滇中城市群不透水表面时空变化与反常气候现象研究

人类活动对全球气候变化的影响是学科前沿也是热点和难点,其中城市不透水表面（IS）的热岛、雨岛等气候现象是研究重点,但有关其他气候要素的研究尚有待开展。本文以全球30 m IS数据集(GAIA)和中国区0.1°地面气象要素数据集为数据源,通过Mann-Kendall（M-K）突变检验法和贝叶斯模型等方法,对滇中高原湖滨城市群在1985—2018年间IS的时空变化特征、气象要素变化与IS的关系,以及反常气候现象进行了刻画。结果表明,相较1985年滇中城市群的IS面积增加了227.56%,2007—2018年增长速度达到最快（89.85 km²/a）,主要在S、NE、SE、W 4个方向扩张;34 a滇中城市群气候整体经历冷湿（1985—1995年）、暖湿（1996—2006年）、暖干（2007—2018年）3个快速转化阶段;IS具有显著的“热岛现象（气温+0.63 ℃,长波+4.49 W m²）”“雨岛现象（降水+38.27 mm）”“湿岛现象（比湿+0.51 g/kg）”“风速低岛现象（风速-0.025 m/s）”和“气压高岛现象（气压+602.64 Pa）”;滇中城市群的长波辐射主要分布在313~329 W m²、比湿8.9~9.9 g/kg、气压76235~79946 Pa、短波186~194 W m²、降水840~876 mm和876~998 mm、风速2.08~2.38 m/s、气温13.85~15.85 ℃区间内,且显著受IS分布影响。IS对气压和湿度的影响具有“气压反温度现象”和“湿度反常现象”,这可能与副热带高压带控制、海拔和大型湖泊（湖陆风）影响有关。     

华南奥陶纪末生物大灭绝的肇端标志——腕足动物稀少贝组合(Manosia Assemblage)及其穿时分布

奥陶纪末生物大灭绝与冈瓦纳大陆冰盖的形成与消融密切关联的认识已被广泛接受;同时,赫南特贝腕足动物群(Hirnantia Fauna)常被视作这次大灭绝的肇端标志。本文通过对扬子区-全球环境巨变的一个缩影-相关层段的腕足类的研究,改变了后一认识。上扬子区五峰组(笔石页岩相)与观音桥层(介壳相)之间,以及下扬子区新开岭层之中的"混合相地层"(既产笔石,又产介壳相生物),代表奥陶纪最晚期沉积-生物-环境发生重大变化的过渡阶段,记录了南方大陆冰盖的形成对华南各地影响的开始;只因厚度小、研究少,该段地层及其所含化石群长期未被重视。根据半个世纪积累的材料,本文系统记述了该混合相地层的优势化石腕足类稀少贝(Manosia);根据保存腕螺构造的珍贵标本,证实它是无洞贝目的成员,暂归于无洞贝科;通过识别稀少贝组合(Manosia Assemblage)的基本特征和时空分布,探讨它的群落生态、环境及其标志意义。奥陶纪末的华南板块处于一个相对孤立的古地理位置,且稀少贝幼虫的漂浮能力不强,故未能"飘洋过海"离开华南板块一步;尽管如此,东西向从滇东北到苏南,南北向从陕南到黔北,它成为一个机遇泛滥属种,遍布于整个扬子海域,栖居于深水、低能、贫氧的底域(BA4-5)。稀少贝组合的地层历程从上奥陶统凯迪阶顶部(Diceratograptus mirus亚带)到赫南特阶下部(Normalograptus extraordinarius带中下部);其短暂的历程反映全球气候和海洋环境扰动对扬子海域不同地区造成的影响之开始。这里有一个"先浅水、后深水"的穿时过程:①在上扬子区浅水海域,它仅限于凯迪末期,几乎同时迁移到较深水域并延续到赫南特初期;②侵入到下扬子深水海域则是到赫南特早期并在中期灭绝。因此,华南奥陶纪末大灭绝的起步标志不是赫南特贝动物群本身,而是稀少贝组合的出现;大灭绝的肇端并非始于赫南特初期,而是凯迪末期。同时可能也指示大陆冰盖的形成对世界其他板块不同水深海域的影响也不是等时的。赫南特早中期扬子海域生物群分布状况演变得非常复杂。奥陶纪末生物大灭绝与全球气候和海洋环境的剧变相伴发生,是显生宙唯一一次与冰川活动有密切关联的特大事件。     

关于地震丛集特征、成因及临界状态的讨论

给出了研究地震临界丛集现象的最新方法,即时间变异诊断方法。讨论了不同类型的地震丛集活动特征和成因,结合中国大陆及邻区M≥ 8. 0大震序列和华北地区自1966年以来M≥6. 0地震序列,研究了丛集状态的自相似性及临界时间分支现象。对发震系统的内部时间给出了定义,并研究了地震丛集的非线性时间结构特征。研究认为: ① 事件的发生意味着系统现存的能量一次跳跃式的释放和状态的一次转换。只有当系统以某种足够随机方式动作时,系统状态才会转换,事件才会发生;② 涨落是系统状态的探测器,在临界状态时系统出现很大的涨落,时间变异系数W= 1。临界丛集是由系统内在随机性决定的,事件发生时间是随机地出现的,未来可能出现不止一次的W= 1的临界点;③ 相继发生的事件(M≥ M₀) 可以反映系统的演化过程和特征,丛集是系统演化过程中的有序性和无序性的综合反映;④ 事件丛集和丛集的事件具有自相似性和分形结构,也具有耗散系统的自组织和映射特点;⑤ 根据时间变异系数,系统内部时间(年龄),时间间隔与所经历时间非线性关系式以及映射和迭代方法可以用来预测未来地震趋势和未来M≥ M₀ 地震发生的可能时间点。     

2种不同型号降水现象仪观测降水性能的评估分析

【目的】为评估DSG1型和DSG5型国产降水现象仪在测量降水方面的性能。【方法】挑选鲁南地区降水过程、强度和持续时间较一致且相邻2个国家气象观测站不同型号的降水现象仪和自动气象站2017年9月—2020年8月5年降水观测资料,对比分析了这两种不同型号降水现象仪和自动气象站观测降水的差异。【结果】（1）两种降水现象仪和自动气象站观测的降水时间基本相同,但DSG1型和DSG5型比自动气象站分别偏多约2.2%、3.7%;（2）两种降水现象仪分钟降水量、小时降水量和日降水量都比自动气象站偏小;（3）在中等降水强度及以下,两种降水现象仪观测的降水量大小基本一致,但降水强度较大时,降水量大小不一致且分散;（4）两种降水现象仪与自动气象站的分钟、小时和日降水量差值百分比均值变化不同,说明其在测量降水方面性能略有差异。【结论】由于测量原理和时间及空间分辨率不同于自动气象站雨量计,这两种降水现象仪在观测业务中有着良好的表现,对降水开始和结束时刻记录的更早更准确。     

Detection of model voids by identifying reverberation phenomena in GPR records

In order to improve the reliability of the ground penetrating radar (GPR) method in identifying subsurface sinkholes and karst cavities, laboratory investigations have been performed. The main objective of this work was to examine the relationship between horizontal/vertical voids dimensions and wavelengths of various antennas, and the corresponding GPR responses. Emphasis was given to the investigation of the factors that cause the appearance of reverberation phenomena in the signal pattern.The tests were conducted in 5 m × 10 m area by 2-m-deep trench filled with homogenous, dry sand. The voids models (empty fiberglass cylinders in diameters of 0.6 m, 1.0 m, 1.5 m and 2.4 m, with various heights) were buried vertically with their tops at depths of between 0.7 and 1.5 m. Investigations were performed for the various model conditions by towing 500, 300 and 100 MHz antennas along a pre-established grid, for the various model conditions.The GPR data collected using the 500 MHz bistatic antenna above the 1.0-m- and the 1.5-m-diameter cylinders, and using the 300 MHz bistatic antenna above the 1.5-m-diameter cylinder, confirmed the presence of a reverberation phenomenon, i.e. a strong convex signal pattern, containing a series of high amplitude extending oscillations with reduced frequency.Based on past practical GPR experience of void detection and presently obtained experimental data, two rules of thumbs may be adopted for the prediction of the appearance of resonant radar pictures:

1. The void diameter larger than the wavelength in air of the antenna used.

2. The vertical size of the empty void not significantly smaller than its horizontal dimension.

The strong reverberations generated by the inner surface of the void targets were found to approximate standing waves generated in cylindrical waveguides and waveguide resonators. The theoretical, experimental and practical results obtained concur.     

北京平原区新构造活动及其引发的不良地质现象分析

在地质环境综合调查及地质灾害调查区划工作基础上,结合物探、钻探、槽探及区域地质等资料,对北京平原区的新构造活动及其引发的不良地质现象进行了认真地分析和探讨。     

固结问题无单元法解的影响因素分析

无单元法是求解比奥固结问题的一种新型数值方法。在采用罚函数法处理本质边界条件的基础上,推导出无单元伽辽金法解固结问题的系统方程。并着重讨论了计算域内结点分布方式、结点影响域的形状和大小、数值积分方案、惩罚因子等因素对结点位移、超孔隙水压力等的计算结果精度的影响。通过比较、分析,分别提供出相应的取值范围,或给出了参考性建议。     

南方湿热区产脲酶菌固化海砂的碳酸钙结晶效果研究

从南方湿热区自然环境中分离得到一株产脲酶矿化菌,并将其高产突变株应用到海砂室内MICP灌浆试验,结合扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、拉曼（Raman）对固化后的产物进行细观形貌观测。通过分析碳酸钙的形貌、尺寸、空间分布、结晶状态等基本特征现象,初步探究南方湿热区产脲酶菌在碳酸钙结晶生长方面的调控作用及其固化土体的作用效果。结果表明：南方湿热区产脲酶菌固化土体具有可行性,但碳酸钙晶体形貌并不均一,晶体晶化过程、生物调控作用及土体结构均会对碳酸钙的生成情况造成影响;碳酸钙从无序到有序、分散到聚集、不稳定到稳定,最终生长聚集为完整的结构,在生长空间充足的环境下,碳酸钙更倾向于形成聚集体。研究结论可为进一步研究不同产脲酶菌诱导碳酸钙沉淀的作用过程与调控机制提供借鉴与参考。     

地震勘探时空域双曲滤波因子的特点与提高信噪比的能力

为改善强随机噪声背景中地震勘探资料信噪比（S/N）,提出了混沌振子算法;该算法可实现对未知同相轴的确定. 本文的时空域双曲滤波（hyperbolic time\|distance relation filter,HTDF）是上述算法的后续处理,即处理得到存在的弱同相轴.HTDF的理论基础是最小平方滤波和混沌振子算法. 为说明滤波过程与效果,对于包括一个反射同相轴的地震记录进行了多道滤波因子计算. 结果表明,与一个输出道相应的双曲滤波因子组具有复杂的时频域结构,突出的特点是振幅谱“波动式陷频”表现;弥补或消除这个不足的方法是与输出道相应的多个滤波因子之间存在的振幅谱“互补”性.利用相同随机噪声背景下的共炮点理论记录,经与域双曲速度滤波、褶积滤波处理方法比较,在振幅谱、子波初至、零相位性、S/N改善等方面,HTDF的滤波效果优于另外两种.最后探讨了该滤波技术的机理,包括同相轴内各子波间的相似性,以及对组内因子实施的多次有效相加处理.     

家用电器重复出现的地震前兆异常

据有关报导,１９９５年神户地震前家用电器出现了奇怪的异常现象。我们在实验室中利用范德格拉夫静电发电机用磨擦生电的方法,证实了这些收音机和电视的噪音以及频道混乱现象的存在。