Impact of climate indicators on continental‐scale potential groundwater recharge in Africa

In the last decades, human activity has been contributing to climate change that is closely associated with an increase in temperatures, increase in evaporation, intensification of extreme dry and wet rainfall events, and widespread melting of snow and ice. Understanding the intricate linkage between climate warming and the hydrological cycle is crucial for sustainable management of groundwater resources, especially in a vulnerable continent like Africa. This study investigates the relationship between climate‐change drivers and potential groundwater recharge (PGR) patterns across Africa for a long‐term record (1960–2010). Water‐balance components were simulated by using the PCR‐GLOBWB model and were reproduced in both gridded maps and latitudinal trends that vary in space with minima on the Tropics and maxima around the Equator. Statistical correlations between temperature, storm occurrences, drought, and PGR were examined in six climatic regions of Africa. Surprisingly, different effects of climate‐change controls on PGR were detected as a function of latitude in the last three decades (1980–2010). Temporal trends observed in the Northern Hemisphere of Africa reveal that the increase in temperature is significantly correlated to the decline of PGR, especially in the Northern Equatorial Africa. The climate indicators considered in this study were unable to explain the alarming negative trend of PGR observed in the Sahelian region, even though the Standardized Precipitation‐Evapotranspiration Index (SPEI) values report a 15% drought stress. On the other hand, increases in temperature have not been detected in the Southern Hemisphere of Africa, where increasing frequency of storm occurrences determine a rise of PGR, particularly in southern Africa. Time analysis highlights a strong seasonality effect, while PGR is in‐phase with rainfall patterns in the summer (Northern Hemisphere) and winter (Southern Hemisphere) and out‐of‐phase during the fall season. This study helps to elucidate the mechanism of the processes influencing groundwater resources in six climatic zones of Africa, even though modelling results need to be validated more extensively with direct measurements in future studies. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

低频电磁波与地倾斜传感器对地震预报分析与研究

5.12大地震对国家造成了一次重大的损失,则对地震预报的研究则显得尤为重要。本文认为地震发生的机理是板块挤压破裂学说。在地震动发生前后都会出现一些宏观或微观异常,在地震发生前其微观异常主要表现为电磁波、地壳倾斜、地应力等异常。本方通过对低频电磁波和地倾斜进行测量和研究,可通过数据多台站共享来进行地震预报分析。     

华清4#泉水溶气体百分含量合计的强震远场前兆特征

华清4#泉水溶气体百分含量合计(QB)的取值范围为100±5.按4舍5入法取整数值,将其分为11个区段.以年为单位,统计QB落在每个区段内的频次.频率分布直方图显示,在QB取值区间内,分区段频率呈近似正态分布.将落入QB频率最高的区段称为轴,将轴在不同区段上位置的变化称为轴漂.研究表明,QB在不同区段上轴的漂移,反映了区域应力场的不同状态.轴落入99区段上,反映的是区域应力场的增强,与远场M≥7.0地震及伴生中强地震、鄂尔多斯块体周边后继中强地震有很好的相关性;轴落入98区段上,反映的是区域应力场的相对稳定;轴落入97区段上,反映的是巨大地震后,区域应力场的调整及中强地震活动格局的变化.文中还阐述了99区段轴值与地震对应关系的几个特征.     

三体散射长钉（TBSS）在C波段雷达中的应用研究

利用普洱CIND3830-CC天气雷达资料、地面观测资料进行统计分析,研究2004-2013年普洱C波段天气雷达中27次三体散射长钉(TBSS)的统计特征、地面降雹与TBSS的对应关系,并对TBSS在冰雹预警方面的应用进行探讨,结果表明:(1)C波段雷达中,产生TBSS的回波的反射率因子范围为55.0~68.4 dBz,70%的TBSS出现在反射率因子≥60 dBz时。(2)TBSS的维持时间为10~79 min,63%的TBSS维持时间超过20 min。(3)TBSS一般出现在4.0~9.5 km,最低出现在2.6 km,最高出现在11.4 km。(4)TBSS长5.6~22.4 km,宽1.5~14.6 km,TBSS宽度与强回波区径向外侧的60 dBz以上回波的面积成正比,但TBSS的长度与反射率因子核心的强度和宽度无明显对应关系。(5)出现TBSS时,59%的回波出现了降雹,11%的回波出现了强冰雹。(6)出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS预报冰雹的时间提前量为5~100 min,平均为34.5 min。(7)在出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS的宽度与冰雹的大小或降雹密度成正比。此外,分析了出现TBSS但未降雹的原因,找出了TBSS配合垂直液态水含量密度(D_(VIL))和45 dBz伸展高度、TBSS配合回波宽度和45 dBz伸展高度的预报冰雹的方法,在出现TBSS特征的回波中,上述方法的预报准确率分别达89%和94%(临界成功指数为0.89和0.94)。     

不同排列方式和间隙比下双圆柱流致振动特性研究

采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下中心圆柱的升阻力系数、流场分布和运动轨迹变化情况。通过分析发现小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰,改变了中心圆柱的尾涡结构,导致了升力和阻力系数随不同θ角而发生变化;小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰影响,均使中心圆柱的轨迹在不同θ角下发生了较大的变化,顺流向的振动频率与单圆柱振动时相比出现了多倍频,导致其运动轨迹发生了变化。     

汶川地震频次场异常特征分析

地震频次场是描述地震发生频次时空特征的一种数学方法。将2008年5月12日汶川8.0级地震震中附近区域(30.0°～33.0°N、101.5°～105.5°E)作为研究对象,以自然正交函数展开方法分析频次场典型场时间因子的时间变化特征。当取前8个特征值对应的典型场时,拟合精度可达0.936 8;其中6个典型场显示有异常变化,占总场比重的0.691 1;异常出现时间最早在2004年9月,即震前3年7个月,最迟在震前1个多月,表现出短临异常特征。研究结果表明利用地震频次场方法能够较为理想地提取汶川8.0级地震震前异常。     

地震作用下堆积体边坡的坡面变形与失稳机制

地震作用下堆积体边坡的动力响应特性十分复杂,单一抗震安全系数不足以评价其动力稳定性。通过大型振动台试验,研究了连续多级地震荷载作用下,地震波的类型、卓越频率及峰值加速度对堆积体边坡坡面永久位移的影响,并初步分析其失稳机制。试验结果表明,相同峰值加速度下振动型地震波比冲击型地震波更容易产生坡面永久位移,地震波卓越频率对坡面永久位移也有重要影响;堆积体边坡在峰值加速度apeak=0.2g时开始有大颗粒石砾滚落,对应的坡面永久位移在apeak=0.2g～0.3g之间开始产生并显著增大,另外利用考虑坡面几何形态变化的改进Newmark法对坡顶的永久位移进行了估算。通过坡面永久位移评价堆积体边坡的动力稳定性有一定合理性。     

贯入角度对截齿破岩性能与几何排布的影响研究

截齿贯入角度是双轮铣槽机布齿系统设计中的关键因素之一。基于连续−非连续单元法（CDEM）,建立截齿不同角度冲击贯入破岩的数值模型,通过断裂能本构模型实现岩体弹性−损伤−断裂的破裂过程,开展截齿有效角度50º～90º区间内的9组冲击贯入破岩模拟,研究贯入角度对截齿破岩性能的影响规律,讨论贯入角度对截齿几何排布的影响,总结布齿系统的截齿几何排布规律。结果表明,当贯入角度从90º降低到50º时,岩体由张拉−拉剪破裂向剪切−拉剪破裂转变,截齿平均贯入力与破碎程度提高,截齿的跃进式侵入特性的显著性减低;贯入角度为75º～90º的第I类截齿与小于55º的第III类截齿在破岩中起辅助作用,贯入角度为55º～75º的第II类截齿可在岩体内部产生范围较大的水平非贯通裂隙,在布齿系统破碎岩体过程中发挥主要作用;2个第II类截齿先后贯入岩体可较好地破碎截线间的岩体,可构成一类基本破岩单元,多个基本破岩单元按照正弦线形式排布,由此形成了一种布齿系统设计方法。研究成果为完善双轮铣槽机布齿系统设计方法,打破国外在双轮铣槽机布齿系统设计方法上的技术壁垒提供了理论基础。     

YSZ-50型声频振动钻机的研制

声频振动钻进技术是近年来发展较快的新型钻探技术,主要利用声频振动头产生的高频振动力,引起钻柱系统的共振,并带来土体的局部液化,实现快速钻进和高质量地质取样。主要介绍了YSZ-50型声频振动钻机的结构设计、主要技术参数和特点以及取样试验。     

春季热带地区OLR低频振荡及其与长江中下游连阴雨

本文应用NOAA卫星接收的1975—1983年向外长波辐射(OLR)资料研究了春季热带地区低频振荡的基本特征,得出东半球热带地区盛行周期为30天左右的低频振荡,这种振荡最显著的区域在0—10°S、70—90°E的印度洋地区。文章阐述了过渡季节这种低频振荡的经向和纬向传播特征。 本文还进一步指出,在热带低频振荡的不同阶段,ITCZ、北半球副热带以及西风带环流系统也呈现出显著的周期变化,并查证了低频振荡作为长江中下游连阴雨和连晴过程的背景事实。因此本研究工作也为长江中下游连阴雨和连晴天气的中、长期可预报性提供