陆面过程中稳定水同位素逐日变化的数学模拟——引入稳定同位素效应的CLM实例分析

将稳定同位素效应引入CLM(Community Land Model),并对巴西马瑙斯站在平衡年的稳定水同位素的逐日变化进行模拟和分析.结果表明: 降水、水汽和地表径流中δ18O存在明显的季节变化,并与相应的水量存在显著的负相关关系,但凝结物中δ18O与地面凝结量存在显著的正相关关系,蒸发水汽中δ18O与蒸发量之间无显著的相关关系.受土壤贮水削峰功能的影响,表层土壤和根区水中δ18O的季节变化全无.植被层蒸发水汽中稳定同位素的丰度与大气的干湿程度存在密切联系: 当降水量少时,大气干燥,植被层的蒸发较少,植被蒸发中δ18O较高;当降水量较大时,空气湿润,植被层的蒸发量较大,蒸发中δ18O则较低.植被蒸腾中δ18O的变化与源区水体中δ18O的变化保持一致,尤其是与根区水中的δ18O.由于地下径流直接源自根区水的补充,因此,地下径流中δ18O等于根区水中的δ18O.模拟结果还显示,降水MWL (大气水线)的梯度项和常数项均比全球平均MWL略偏小.尽管主要来自降水的贡献,但地表径流和植被层水体的MWLs与降水MWL存在较大的差异,这一方面与两类水体在蒸发过程中的稳定同位素的富集作用有关,另一方面与CLM模拟的水量有关.大气水汽线与降水的MWL的梯度值相近,说明大气水汽与降水近似处于稳定同位素平衡状态.另外,模拟的地面的凝结线与植被层的凝结线均与全球大气水线相近,且具有非常高相关程度,说明CLM的模拟是合理的.     

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

GYD-300型全液压动力头工程钻机的研制

GYD-300型全液压动力头工程钻机为全液压驱动,动力头反循环式机型。液压系统采用插装阀集成结构,电液复合操作。使用PC控制监测系统,适时检测孔底各相关压力,对不同地层进行范围设置,实现钻进过程中孔底的自动、手动恒压钻进。重点介绍了该钻机的结构特点、实验情况、主要技术参数等。     

热带大西洋年际和年代际变率的时空结构模拟

使用美国夏威夷大学发展的中等复杂程度海洋模式(IOM)在给定表面强迫条件下模拟了热带大西洋上层海洋年际和年代际变率的时空结构.利用NCEP的41a(1958～1998年)逐月平均表面资料作为强迫场,积分海洋模式41a作为控制试验,并利用模式分别做动量(风应力)通量和热量通量无异常变化的平行试验,与控制试验作比较.对3组试验模拟上层海洋变率状况的比较,并按年际和年代际时间尺度分别分析,揭示表面风应力和热通量异常对海表面温度和温跃层深度变化的影响,并比较了其影响的相对重要性.结果表明模式成功地模拟出了热带大西洋上层海洋的变率.模式模拟的海表面温度年际变化主要表现为弱ENSO型,年代际变化表现为南、北大西洋变化相反的偶极子型.在年际时间尺度上,热力强迫和动力强迫对海表温度变化都有贡献,其中赤道外海表面温度异常(SSTA)变化主要由热通量异常引起,而近赤道SSTA的变化主要由动量异常强迫引起.在年代际时间尺度上,热通量强迫的作用远比动量强迫重要.模式不仅能够模拟SST在年际和年代际时间尺度上的变率,还能够模拟温跃层深度在年际和年代际时间尺度上的变率.年际和年代际时间尺度上,温跃层深度的变率主要由动量异常决定,热通量异常强迫的贡献很小.     

Computation of response spectra from mining tremors using neural networks

Underground coal and copper ore exploitation in two Polish mining regions causes mining tremors and a series of other negative phenomena in the environment. Although these tremors are strictly connected with human activity, they differ considerably from other paraseismic vibrations. The moment of their occurrence is not to be foreseen likewise for earthquakes. The main problem discussed in the paper was formulated as the neural network evaluation of a relation between mining tremor energies, epicentral distances and acceleration response spectra. Back-propagation neural networks with Resilient back-propagation learning method were used. Each input vector included information about the mining tremor energy and the epicentral distance. Values of acceleration response spectrum were expected as the outputs of neural networks. Neurally evaluated spectra were compared with spectra computed on the basis of experimental data. After the network is trained and tested, it can be used for mapping of new data of mining tremor energies and epicentral distances into the spectra. Then, what is the substantial advantage of neural approach, the prediction of acceleration response spectra can be performed without recording of surface vibrations. In the light of the results, it is visible that the presented way of computation of acceleration response spectra can be peculiarly applied to prognosis of mining tremors influences on structures.     

Socioenvironmental issues of river bed material extraction in the Himalayan piedmont (India)

The present study focuses on the Balason river running through the Himalayan piedmont zone (near Siliguri, India). The objective of the study is an assessment of the environmental effects of river bed material extraction by humans and the dependence of indigenous people on the river and its ecosystem services. The analysis is based on results of field work consisting of geodetic measurements of the river channel and interviews among the local community from the Nimtijot village. Historical hydrological data were also used for the study. The results of the investigation show that the Balason river is heavily affected by excessive exploitation of river bed material during dry season and the replenishment of extracted material in a monsoon season is not always sufficient. It leads to channel deepening. The local community working in the river heavily depends for its livelihood on continuing this activity. A decreasing amount of bed material to be extracted may lead to degradation of the strong relationship between the local community and their natural environment (river).     

热带外太平洋通过海洋过程对热带太平洋的影响

利用MOM2海洋环流模式分别研究了年际和年代际尺度上热带外太平洋通过海洋过程对热带太平洋的影响.利用1945~1993年COADS资料的表面通量强迫海洋模式,积分46 a作为模式控制试验.取热带外太平洋海表面强迫为气候值做敏感性试验.将控制试验结果减去敏感性结果就可以得到热带外太平洋通过海洋过程对热带太平洋的影响.结果表明,年际尺度上,主要是海洋波动过程起作用,但总的海洋过程的影响较小.年代际尺度上,主要是副热带环流输送起作用,其中包括平均环流输送的温度异常以及异常环流输送的平均温度,并且后者贡献相对较大.年际和年代际尺度上,热带太平洋的温度异常主要发生在密度跃层附近.研究发现热带外南太平洋对热带和热带外太平洋之间的水量交换有影响,而热带外北太平洋的影响较弱.     

海绵骨针特性及其仿生学研究

海绵是生长在海洋或淡水环境中的一种最简单的多细胞生物,3个主要海绵纲中有2个纲的海绵其主要骨架与支撑是玻璃纤维状的硅质骨针。近年来,人们发现了硅质海绵骨针独特的微结构及良好的光纤特性,特别是指出了这些特性给人类带来制造光纤的新思路,并很快引起了科学家对其结构、特性、生长机制与调控的生物学、生矿物学和仿生学的广泛研究兴趣。评述了海绵骨针内部结构和光学特性的发现、海绵骨针研究的热点领域及研究意义,并简要介绍了海绵骨针的国内外研究概况及主要工作。     

东营凹陷牛38井沙三段高分辨率旋回地层研究

自然伽玛测井资料取自山东省东营市胜利油田的牛38井。该井的沙河街组划分为四个段,其中沙三段依据含艾氏鱼群组合的鲱科化石和沉积物旋回堆积速率(AR)等研究,可与北美始新统绿河组进行对比。根据上世纪90年代沙三段古地磁研究结果,井深3263m处C18n.1n/C18n.1r界线调整为38.975MaBP。通过频谱分析和数字滤波计算,得出了沙三段几个界线的年龄值,其中,在沙三下、中亚段界线算出的36.9MaBP,岁差旋回幅度有明显变化,这一变化与Palike(Palikeetal.,2001)在ODP71线1052孔中发现的类似图像(36.7Ma)可比较。     

四川彭县白水河地区蛇纹岩的地质特征

研究区的蛇纹岩以构造就位的方式就位于具岛弧环境的白水河群变质岩系之中，其常量元素和微量元素地球化学特征表明，其原岩成分相当于蛇绿岩层序底部的变质橄榄岩，是地幔的残余。它是在岛弧与扬子古陆相互碰撞过程中形成的。