双多普勒雷达风场反演对一次后向传播雷暴过程的分析

利用常规观测、雷达和加密自动站资料,对2013年9月13日上海地区的一次以后向传播为主要特征、伴有强降水和大风的强对流过程进行了分析,并采用双多普勒雷达风场反演等技术,对其形成的环境条件及后向传播机制进行了研究。由于上海连续多日处在副热带高压(副高)西北侧边缘,具备了充足的水汽和较强的不稳定条件,地面辐合线在上海北部触发了初始对流,其出流与地面风场的辐合在西南侧不断触发出新的对流单体,出现了与引导气流相反、指向西南方向的雷暴传播矢量,当单体的新生传播速率大于引导流速率时,雷暴整体产生了与引导气流相反的后向移动。针对该后向传播机制的研究表明:对流单体强下沉运动形成的阵风锋在其西南方向与环境西南风辐合,并与该处原有的地面辐合线碰撞造成更强烈的上升气流,触发新的单体生成,新单体发展成熟后产生强降水和强下沉运动,加强和维持了其西南侧的阵风锋,使得阵风锋向西南方向推进并继续触发新单体生成;风场反演的垂直运动分布和演变也显示了多个对流单体从东北向西南依次表现出消散、成熟和新生阶段的特征。因此,本次过程中形成了"雷暴单体新生发展—成熟后缓慢东北向移动—产生强降水、下沉运动和大风在其西南侧触发新单体"的循环;向西南方向推进的地面阵风锋与原有的地面辐合线共同形成了雷暴西南侧局地锋生区,与新生对流区的位置一致,是该次过程后向传播的主要原因。     

基于单视影像的地下通道3维重构方法

地下通道(包括隧道、巷道等)是一类重要的构筑物,重构其3维几何模型对于构建数字化操作平台有着重要的意义.在给定一个初始3维几何模型的条件下,利用地下通道影像上的线特征,通过人工交互方式获取相机的外方位元素及确定通道最终3维几何模型的参数,然后利用单视几何原理,通过反投影像点坐标即可计算得到详细准确的地下通道3维模型.实验表明该方法简捷有效,可以在实践中加以推广.     

一次夜间β中尺度弓形回波形成机制机理研究北大核心CSCD

2017年9月24日夜间至25日凌晨,沿长江一线发生了一次夜间强对流过程。准东西向锋面雨带南侧垂直于锋面走向的β中尺度对流系统由线状逐渐演变为弓形,造成长江中下游地区产生短时强降水,并伴随7级雷暴大风。从环境场来看,夜间不存在有利的热力条件,预报难度较大。本研究利用观测和数值模拟对弓形回波的形成和演变机制机理进行分析,雷达观测显示初始阶段有一条东北—西南向的β中尺度线状对流带,在其西南侧不断有新生的对流单体合并进入对流主体,形成侧后向传播,之后在对流主体移动方向前侧(东南侧)又有新的对流单体生成,逐渐发展成西北—东南向的带状,并向东北方向移动,最终导致原β中尺度线状对流带演变并加强为弓形回波。高分辨率数值模式模拟的对流系统演变过程与实况十分接近,利用涡度方程进行诊断分析显示涡度的倾侧项在侧后向传播中发挥了重要的作用。对流发展初期,在倾侧项作用下回波西南侧有新的对流单体生成并与主体回波合并,随着回波不断合并增强,辐散项的作用逐渐增大,主体回波在西南侧的倾侧项和东北侧的辐散项共同作用下正涡度明显增大,且其垂直平流项将正涡度向上传播,有利于对流的垂直伸展。在主体回波前侧,受水平平流项的作用不断有新的对流单体生成,但由于垂直伸展高度低,受低层风引导向东北方向移动,在移动过程中对流单体排列呈西北—东南向且逐渐合并涡度增大,最终导致线状主体回波演变为弓形回波。此次弓形回波的形成过程与经典模型存在显著差异,其弓形后侧没有明显的后侧入流急流,而是具有明显的前侧近地层入流,主要受到了前侧暖区内对流系统发展影响。     

未打穿散体材料桩复合地基固结简化解研究

利用平均固结度普遍解,将未打穿散体材料桩复合地基转化为等效双层地基,推导出未打穿散体材料桩复合地基固结简化解,给出其平均固结度计算简化公式。根据简化解、现有解和有限单元法编制程序,绘制考虑贯入比、桩体渗透系数、土体扰动区渗透系数和土体扰动区影响因子等因素对固结的影响曲线图,分析了各因素对未打穿散体材料桩复合地基固结性状的影响,并对3种计算方法所求出的平均固结度进行了比较研究,进而探讨了简化解的适用性。研究结果表明,无论是在单面排水还是在双面排水条件下,简化解求出的平均固结度总体上是介于现有解和有限单元法二者之间,尤其在固结过程的“中后期”（即固结度≥50%时）。从实用角度来看,简化解的计算结果具有足够精度,且简便、实用;在各种影响因素中,散体材料桩长度和桩体渗透系数对固结过程的影响最大。     

新疆西准噶尔地区赞岐岩(sanukite)的地球化学特征、成因机制及其与铜金矿化的关系

西准噶尔地区广泛发育高镁质闪长质岩墙。对全岩样品的Ar-Ar测年获得了321Ma的坪年龄,显示其主要形成于石炭纪末。这些岩墙样品以富Si（SiO2 52．3％～56．9％）、Mg（Mg〉60）、Cr（134—204μg／g）、Ni（59,141μg／g）、Sr（468～724pg／g）、Ba（316～676μg／g）为特征且K／Na比值在0．38—0．63之间,类似于日本中新世Setouehi火山岩带中的赞岐岩。这些岩墙大多具有不同程度的Eu正异常并具有高的Ba／La比值（27～124）,反映其主要来自消减带环境下受流体交代的地幔源区的部分熔融。赞岐岩和区内同时代埃达克质岩石的共生组合意味着该区在晚石炭世末曾受到热消减机制的影响。这种热的洋壳俯冲机制,不仅在石炭纪末期产生了大量的岩浆活动,而且也导致了铜金等成矿元素的富集。深入了解赞岐岩-埃达克岩共生组合与铜金矿化之间的密切关系将有助于正确评价区内成矿潜力。     

北疆阿尔泰南缘泥盆系浅变质碎屑沉积岩地球化学特征及其形成环境

对于北疆阿尔泰地区泥盆纪所处的大地构造环境,目前仍旧存在不同观点.前人基于阿尔泰南缘泥盆纪火山岩地球化学研究,分别提出了活动大陆边缘和被动大陆边缘裂谷等不同构造观点.阿尔泰造山带南缘的泥盆纪浅变质碎屑沉积岩地球化学研究表明,该套浅变质碎屑沉积岩原岩主要为泥质或砂质沉积岩.尽管不同岩性样品主量元素含量不同,但其化学蚀变指数(CIA)小于75,成分变异指数(ICY)接近或小于1.0,斜长石蚀变指数(PIA)平均70,说明其源区物质比较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱.同样,不同岩性样品微量元素含量差别较大,但表生过程中不活泼的微量元素比值却比较一致,轻稀土(LREE)中度富集(LaN/YbN=2.88～9.90),重稀土(HREE)比较平坦,并伴有明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.45～0.89).绝大多数样品具有高的La/Sc(1～3)、La/Y(0.5～1)和Ti/Zr(10～35),以及较低的Sc/Cr(0.1～0.3)比值,类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物.在La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解中,除一千枚岩样品外,其他所有样品均落入大陆岛弧区.以上地球化学特征明显不同于大洋岛弧和被动陆缘沉积物,说明该套浅变质碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境,为认识阿尔泰造山带泥盆纪岛弧增生构造演化过程提供了一个重要证据.     

阿尔泰塔尔浪地区斜长角闪岩和辉长岩的形成时代、地球化学特征和构造意义

阿尔泰塔尔浪地区出露一些斜长角闪岩和辉长岩。其中,斜长角闪岩为基性岩浆岩变质的产物,SiO_2含量为45.42%～52.96%,具有较高的Al_2O_3(13.14%～17.92%)、Fe_2O_3~T(9.08%～16.88%)和TiO_2(0.82%～3.23%)含量。斜长角闪岩样品稀土元素曲线比较平坦,轻重稀土元素分馏不明显(La/Yb_N=1.53～1.79),无明显的Nb和Ta亏损。通过野外产状及地球化学特征分析,认为该斜长角闪岩形成于海山的构造环境。辉长岩SiO_2(46.96%～49.86%)含量稍低,TiO_2(0.38%～1.89%)变化较大,并富Al_2O_3(15.0%～20.81%)、CaO(10.13%～11.60%),具有中等至较高MgO含量(7.3%～8.3%)和相对较低的钾含量(K_2O=0.34%～1.03%),属亚碱性岩石系列(Na_2O>K_2O)。辉长岩呈现两种稀土元素组成特征。一种轻重稀土分馏不明显,配分曲线比较平坦(La/Yb_N=1.10～1.67),具有轻微的Eu正异常(δEu=1.03～1.10);另一种轻重稀土元素分馏较明显(La/Yb_N=5.97～6.39)并具有正的Eu异常(δEu=1.31～1.44),反映其形成过程中可能受到斜长石堆晶的影响。在微量元素蛛网图上,辉长岩具有明显的Ti、Nb和Ta负异常和Pb、Sr正异常,反映出明显的消减带岩浆特征。角闪石的~(40)Ar-~(39)Ar测年结果显示,辉长岩样品的坪年龄为266.9±6.1Ma,且年龄坪谱显示在其形成之后没有受到后期热事件的明显干扰,基本上反映了辉长岩的形成年龄。斜长角闪岩的~(40)Ar-~(39)Ar结果呈现出似马鞍型坪谱,其中最小的年龄坪(297.3±6.1Ma)可能反映了最近一期的变质事件,而且明显早于辉长岩的侵入。斜长角闪岩和辉长岩不同的形成时代和地球化学组成表明二者可能代表了两期不同的基性岩浆活动。斜长角闪岩所具有的板内和消减带的复合特征表明其原岩可能是洋壳在俯冲消减过程中增生的海山残片,而辉长岩所具有消减带特征显示在二叠纪时期阿尔秦地区仍存在受俯冲作用影响的地幔源区。阿尔泰二叠纪岩浆活动无论在岩浆属性还是规模上都与泥盆和石炭纪的岩浆活动存在巨大差异,表明这两个时期的构造背景存在较大不同,可能反映阿尔泰正处于某种构造转换机制的控制之下。     

基于不同摩擦系数水平的滑移隔震体系的相对输入能量与绝对输入能量的差异性分析

定义了能量变化率指标,以简谐激励作用下的滑移隔震结构为例,探讨了摩擦系数对滑移隔震结构能量变化率指标的影响,通过对这些能量指标的研究,分析了系统的相对输入能量和绝对输入能量的差异性随摩擦系数的变化规律,为后续研究提供理论依据。     

3维重构精度估计的矩阵分析方法

3维重构可以由影像序列快捷方便地提取目标的3维几何信息。但3维重构的基础是多视几何理论,其计算是基于矩阵推导的非线性过程,故传统摄影测量理论难以用于评估其误差,本文提出一种3维重构精度的估计方法,采用矩阵分析方法,给出了评定重构精度的推导过程,并结合实验数据验证了精度估计的正确性。     

化学地球动力学中的铂族元素地球化学

对球粒陨石和地幔样品来讲,Ru,Rh,Pd,Os,Ir和Pt等贵金属元素的含量比值在一定程度上是相同的,但是在地幔样品中它们的含量实际上比球粒陨石低大约2个数量级,因此提出了核幔分离之后地球增生过程的“后增薄层”假说。数百公里尺度地幔橄榄岩的PEG分布的不均一性除被认为由于增生阶段的不均一造成外,更可能是由于地幔形成之后的地幔过程、核－幔及壳－幔相互作用造成。部分熔融、岩浆结晶分异（特别是硫化物、金属相析离）、流体（包括岩浆）／岩石相互作用等造成了大型俯冲带、造山带中地幔橄榄岩、蛇绿岩和杂岩体的PGE分异,也是形成铬铁矿,大型贵金属矿床的主要机制。