬磁鞘边界层和磁鞘区,此 时行星际磁场Bz为南向. 本文对在此期间观测到的多次磁通量管事件作了详细的研究 ,获得一系列的新发现：（1）高纬磁鞘边界层磁通量管的出现具有准周期性,周期约为78s ,比目前已知的磁层顶向阳面FTE的平均周期（8～11min）小得多. （2）这些通量管都具有 强的核心磁场;其主轴多数在磁场最小变化方向,少数在中间变化方向,有些无法用PAA判 定其方向（需要用电流管PAA确定）,这与卫星穿越通量管的相对路径有关. （3）每个事件 都存在很好的HT参考系,在HT参考系中这些通量管是准定常态结构;所有通量管都沿磁层顶 表面运动,速度方向大体相同,都来自晨侧下方. 通量管的径向尺度为1～2RE, 与通 常的FTE通量管相当. （4）起源于磁层的强能离子大体上沿着管轴方向由磁层向磁鞘运动; 起源于太阳风的热等离子体沿管轴向磁层传输. 通量管为太阳风等离子体向磁层输运和磁层 粒子向行星际空间逃逸提供了通道. （5）每个通量管事件都伴随有晨昏电场的反转,该电 场为对流电场.     

1989年3月特强磁暴期间的电离层暴

用欧亚大陆地面电离层垂测站资料考察1989年3月12～16日磁暴期间的电离层暴形态及其发展变化. 特强磁暴引发的电离层暴是全球性的,但自磁层沉降的高能粒子对热层低部的加热程度及区域分布不同,因而各经度链区域内电离层暴的特征也有所差异. 本文研究表明,与理论推断对照,欧洲地区内F2层最大电子密度NmaxF2(或f0F2)并不出现正暴现象,而负暴自高纬向低纬的发展则与典型的热层环流结果相符. 此外,此磁暴过程期间在中低纬区存在明显的波动过程. 在亚洲高纬地区,磁暴初期13日有约10 h的正暴,而负暴过程则与欧洲地区类似,但不太清晰;且无波动现象. 磁暴期间,同一经度链的中低纬地区,夜间常发生多站同时的h′F突增. 本文再次证实这是一般磁暴期间常出现的普遍现象.     

末次冰期冰盖消融对东亚历史相对海平面的影响及意义

基于新的末次冰期冰川均衡调整(GIA)模型,利用有限元算法模拟了盛冰期以来东亚相对海平面的变化,并与观测数据进行比较分析.研究表明,早期相对海平面上升由盛冰期后全球冰盖消融控制,后期的变化则由地壳黏性均衡调整控制;每个时期的结果均具有显著的区域性差异,与地壳均衡作用及远场均衡效应的区域性差异有关;模拟的不确定性主要来自冰盖消融模型差异的影响,量级在观测误差范围内.此外,利用本文的GIA模拟结果,对东亚海岸历史相对海平面观测进行改正,揭示了华南全新世以来不同阶段的地壳垂直运动,其中3-8 kaBP地壳以较稳定的速率(1~4 mm/a)下沉,之后则以较小速率下降或隆升,推测可能与东南部菲律宾板块的俯冲有关;揭示近千年来粤东海岸和珠江三角洲地壳垂直运动有长期隆升趋势,而近三十年的观测结果则显示下沉,推测该差异与人类活动导致的沉降有关.     

近20年来中国古河道研究进展

近20年来,我国在嫩江大安古河道、莱州湾南岸平原古河道、长江南京以下段古河道及古深槽、海底古河道等区域的研究,获得了大量研究成果,深化了理论认识,拓展了应用领域。这些新成果与新认识进一步表明,中国各外流大河均有末次盛冰期埋藏古河道,该期古河流深切于末次冰期间冰阶的陆地及浅海大陆架,形成切割谷和谷底部的深槽,谷内堆积了末次盛冰期和早全新世的河流相滞留物质和粗颗粒物质,上部被中全新世海相、海陆交互相或陆相细粒物质覆盖,构成了埋深约20~50 m的浅埋古河道带。古河道中蕴藏着比较丰富的地下淡水,是洪冲积平原及浅海陆架地区的重要水源。