不稳定边界层下地形重力内波

水槽实验及线性理论研究表明,当低层大气处于近中性或不稳定时,如果地形引起的动力扰动足够强,地形扰动可在上部稳定层结中激发出重力内波,波动反过来影响低层流场,引起动量输送。低层大气处于近中性或不稳定时,地形波同样对大气运动可产生波阻,这应引起模式工作者的重视。最后讨论了大气粘性对中性或不稳定层结下地形波的影响。     

褶皱分形分布的岩石力学机制研究

在褶皱形态的分形分析基础上，利用分形理论和褶皱的岩石力学成因理论推导出了褶皱的分数维（Ｄ）与岩层厚度（ｈ）和粘度（μ）的关系式，即找到了褶皱分形分布的岩石力学成因机制，在相同的构造应力场条件下，岩层的厚度和粘度越小，则越易产生较复杂的褶皱，即褶皱的分数维越大，因此，利用褶皱的分形测量，可以定量了分析褶皱形成的岩石力学性质，这是分形研究从形态研究到机制研究的一种探索。     

流变边界层及其对华北克拉通热/地震岩石圈底界差异的意义

二维热传导/对流数值模型显示,纯传导的固体岩石圈与纯对流的流体软流圈之间存在一过渡层,即流变边界层,其间传导与对流共同作用来传递热量.流变边界层厚度主要由软流圈黏性系数（η）控制,而受固体岩石圈厚度及热状态影响很小.随着η从1×1021Pa·s降低至1×1019 Pa·s,流变边界层也随之减薄,流变边界层的厚度与lg（η）成正比. 流变边界层的存在是造成热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的重要因素. 全球典型克拉通岩石圈的对比结果表明,地震岩石圈厚度普遍大于热岩石圈厚度,二者的差异多数在70~90 km,很好地验证了流变边界层的存在. 研究发现二者的差异在华北克拉通自西向东逐渐减小：由西部鄂尔多斯的约80 km减少至渤海湾盆地的约20 km. 反映出华北克拉通岩石圈下部流变边界层厚度自西向东减薄,意味着软流圈黏性系数自西向东逐渐降低.这可能与中生代太平洋俯冲脱水形成的低黏大地幔楔有关,从一侧面印证了太平洋俯冲对华北克拉通破坏的影响.     

基于随温度变化的热系数模拟板块俯冲动力学过程

热传导系数和热膨胀系数是影响板块俯冲动力学过程的两个重要参数. 由于地球介质的不均匀性,热系数也会随深度发生变化.然而,这种变化在地球动力学模拟研究中往往被忽略.本文针对随温度变化的热传导系数和热膨胀系数, 模拟板块俯冲的动力学过程,分析热系数、黏度对板块俯冲形态的影响及其对应的地幔对流特征.结果表明,依温度变化的热传导系数和热膨胀系数会影响地幔温度及黏度分布,进而改变板块的俯冲角度;黏度是控制板块俯冲动力学演化过程的重要因素;地幔对流受黏度结构的影响,呈现分层对流及局部多个对流环等多种不同形态的对流场特征.     

大陆造山带岩石圈拆沉过程的数值模拟

岩石圈拆沉作用是指部分岩石圈由于重力不稳定性而沉入软流圈中的过程,与造山带的演化密切相关.本文基于非牛顿流体近似的有效黏度模型对岩石圈拆沉的过程进行了数值模拟,着重分析了岩石圈的黏度结构对拆沉作用的影响.数值模拟显示,下地壳控制着地壳与岩石圈地幔的耦合程度,对拆沉作用的过程和形态有很大的影响;在一定的初始重力不稳定性条件下,当岩石圈地幔相关的有效黏度在1022~1024Pa·s时,拆沉作用有可能在5~30 Ma时间范围内发生.从拆沉的形态看,在上述岩石圈地幔有效黏度范围内,黏度越大,重力不稳定性发展越慢,岩石圈剥离(peel away)范围越大.从拆沉的结果看,当拆沉块体与上部岩石圈完全断离时,造山带完成了从挤压构造到伸展构造的转化过程.最后,结合秦岭—大别—苏鲁造山带的岩浆事件和构造演化,讨论了岩石圈拆沉在该地区的应用.     

高温高压下水的剪切粘滞度的平衡分子动力学计算

本项工作用ＴＩＰ４Ｐ模型对水分子进行了平衡分子动力学模拟。根据Ｇｒｅｅｎ－Ｋｕｂｏ理论,计算了温度从６５２Ｋ到８１４Ｋ,密度从０．５３６０ｇ／ｃｍ３到０．８６３８ｇ／ｃｍ３六个不同温度和密度水的剪切粘滞度,并和实验值进行了对比。在所计算的温度和密度范围,平衡分子动力学计算结果与实验值的平均绝对值差别为１５％,好于使用非平衡分子动力学方法获得的粘滞度值。平衡分子动力学的方法将是获得地学中高温高压下流体输运性质的重要途径。     

An Approximate Analytical Solution For The Baroclinic And Variable Eddy Diffusivity Semi-Geostrophic Ekman Boundary Layer

The WKB method has been used to develop an approximate solutionof the semi-geostrophic Ekman boundary layer with height-dependenteddy viscosity and a baroclinic pressure field. The approximate solutionretains the same simple form as the classical Ekman solution. Behavioursof the approximate solution are discussed for different eddy viscosityand the pressure systems. These features show that wind structure inthe semi-geostrophic Ekman boundary layer depends on the interactionbetween the inertial acceleration, variable eddy viscosity and baroclinicpressure gradient. Anticyclonic shear has an acceleration effect on theair motion in the boundary layer, while cyclonic shear has a decelerationeffect. Decreasing pressure gradient with height results in a super-geostrophicpeak in the wind speed profile, however the increasing pressure gradient withheight may remove the peak. Anticyclonic shear and decreasing the variableeddy viscosity with height has an enhanced effect on the peak.Variable eddy viscosity and inertial acceleration has an important role in thedivergence and vorticity in the boundary layer and the vertical motion at the top of the boundary layer that is called Ekman pumping. Compared to the constanteddy viscosity case, the variable eddy diffusivity reduces the absolute value ofEkman pumping, especially in the case of eddy viscosity initially increasing with height. The difference in the Ekman pumping produced by different eddy diffusivity assumptions is intensified in anticyclonic flow and reduced in cyclonic flow.     

Ri-μi/μm-Ci dependent oblateness of deformed pebbles in the Baraitha conglomerate,Central India and tectonic implications

Strain analysis of the Baraitha conglomerate is attempted by direct measurements on extracted pebbles and by micrometric analysis. The overall deformation is of flattening type, with thek value lower by more than half in the matrix than in the pebbles. The viscosity contrast between pebbles and matrix (μ _i/μ_m) is in the ratio of 2:1 and the bulk deformation appears to be strongly controlled by C_i (concentration of pebbles expressed as percentage). The total shortening (≃35%) in the Baraitha conglomerate is comparable with the shortening accomplished in the folding of the overlying Bijawar Group volcanosedimentary sequence. The bulk strain axesX _t, Y_t andZ _t, as determined from the analysis of the deformed conglomerate, are unsymmetrically oriented with reference to folds formed by oblique flexural-slip with neitherX _t norY _tcoincident with the fold hinges. The lack of transection of folds by cleavage again suggests flattening deformation. The extension in theY _tdirection is greater in the matrix than in the pebbles.     

枪乌贼羽状壳制备壳聚糖的研究

以枪乌贼的骨骼组织羽状壳为原料 ,设计正交实验分析了碱液浓度、温度和时间对壳聚糖脱乙酰度和粘度的影响 ;对枪乌贼羽状壳制备的壳聚糖的性能进行了初步研究。结果表明 ,以羽状壳制备的壳聚糖特点是具有较高的粘度 (3890 m Pa· s) ,颜色为浅黄褐色 ,可免除脱钙脱色环节。在碱液浓度为 4 5 % ,温度为 90℃ ,反应时间为 4 h的条件下 ,可得到较好品质的壳聚糖产品     

近海湍流三维数值模拟中的重整化群模式

利用重整化群理论来确定近海湍流数值模式中的垂向涡动粘性系数，并对冬末春初琼州海峡的潮流场特征进行数值模拟。结果表明，重整化群模式的待定常数少，应用方便可行，其计算结果也比常用的湍流封闭模式的计算结果更加合理。