河流输沙率变化规律研究:小波分析在红河支流盘龙河的应用

为揭示纵向岭谷区红河支流盘龙河流域输移率的变化状况及影响因素,文章采用小波分析数学方法,具体分析了盘龙河输沙率序列中存在的变化趋势、多时间尺度、周期性、突变性等特征.结果表明:盘龙河流域河流输沙率自1951年至1997年一直呈现出波动上升的趋势,而1998年以来有下降的倾向;输沙率的变化具有多时间尺度特征,不同时段振荡强度不同;就周期性而言,输沙率存在有4,7和22年的振荡周期,其中22年的振荡周期最为明显,贯穿整个研究时段,4年和7年尺度上局部特征突出;在4,7和22年时间尺度上分析输沙率的突变特征得知,4年尺度上的突变有27次,7年尺度上的突变有16次,22年尺度上的突变有5次,长时间尺度上嵌套着短时间尺度;结合社会统计数据和气候数据的分析得知,输沙率的变化趋势主要受人为扰动的影响,而多时间尺度、周期性和突变性特征则主要受气候变化的控制.     

气候突变及其研究进展

科学家们正在不断地揭示各种尺度的气候突变的事实，分析突变的性质，并进而了解各种尺度气候突挛规律及其形成的机制，将会对气候有重要意义，本文主要就气候突变的现象，理论及其研究有进展作一概略的评述。     

夏季亚洲-太平洋热力差异年代-百年尺度变化与太阳活动

利用重建的近千年亚洲-太平洋涛动指数和太阳辐照度时间序列, 用统计方法研究了夏季亚洲与其周边的海陆热力差异在年代-百年际时间尺度上的变化特征及其与太阳辐照度的关系, 结果表明: 亚洲季风区热力差异存在着90 a 左右、10~13 和3~7 a 的周期振荡; 在百年尺度上, 热力差异表现出3 次明显突变, 它们分别发生在1305~1315 年、1420~1430 年以及1625~1635 年. 海陆热力差异与太阳辐照度之间有显著正相关, 并且在250, 120~160, 60~70 a 以及15 a 变化周期上, 二者的联系更显著. 热力差异的3 次突变分别对应着太阳辐照度的明显减弱或加强, 并且滞后太阳辐照度突变时间12~22 a, 可能反映了太阳辐射对亚洲季风气候百年尺度突变的一种影响; 在年代尺度上, 热力差异突变与太阳辐照度关系不紧密, 说明太阳活动可能不是影响亚洲-太平洋热力差异年代际突变的主要因子. 与亚洲-太平洋热力差异比较, 北半球年平均表面气温的年代际突变与太阳活动的关系更紧密, 而气温百年尺度的突变与太阳活动关系较弱.     

基于格子Boltzmann方法的复杂多孔介质内双扩散效应的对流传热传质机理研究

基于TD2G9不可压格子Boltzmnann模型, 通过引入第3个分布函数表征浓度场的演化, 并在标准演化方程后附加源项, 构造了用于模拟多孔介质内在多物理场(浓度场, 温度场)下交叉耦合效应的自然对流传热传质格子Boltzmann模型. 基于非平衡态不可逆热力学的基本原理, 引入Boussinesq假设, 在考虑了耦合扩散效应的基础上建立了可用于描述多物理场耦合效应下的自然对流传热传质的控制方程. 采用提出的格子Boltzmann模型结合多孔介质构造算法从孔隙尺度对规则以及随机多孔介质内双扩散效应的自然对流传热传质过程进行了模拟, 研究了不同瑞利数Ra, 不同孔隙率下的多孔介质内传热传质特征, 考察了温度梯度等因素对多孔介质内传质过程的影响, 创新地从孔隙尺度对多孔介质内的耦合对流扩散过程的传热传质机理进行了研究.     

绘制宇宙图

就是对于大多数天文学家而言，星系都是非常庞大的东西一一在几十万光年的空间里，挤满了数以千亿计的恒星，其间密布着巨大的气体和尘埃云。但是，对那些在最大尺度上研究宇宙性质的宇宙学家来说，星系不过是物质的基本单位而已。数以十亿计的星系充斥于可观测的宇宙之中。它们聚集成大小为300万光年左右的星系团，而这些星系团又构成逐级增大的系综。     

潮滩生物-物理互馈机制与系统稳态效应研究进展

潮滩是海岸湿地系统的重要组成部分,在维持海岸生态系统健康、抵御海岸自然灾害、蓝碳固存等方面发挥着重要作用.潮滩为多种生物提供适宜生长环境的同时,不同类型生物也通过改变水、沙过程影响潮滩地貌演化与系统稳态.本文归纳了盐沼植被、底栖微藻对潮滩水动力、泥沙运动过程的生物-物理效应,提出了描述潮滩生物与泥沙在时间、空间尺度上反馈过程的概化动力学模型,分析了生物-物理互馈时间累积驱动下潮滩系统双稳态及稳态突变理论特性,总结了潮滩生物与周围物理条件空间自组织作用下的地貌形态形成机制,探讨了潮滩系统层面的连续性现场观测、生物种间作用对生物-物理互馈过程的调节,以及外界扰动下潮滩生物地貌系统稳态突变阈值定量模拟等方面仍面临的科学问题.     

南海北部珊瑚灰度及其反映的华南降水年代际变化

利用1789～1992年南海北部逐年珊瑚灰度与1908～1992年广州逐年降水资料，采用Mann—Kendall法、奇异谱分析、相关分析、合成分析等方法对南海北部年珊瑚灰度的年代际变化进行了分析，并探讨了用珊瑚灰度重建的广州降水时间序列所反映的华南降水的年代际变化特征．结果表明：南海北部珊瑚灰度变化存在明显的趋势项、权重很大的年代际变化和较弱的年际变化．1880年代末存在显著的由正异常到负异常转变的世纪尺度突变，突变前后对应的全球海温差值场是：南海及其附近的北印度洋、中西太平洋大部、北大西洋沿岸为负异常，这种大范围的海温异常分布是与南海珊瑚灰度世纪尺度突变相伴随的．南海珊瑚灰度与广州降水在年代际尺度上存在显著的负相关，用年代际尺度南海珊瑚灰度资料反演的广州年代际降水表明了华南降水年代际变化具有明显的阶段性．对寻找研究华南年代际以上尺度气候变化的代用指标有一定的意义．     

重大灾变事件——星系的剧烈活动

自1923年美国天文学家哈勃证实河外星系的存在以来,为数众多的星系不断地被发现,它们形态各异、大小不一。令人惊讶的是,这些尺度往往以万光年计的庞大天体系统常表现出更大尺度上的剧烈活动,并影响到星系和星系内恒星的演化进程。     

云南鹤庆深钻揭示的区域气候轨道尺度演化

以云南鹤庆盆地737 m深钻湖泊岩芯为材料, 在对碳酸盐、烧失量指标实验分析的基础上, 首先分阶段探讨碳酸盐、烧失量指标演化特点, 然后采用交叉频谱分析和滤波分析方法, 探索西南季风的轨道尺度演化特征. 分析结果显示: 地球轨道参数的斜率、岁差周期是驱动西南季风演化的重要因素; 其次, 全球冰量变化和青藏高原隆升对西南季风演化也有重要影响.     

浅水非线性波的演化方程

在浅水模式的水波变分方程中,引进非线性效应的二次项;利用多时间尺度方法,体现浅水波的弱色散效应;并根据变分原理,导出了波动随时间的演化方程。结果表明：浅水波的非线性演化与许多其他类非线性振动现象一样,以Ｄｕｆｆｉｎｇ方程做为该模式的代表方程。     

华北克拉通破坏对地表地质与陆地生物的影响

晚中生代古太平洋板块俯冲导致东亚古大地幔楔形成和华北克拉通破坏,该动力过程引发华北克拉通发生强烈伸展和岩浆活动,广泛形成裂谷盆地和变质核杂岩,并造成燕辽和热河生物群的繁盛与消亡.古太平洋板块俯冲角度的变化导致东亚大陆经历了三次短暂挤压事件和两次强烈伸展构造.多学科综合研究进一步揭示,晚中生代燕辽和热河生物群的演化与华北克拉通的破坏强度、岩浆活动强弱以及盆地发展存在明显的时空相关性.上述现象表明地球深部动力过程不仅控制了克拉通破坏和地壳构造演化,而且也极大地影响了地表环境的变迁和陆地生态系统的演变.因此,地球生命是与环境协同演化,并且共同受地球深部过程的控制.     

复杂生物系统及其二分演化机制

介绍了复杂系统和复杂性的概念 ,考察了生物系统中的复杂性特征 ,指出生物系统是具有自组织性和复杂性的开放动力系统 .以二分演化模式为指导 ,探索了复杂生物系统的基本演化机制     

对称性和对宇宙的思索

从我们对自然界微观尺度到宏观尺度的理解来看,自然规律和初条件是相互独立的,这种划分似乎是令人满意的.甚至从天文学现象来看,我们认为不同的行星系统以至星系,是按照相同的自然规律和不同的初条件演化的.在自然界尽头,亚核尺度、基本粒子尺度和宇宙尺度,宏观和微观的两极消失.当前的科学一致支持这样的观点,即我们的宇宙产生于遥远的过去的一次"大爆炸".那么,能够根据初条件和随后     

类岩材料多裂隙体在单轴压缩下的数值模拟

应用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D)软件,考虑岩石的非均匀性,对含不同裂隙倾角和分布密度的试件在单轴压缩下的破坏模式进行研究,探索了不同裂隙倾角和分布密度对多裂隙类岩石材料断裂破坏模式的影响规律.数值分析与实验结果基本一致,试样破坏是一个由渐变到突变的过程,总体破坏过程可大致分为弹性变形阶段、裂纹萌生和稳定扩展阶段、裂纹不稳定扩展至失稳阶段3个阶段;声发射事件也可对应分为线性阶段、增长阶段、突变阶段3个阶段.对比不同试件组发现,含多预制裂隙体的裂纹贯通方式和整体破坏方式由裂隙倾角起主导影响作用;裂隙分布密度对裂隙体整体破坏形式的影响因裂隙倾角的差异而有所不同.     

非线性溃变理论物质结构的系统制约观

基于物质结构实在性和非线性演化模型而提出的溃变理论是非线性理论的观念性观点。本文从四个方面概括了非线性溃变理论的物质系统不同于西方第一推动体系的制约观。（１）在整体观中具体完善了事物演化的“稳定，渐变，不稳定，突变，通过不连续溃变并演化为新的稳定，渐变……”的系统整体演化链。（２）以物质结构的非均匀性提出了第二搅动下物质的涡旋结构观，揭示了“天人合一”的物质性。（３）在结构信息控制观中阐述了非均匀     

乙醇蒸汽重整制氢镍基催化剂的尺度效应与构效关系

考察了Ni基催化剂镍颗粒尺度与乙醇蒸汽重整活性、稳定性的构效关系.通过改良St?ber法制备了镍颗粒尺度可控的Ni@Si O2壳核型催化剂,研究了具有不同镍颗粒尺度的Ni@Si O2壳核型催化剂,发现催化剂乙醇转化频率随着镍颗粒尺度的增加而增加,当镍颗粒尺寸达到30 nm以上时,变化不再明显.镍颗粒尺度对催化剂稳定性也有影响.镍颗粒尺度越大,催化剂积碳速率越快,稳定性越差.结果表明,适当的镍颗粒尺度对催化剂活性和稳定性均至关重要.     

IGCP-476项目“晚新生代东亚及边缘海的季风演化与构造-气候联系”年会召开

<正> 联合国教科文组织IGCP-476项目(2003～2007年)由来自日本、中国、美国、俄罗斯、韩国、印度、台湾等7个国家和地区的科学家参加,项目负责人是东京大学的古海洋学家R.Tada教授和同济大学的郑洪波教授等。该项目旨在联合地质学家、古海洋学家、气候学家,在构造尺度和天文尺度上,探讨中国(亚洲)宏观环境格局的变化,其中包括青藏高原隆升的时代、方式、边缘海的形成和演化,以及这些事件对亚洲季风系统形成和演化的影响。     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

纳米结构金属晶界塑性机理的原子尺度模拟研究进展

纳米结构金属中富含晶界,对材料微观结构演化与宏观力学性能调控具有重要意义.厘清纳米结构金属晶界塑性变形的原子尺度机理,将之与材料宏观力学行为相联系,是纳米结构金属力学研究关注的核心问题.近年来,我们围绕晶界塑性变形机制及其影响因素,采用原子尺度模拟方法,探究了晶界诱导孪生与界面宏微观自由度的关联规律,揭示了晶界位错往复滑移主导的纳米晶体循环塑性机制,提出了孪晶界滑移诱导纳米晶体极端剪切变形,发展了取向依赖的晶界迁移和滑移转变模型,为纳米结构金属晶界行为预测与调控提供了新思路.本文梳理了晶界塑性原子尺度模拟的研究现状,总结了本团队从原子尺度探究晶界塑性变形机理的相关进展,指出了纳米结构金属晶界调控理论与力学表征的难点和挑战.     

阿维链霉菌adpA-a调控形态分化和黑色素形成

灰色链霉菌(Streptomyces griseus)中的AdpA是A-因子调控网络中的一个中心转录调控因子, 控制形态分化和次级代谢. 在阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)的基因组上, 也存在着与adpA高度同源的基因adpA-a. 为了研究其功能, 通过同源双交换将adpA-a基因破坏, 得到的adpA-a突变株不能进行正常的形态分化, 同时不再产生黑色素, 但产阿维菌素(avermectin)的能力不受影响. 对该破坏菌株进行基因互补, 互补突变株的表型得到恢复, 证实了突变株表型变化是由adpA-a破坏引起的. 以上结果表明, 在阿维链霉菌中, adpA-a不仅参与形态分化的调控, 同时也参与黑色素生物合成的调控.