An explanation of the dimensions of penumbral filaments

Unstable pertubation modes exist in the magnetic field of penumbral electric current and I think the penumbral filaments are formed from the development of such modes. Under the short wave approximation the non-adiabatic dispersion equation is solved in the radial and transverse directions of the sunspot. From the condition of instability the length and width of the penumbral filament can be evaluated and it is found that the filament mode is static in the direction of the length and is non-moving in the direction of the width, that the penumbral filaments are a feature of the sunspot magnetic flow under gravity and that the presence of the filaments implies the existence of a twisted magnetic field.     

岩芯钻探中地层压力预测初探

地层压力变化是导致孔内情况复杂化的关键因素,地层压力预测是钻探施工中泥浆设计和事故防范的重要手段,合理预知地层压力情况有助于最大限度地解决深孔钻探中的复杂问题[1]。近年来,地层应力预测技术在国内外得到了广泛探讨,而传统的水压致裂地层压力测量方法仍然是简单实用的手段之一。通过云南某矿区复杂地层深孔钻探工程中的应用实例,验证了地层压力预测在绳索取心钻探工程上的合理性和可行性。     

基于SLFT的边坡强度折减法失稳判据

强度折减法在评价边坡稳定性时不需要假设和搜索临界滑裂面，相对于其它方法具有一定优势，但失稳判据尚无明 确标准。滑移线场理论（SLFT） 可以计算得到的极限状态下的边坡坡面曲线（简称极限坡面曲线），已有研究表明极限坡 面曲线与边坡坡面的相对位置关系可以判断边坡稳定性。基于该结论提出一种边坡强度折减法失稳判据：不同折减系数计 算得到不同的强度参数，因此滑移线场理论计算得到的极限坡面曲线将发生变化，当极限坡面曲线与边坡坡面在坡底相离 时，判断边坡为稳定状态；当极限坡面曲线与边坡坡面相交于坡脚时，判断边坡为极限平衡状态；当极限坡面曲线与边坡 坡面相交时，判断边坡为失稳状态。对标准边坡考题的计算结果表明：提出的失稳判据收敛性较好，安全系数计算结果与 标准答案和已有失稳判据分析结论相差较小；传统失稳判据收敛指标的确定没有明确标准，当位移突变曲线光滑时很难找 到突变点，很难准确计算对应的安全系数，更重要的是传统失稳判据判断边坡极限状态受到人为主观因素的影响，而提出 的失稳判据可以实现失稳判据的客观标准化；确定的临界滑裂面形状以及在边坡中的位置都与标准答案基本一致，提出的 失稳判据适用于强度折减法。     

Talus slope geomorphology investigated at multiple time scales from high-resolution topographic surveys and historical aerial photographs (Sanetsch Pass,Switzerland)

Talus slopes are common places for debris storage in high-mountain environments and form an important step in the alpine sediment cascade. To understand slope instabilities and sediment transfers, detailed investigations of talus slope geomorphology are needed. Therefore, this study presents a detailed analysis of a talus slope on Col du Sanetsch (Swiss Alps), which is investigated at multiple time scales using high-resolution topographic (HRT) surveys and historical aerial photographs. HRT surveys were collected during three consecutive summers (2017–2019), using uncrewed aerial vehicle (UAV) and terrestrial laser scanning (TLS) measurements. To date, very few studies exist that use HRT methods on talus slopes, especially to the extent of our study area (2 km²). Data acquisition from ground control and in situ field observations is challenging on a talus slope due to the steep terrain (30–37°) and high surface roughness. This results in a poor spatial distribution of ground control points (GCPs), causing unwanted deformation of up to 2 m in the gathered UAV-derived HRT data. The co-alignment of UAV imagery from different survey dates improved this deformation significantly, as validated by the TLS data. Sediment transfer is dominated by small-scale but widespread snow push processes. Pre-existing debris flow channels are prone to erosion and redeposition of material within the channel. A debris flow event of high magnitude occurred in the summer of 2019, as a result of several convective thunderstorms. While low-magnitude (<5,000 m³) debris flow events are frequent throughout the historical record with a return period of 10–20 years, this 2019 event exceeded all historical debris flow events since 1946 in both extent and volume. Future climate predictions show an increase of such intense precipitation events in the region, potentially altering the frequency of debris flows in the study area and changing the dominant geomorphic process which are active on such talus slopes. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

剪切产热不稳定性及其在研究深源地震发生机理上的应用

本文运用稳定性分析的方法,研究在粘弹性介质（Maxwell体）中剪切产热不稳定性的发生条件,并讨论其对于深源地震发生机理的应用.结果表明,在板块向下俯冲的过程中,由粘滞损耗产热将会发生剪切不稳定性,这为解释深源地震发生提供了一个基础.     

基于突变理论的小煤窑采空区失稳判据及应用

小煤窑采空区突发性垮塌灾害是榆神府矿区重大地质灾害问题之一。采用工程地质分析及数理推导的方法,分析了小煤窑采空区成灾条件及致灾机理,构建了顶板–残留煤柱岩石力学系统,推导了基于尖点突变模型的采空区系统失稳力学判据。以枣稍沟小煤窑为例进行分析,结果表明,该方法简便实用,计算结果可靠,为小煤窑采空区稳定性定量评价提供了一种新途径。     

顺层岩质边坡预应力锚索抗震加固机制研究

将顺层岩质边坡的层面考虑为弱面,将其等效为等间距共线多节理的力学模型。预应力锚索加固边坡的锚固模型等效为平面有限宽度岩体节理问题。并将初始应力和地震荷载引起的附加动应力视为远场作用,锚固边坡的受力问题视为远场作用效果和节理面集中力作用效果的叠加。根据叠加原理计算地震荷载作用下裂纹端部应力强度因子,发现位于裂纹端部的预应力锚索能大幅度降低I型裂纹的应力强度因子。以应力强度因子作为岩体的压剪破坏判据解释顺层岩质边坡预应力锚索的抗震加固机制,能很好地解释汶川地震边坡破坏特点。     

大功率电波加热电离层中热自聚焦不稳定性的理论研究和数值模拟

本文首先从电子密度及电子温度的输运方程和考虑自作用时的电磁波波动方程出发, 利用简正模展开的方法推导出泵波在反射区域激发出热自聚焦不稳定性(thermal self-focusing instabilities, TSFI)所需电场阈值以及其增长率的完整数学表达式, 并估算了TSFI激发阈值及所对应的有效辐射功率(ERP)的量级.随后利用三维垂直加热的理论模型, 结合国际参考电离层(IRI-2012)和中性大气模型(MSIS-E-00)给出的背景参数, 数值模拟了大功率高频泵波加热电离层时泵波反射区域电子密度及电子温度因TSFI而产生的变化及发展的过程, 并对比分析了不同背景参数对较热效果的影响.结果表明:当高频泵波的加热阈值达到或超过百毫伏每米的量级时, 即可激发TSFI, 发展出大尺度电子密度及温度不均匀体, 这些不均匀体内的密度耗空约为4%~10%, 而电子温度剧烈增长, 到达背景温度值的1.6~2.1倍;且在相当的加热条件下, 背景电子温度越低、电子密度越小, 加热效果越显著;电子密度及电子温度的扰动幅度随着加热时间的推移而逐渐减小, 即扰动逐渐趋于饱和, 且电子温度要快于电子密度达到饱和状态.本文还对泵波反射高度处的电子密度及电子温度变化率进行采样并求得其功率谱密度, 分析结果表明:TSFI发展出的大尺度不均匀体满足幂律谱结构, 谱指数随着加热的进行逐渐趋于稳定, 白天与夜间的幂律谱指数区别不大, 但电子密度与电子温度的幂律谱有所区别.     

豫西突发性暴雨成因

利用常规观测、FY-2C气象卫星资料及NCEP/NCAR再分析资料,对2007年7月28～30日豫西卢氏县引发历史罕见山洪暴雨的进行了天气动力学和中尺度分析。结果表明:西太平洋副热带高压增强与贝加尔湖高压叠加形成阻塞形势,其西侧低空急流携带大量水汽与较强的锋生场交汇在豫西,导致了这次极端暴雨事件的发生;大尺度强斜升运动区中,低层存在一个条件性对称不稳定机制,引发中β云团生成、合并、发展,从而造成暴雨。     

"96.1"高原暴雪过程三维条件性对称不稳定的数值研究

利用“96．1”青藏高原东北部暴雪过程的较成功的中尺度模拟的输出资料,用非纬向非平行基流中的对称不稳定模式,对“96．1”暴雪发生发展过程的动力学机制进行了三维基流中二维非线性对称不稳定数值模拟试验。结果表明,ψ场和ω场的三维配置与切变线的演变过程相当一致,说明用三维基流中二维非线性对称不稳定可能能较好地描述SI在切变线东伸南移过程中所起的作用。