全新世东亚夏季风演化的多尺度周期变化及其可能机制探讨

在全球变暖背景下,东亚夏季风发生极端变化所带来的大区域洪涝或干旱灾害的频率会增加,认识东亚夏季风的变化规律具有重要意义。本文利用已经发表的全新世东亚夏季风变化资料,使用集合经验模态分解（EEMD）、小波分析、频谱分析等手段,探讨全新世东亚夏季风多尺度演变周期及可能的驱动机制,取得以下认识：1）全新世东亚夏季风存在不同时间尺度的波动周期,即千年时间尺度上存在约2000年和4000年的周期波动;百年时间尺度上存在约200年、400年及约700年的周期波动;年代际时间尺度上,晚全新世出现约66年的显著周期。2）东亚夏季风在不同时间尺度上演变的主导驱动因子存在差异,即在约2000年波动周期上主要受控于厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）大尺度变化的调控;百年时间尺度上与太阳活动密切相关,主要表现在约200年和700年的周期波动上;年代际时间尺度上,晚全新世东亚夏季风变化主要受控于大西洋多年代际震荡（AMO）调控。本研究可为进一步深入理解东亚夏季风变化的动力机制提供基础。

     

层状半空间中周期分布凸起地形对平面SH波的散射

提出了一种新的以层状半空间中周期分布斜线荷载动力格林函数为基本解的间接边界元方法,研究了周期分布凸起地形对平面SH波的散射问题.方法将散射波场分解为凸起内部散射波场和凸起外部散射波场.凸起内部散射波场通过在凸起闭合边界上施加虚拟斜线荷载产生的动力响应来模拟,而凸起外部散射波场则通过在凸起与半空间交界面上施加虚拟周期分布斜线荷载产生的动力响应来模拟.周期分布斜线荷载动力格林函数的引入,使得本文方法仅需针对一个凸起进行边界单元的离散和求解,便可完成问题的求解,避免了通过截断无限边界求解而引入的误差,方法具有较高精度的同时显著降低了求解自由度.文中通过与已有结果的比较,验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中周期分布凸起为例进行了数值计算分析.研究表明,凸起间距对凸起地形间的动力相互作用有着显著的影响,同时层状半空间中周期分布凸起地形对SH波的散射与均匀半空间情况也有着显著的差别.

     

中美平板载荷试验规程对比及试验研究

本文通过对比中国标准与美国ASTM标准关于平板载荷试验的规定,总结归纳出两者主要区别在于承压板尺寸和沉降稳定标准,并研究其对试验结果可能产生的影响,提出工程应用中需注意的问题。美国标准通用性较强,具有较大的灵活性,而中国标准相对详细严格。笔者针对博茨瓦纳电厂的平板载荷试验,分别采用中美标准进行试验,试验结果表明:在砂类土等强度较高的地层进行试验,采用中美标准所得到的试验结果相差不明显。本文研究可为我国勘察设计人员进行需采用美标开展平板载荷试验的国外工程提供有价值的参考和解决方案。     

马尼希基海底高原重力均衡及其构造意义研究

采用三维导纳分析技术,联合海底地形和重力异常数据,对马尼希基海底高原重力均衡状况进行了分析研究,并结合地震学等研究成果,分析其构造意义。马尼希基海底高原海底地形与重力异常相干性在长波部分(大于100 km)相对较小,说明高原地壳底部存在低密度异常,并且,根据Airy均衡分析,这种低密度异常并非完全由洋壳对海底地形的均衡调整引起,推测高原地壳底部存在由岩装“板垫作用”(crustal under-plating)形成的低密度异常体,即“底部载荷”。马尼希基海底高原短波海底地形符合Airy均衡,据此分析获得高原地区洋壳厚度为22. 7 km,与地震研究结果一致。岩石圈挠曲均衡分析表明,马尼希基海底高原岩石圈有效弹性厚度为2.5-5.5 km,较优拟合值为3.5km,可能意味着高原形成时岩石圈年龄较小。根据顾及底部载荷的挠曲均衡模型进行分析,定量计算了底部载荷规模,约为地形载荷的30%,其体积约为9.3 X 105km3,平均深度为18 km,是整个高原洋壳的重要组成部分,表明洋壳底部板垫作用在马尼希基海底高原形成和演化过程中产生过重要影响。     

天文周期约束下始新统湖相地层页岩岩相组合类型及其发育模式——以北部湾盆地涠西南凹陷流沙港组为例

北部湾盆地涠西南凹陷油藏储量丰富。其中, 始新统流沙港组发育主力烃源岩层系, 以湖相泥页岩沉积为主, 沉积厚度较大, 具有较高的稳定性与连续性。对流沙港组进行旋回地层学及岩相组合的研究可为盆地内勘探新区页岩油甜点精细预测与评价提供重要指导。本研究以涠西南凹陷始新统流沙港组为例, 以GR测井曲线为替代性指标, 对其进行数据预处理、频谱分析、滤波和调谐分析, 识别了研究区多口井的天文周期, 以长、短偏心率、斜率及岁差周期(405 ka、100 ka、40 ka和20 ka)作为四、五、六、七级层序划分参考曲线, 将流沙港组三段上亚段至流沙港组二段下亚段(简称流三上-流二下)划分为14个四级层序, 44个五级层序, 建立了研究区高精度等时地层格架。基于有机质丰度、矿物组成特征等, 将流三上-流二下页岩划分为九类13种岩相类型, 并依据岩芯、岩相及曲线变化特征, 以五级层序为单元, 划分出A型、B型和C型3种岩相组合类型, 分析了不同岩相组合的特征和沉积环境, 建立了天文周期约束下湖相页岩岩相组合发育模式。结果显示, 流三上亚段水体较浅, 陡坡带、缓坡带及二号断裂中央隆起区岩相组合主要为A型; 深湖-半深湖区以C型和B型为主。流二下亚段水体较深, 仅在滨岸带发育A型, 二号断裂中央隆起区主要发育B型, 半深湖-滨浅湖区发育B型和C型, 深湖区均为C型。研究成果不仅为涠西南凹陷页岩油甜点精细预测提供了有力支撑, 也为其他陆相盆地页岩岩相组合发育模式提供了参考模板, 对页岩油的勘探开发具有重要意义。

     

岩相韵律数字化在旋回地层学研究中的应用——以我国西北新生代湖泊沉积为例

我国西北地区新生代广泛发育河湖相沉积, 表现为红色泥岩为主体、夹有绿色泥岩和石膏薄层的岩相韵律性变化, 目前已有多种古气候指标揭示千年至百万年尺度古环境、古气候演变规律。但是这些旋回地层剖面中红色泥岩和绿色泥岩(石膏)岩相韵律变化特征及其蕴含的轨道尺度湖泊水文演化并未受到广泛关注。本研究以天文解决方案的韵律化为基础, 在酒泉、西宁盆地新生代旋回地层中开展岩相韵律数字化研究, 明确了岩性等级和层偶指标所记录的地球轨道周期为相反相位, 暗示二者代表不同类型的古气候指标, 可能从不同方面记录了盆地水文循环和沉积过程。酒泉盆地中新世岩相韵律的等级和层偶指标共同记录了长偏心率和长斜率的地球轨道"节拍器"周期, 西宁盆地始新世岩相韵律的等级和层偶序列主要受偏心率周期驱动、单个红色泥岩-石膏层偶的沉积限时以12万年为显著周期。目前西北地区新生代地层学研究中已有高分辨率古气候指标的数据支撑, 然而岩相韵律数字化应该受到重视, 其保存的轨道周期和相位变化, 有助于深入理解从天文轨道驱动、古气候演化到沉积环境响应的关键过程。     

深内部地球结构对内核平动振荡本征周期的影响

地球固态内核的平动振荡是地球的基本简正模之一,又称Slichter模,其本征周期大约为几个小时,与地球内部结构密切相关.为了研究影响内核平动振荡的本征周期与内部结构的依赖关系,本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型（SNREI）,通过自由振荡运动方程的数值积分,以地球模型PREM为基础,理论上系统研究了地球内部介质（包括密度、地震波速等）分布异常对Slichter模本征周期的影响.数值结果表明,Slichter模周期随着内外核边界（ICB）密度差的增加以类似于双曲线的特征显著减小,当ICB密度差从597 kg·m-3减小到200 kg·m-3时,周期增大66.44%,当ICB密度差从597 kg·m-3增大到1000 kg·m-3时,周期减小21.48%;Slichter模周期随着核幔边界（CMB）密度差的增大而缓慢增大;相对于PREM,地球模型1066A在ICB和CMB的密度差分别相差45.321%和1.132%,内部地震波速度和密度梯度也存在差异,但是,当密度差减小到1066A模型提供的数值时,得到的Slichter模周期与基于1066A获得的结果（4.599 h）非常接近,差异分别只有3.762%和0.037%;表明Slichter模本征周期与地球内部介质的精细结构关系不大,而对ICB的密度差非常敏感.内、外核P波波速分布异常对Slichter模周期的影响基本相当,当内核和外核P波波速均增加5%时,Slichter周期分别减小1.02%和1.69%,P波波速分别减小5%时,Slichter模周期分别增加1.27%和1.847%,内核S波波速分布异常比P波波速分布异常对Slichter模周期的影响小1个量级;与地核相比,地幔中的地震波速异常对Slichter模本征周期的影响小1~2个量级;表明地核中地震波速异常对Slichter模周期的影响很小,目前有关Slichter模周期理论计算的差异主要来自于所采用的地球模型中内核边界的密度差的差异,本文结果可以为Slichter模的研究、探测及其对地球深内部结构的约束提供理论依据.     

波浪条件下小型回转体高速入水动力学特性研究

采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法,建立了刚体入水六自由度响应模型,实现了波浪环境下小型回转体高速入水过程的数值模拟。对波浪环境下小型回转体高速入水过程中的运动姿态、冲击载荷进行讨论分析,结果表明：波浪条件下入水点相位不同,导致回转体实际入水角不同,实际入水角越大,入水冲击载荷越大,弹道越稳定;实际入水角越小,入水冲击载荷越小,弹道越易发生失稳。本研究表明,入水点相位对小型回转体弹道特性和冲击载荷产生影响,进而为波浪条件下跨介质武器低载稳定入水提供基础性技术支撑。     

武汉遥测台网地震记录中小爆破的判据研究

主要研究武汉地区小当量爆破(即矿山爆破)事件与小震级(ML 2.0左右)地震事件的识别与判据.     

我国763型光记录长周期地震仪系统

本文介绍我国自行研制的一套三分向检流计记录地震仪。仪器系统是按世界标准地震仪台网（WWSSN）长周期地震仪特性设计,并在北京、牡丹江、乌鲁木齐、佘山、泰安等地震台运转了一定时期,获得了许多过去的仪器记录不到的宝贵资料,为进一步开展地震及地球内部构造的研究工作提供了必要的观测手段。