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喜马拉雅造山带新生代构造演化:沿走向变化的构造几何形态、剥露历史和前陆沉积的约束

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地学前缘 2006年第5期13卷 416-515页

作者：尹安美国加利福尼亚大学地球与空间科学系和地球物理与天体物理研究所洛杉矶90095-1567

尽管过去150年以来,人们对于喜马拉雅造山带有很长的一段研究历史,但是对其几何特征、运动方式、动力学演化仍然理解不深。这种情况的出现,主要是因为人们持续关注的是喜马拉雅造山带的二维构造空间特性,并将某些研究程度较高地区的地... 详细信息

尽管过去150年以来,人们对于喜马拉雅造山带有很长的一段研究历史,但是对其几何特征、运动方式、动力学演化仍然理解不深。这种情况的出现,主要是因为人们持续关注的是喜马拉雅造山带的二维构造空间特性,并将某些研究程度较高地区的地质关系向外推广到造山带其他地区。就地理、地层及构造划分而言,概念的混淆和误解在有关喜马拉雅的文章中也大量存在。为了阐明这些问题,并为那些有兴趣探究喜马拉雅造山带地质演化过程的人们提供一个新的平台,文中系统地综述了以前的基本观察。我的综述主要是强调沿走向变化的喜马拉雅地质格架在喜马拉雅剥露、变质和前陆沉积方面所起的作用。文章的主要目的是阐明占据造山带核部的大喜马拉雅结晶岩带(GHC)的侵位历史。因为喜马拉雅大部分地区是由主中央冲断层(MCT)和藏南拆离系(STD)之间的GHC所组成,所以在地图和剖面观察上确定这些一级喜马拉雅构造之间的关系是非常关键的。中喜马拉雅出露的平面模式表明,MCT具有断坪-断坡的逆断层的几何特征。南部的逆冲断坪携带了一个GHC的板片(Slab)叠置在小喜马拉雅层序之上(LHS),并形成了一个在MCT逆冲断层带之南延续100km的巨大上盘断弯褶皱。在西喜马拉雅造山带地区,东经约77°处,MCT呈现为横向逆冲断坡(Mandi倾向逆冲断坡)。在其西边,MCT将低级变质的特提斯喜马拉雅层序(THS)叠置到低级变质的小喜马拉雅之上;而在其东边,MCT将高级GHC叠置到低级LHS之上。这种沿走向变化的地层叠置和横穿MCT的变质等级表明,逆冲断层的断距向西减小,可能是由于地壳短缩总量沿着喜马拉雅造山带向西减小所致。在所有出露的地方,STD大致都沿着THS底部的同一地层面,呈现出一个长度>100km的上盘断坪。这种关系说明:STD可能沿着一个先期存在的岩石接触面,或者沿中部地壳近水平的脆性—韧性转换带而发生。虽然喜马拉雅造山带藏南拆离系的上盘都有THS发育,但是至今没有找到THS切断STD下盘的证据。这样使得估算STD的滑动距离非常困难。STD最南端地层或与MCT(即,Zanskar)相交,或者位于MCT前端1～2km的范围内(不丹),这两种可能都暗示MCT与STD在它们向南的上倾(up-dip)方向有可能结合。虽然这种几何特征在现有的模型中几乎被忽略,但对于整个喜马拉雅造山带的变形和剥露历史具有重要的指示作用。

关键词：喜马拉雅造山带主中央冲断层(MCT) 藏南拆离系(STD) 被动-顶板(roof)断层主动-顶板断层侵蚀剥露

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论振荡型对流

空气动力学学报 1982年第3期 1-8页

作者： M.Mak 李崇银美国伊利诺斯大学大气科学系中国科学院大气物理研究所

振荡型对流亦称过稳定性对流(overstability convection),它是一个底部加热的旋转流体薄层中的一种振荡型不稳定。本文用欧拉分析和拉格朗日分析相结合的方法,从理论上研究了这种振荡型对流现象。结果表明,无论在两个自由边界面还是在... 详细信息

振荡型对流亦称过稳定性对流(overstability convection),它是一个底部加热的旋转流体薄层中的一种振荡型不稳定。本文用欧拉分析和拉格朗日分析相结合的方法,从理论上研究了这种振荡型对流现象。结果表明,无论在两个自由边界面还是在一个自由边界面和一个刚性边界面的情况下,如果旋转速度适当大,而粘性消耗相当小,则可以出现振荡型对流。这种振荡型对流是热扩散本身的双重作用与强的旋转及小的粘性消耗共同作用的结果。热扩散一方面减小流体质点的浮力,而另一方面它还可以交替地过冷却和过加热流体质点,在Prandtl数比较小的情况下,动能消耗很小,从而在流体质点每次行程的终端都可产生一个过剩的加速度,引起一种能导致不稳定的正反馈过程。

关键词：流体质点自由边界过冷却力边界垂直速度对流泡运动方程散度方程边界面

暖季中国东部气溶胶“影响显著区”的气候变化特征

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中国科学（D辑） 2008年第4期38卷 519-528页

作者：施晓晖徐祥德谢立安中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 美国北卡罗莱纳州立大学海洋、地球与大气科学系美国罗利NC27695-8208

通过分析近20多年来暖季东亚区域大气气溶胶的分布和变化特征及其与各种气象要素之间可能存在的相关关系,发现暖季TOMS气溶胶光学厚度高值区、其与日照时数、地面气温的显著负相关区,与低云量的显著正相关区均位于华南地区,并据此将该... 详细信息

通过分析近20多年来暖季东亚区域大气气溶胶的分布和变化特征及其与各种气象要素之间可能存在的相关关系,发现暖季TOMS气溶胶光学厚度高值区、其与日照时数、地面气温的显著负相关区,与低云量的显著正相关区均位于华南地区,并据此将该地区称为暖季中国东部的气溶胶"影响显著区".然后对比分析了地面观测的气温、日照时数、低云量等气象要素在不同区域的变化差异,发现中国东部暖季大气气溶胶"影响显著区"内低云量增加、日照时数减少的变化特征较"影响显著区"外表现得更加显著,而"影响显著区"内地面气温的增温趋势比"影响显著区"外明显偏弱.研究结果表明,近20多年来,暖季华南气溶胶"影响显著区"内具有低云量显著增加,日照时数明显减少而地面气温增温趋势不明显的区域气候变化特征,且与"影响显著区"外的气候变化具有显著的差异.因此大气气溶胶的气候效应可能是中国东部地区暖季气候变化存在南北差异的原因之一.

关键词：暖季气溶胶影响显著区气候变化

中国区域夏季再分析资料高空变量可信度的检验

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地球物理学报 2015年第2期58卷 383-397页

作者：韦芬芬汤剑平王淑瑜南京大学大气科学学院南京210093 苏州市气象局苏州215131

利用全球探空资料(IGRA)对1989—2008年美国国家环境预报中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)再分析资料、NCEP和美国能源部(DOE)再分析资料、NCEP气候预测系统再分析资料(CFSR)、日本气象厅25年再分析资料(JRA-25)、欧洲数值预报中心再分... 详细信息

利用全球探空资料(IGRA)对1989—2008年美国国家环境预报中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)再分析资料、NCEP和美国能源部(DOE)再分析资料、NCEP气候预测系统再分析资料(CFSR)、日本气象厅25年再分析资料(JRA-25)、欧洲数值预报中心再分析资料(ERA-Interim)和美国国家航空航天局(NASA)现代回顾性再分析资料(MERRA)的高空变量在中国地区对流层中高层的可信度进行了初步的检验.分析结果表明:再分析资料对中高层位势高度和温度的夏季平均气候态具有较好的再现能力,其EOF的时空变化特征与观测吻合也较好;再分析资料的绝对湿度值较观测结果要偏大,其中MERRA与观测最为接近.再分析资料不能很好地反映经向风的夏季平均气候态及年际变化特征,EOF的时空模态和观测偏离也较大.总体而言,NCEP/NCAR、NCEP/DOE及NCEP/CFSR对这些变量的再现能力较JRA-25、ERA-Interim和MERRA弱.

关键词：再分析资料探空资料高空变量可信度

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月球土物理力学特性研究的新挑战和新机遇

科学通报 2024年第4期69卷 485-488页

作者：姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

2020年12月,我国首个月球采样探测器——“嫦娥五号”成功采集并带回地球1731 g月球样品,使得人类时隔44年再次获得月球样品,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的圆满成功.2022年11月,美国“阿尔忒弥斯1号”成功发射,预示着... 详细信息

2020年12月,我国首个月球采样探测器——“嫦娥五号”成功采集并带回地球1731 g月球样品,使得人类时隔44年再次获得月球样品,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的圆满成功.2022年11月,美国“阿尔忒弥斯1号”成功发射,预示着美国重返月球计划正式开始.2023年8月,印度“月船3号”探测器在月球南极表面成功软着陆.当今世界新一轮探月热潮正在兴起.根据《“十四五”规划纲要和2035远景目标纲要》,建立月球科研站和月球基地,实现月表原位资源开发利用是我国深空探测领域未来重点攻关的任务之一.可见,未来我国探月工程将涉及更多复杂的月表机械作业和工程建设任务,亟需准确认识月球土物理力学行为和科学预测月球土和结构物相互作用.本文结合目前月球土物理力学特性研究现状和我国未来深层次探月工程实际需要,通过查阅文献对未来月球土物理力学特性研究的重点和难点进行了一些思考和归纳.

关键词：探月工程机械作业物理力学特性三步走战略资源开发利用工程建设月球基地科学预测

平流层-对流层相互作用研究进展:等熵位涡理论的应用及青藏高原影响

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气象学报 2014年第5期72卷 853-868页

作者：任荣彩吴国雄 CAI Ming 孙舒悦刘新李伟平中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 美国佛罗里达州立大学地球海洋大气科学系塔拉哈西32306 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原研究所珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站北京100101 中国气象局国家气候中心北京100081

系统介绍了近年来应用等熵位涡理论研究平流层-对流层动力相互作用所发现的一些新的事实和机理,包括平流层冬季极涡振荡过程中平流层、对流层环流异常的时空传播特征,以及等熵质量理论框架下的平流层-对流层动力耦合机理,还介绍了影响... 详细信息

系统介绍了近年来应用等熵位涡理论研究平流层-对流层动力相互作用所发现的一些新的事实和机理,包括平流层冬季极涡振荡过程中平流层、对流层环流异常的时空传播特征,以及等熵质量理论框架下的平流层-对流层动力耦合机理,还介绍了影响平流层环流年际尺度异常的因子及影响过程。回顾了夏季青藏高原的热力作用所激发的负位涡强迫源对东亚及全球大气环流的影响。并基于对夏季高原周边等熵位涡经向输送垂直分布的诊断进一步说明,夏季青藏高原的存在使高原东缘及东亚地区成为平流层和对流层物质交换的独特区域,探讨了夏季青藏高原影响平流层-对流层动力耦合的一种重要途径及其影响全球气候的重要意义。

关键词：等熵位涡理论平流层-对流层相互作用青藏高原

气候系统和气候变化研究获2021年诺贝尔物理学奖的启示

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中国科学基金 2021年第6期35卷 1013-1016页

作者：张人禾刘哲穆穆谭言科张强复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院国家自然科学基金委员会地球科学部清华大学地球系统科学系

2021年，诺贝尔物理学奖授予了大气科学领域从事气候系统和气候变化研究的美国科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼。本文通过回顾获奖成果历史背景、分析获奖意义，对本次诺贝尔奖成果做了解读，说明该成果在认识地球气候这一... 详细信息

2021年，诺贝尔物理学奖授予了大气科学领域从事气候系统和气候变化研究的美国科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼。本文通过回顾获奖成果历史背景、分析获奖意义，对本次诺贝尔奖成果做了解读，说明该成果在认识地球气候这一复杂物理系统、甄别自然因素和人类活动对其影响方面的开拓性工作以及在推动人类社会发展中的重要作用，进而指出大气科学与其他自然科学和社会科学多学科的交叉融合，是推动气候系统和气候变化研究取得开创性成果的重要原因。本文还对该领域未来发展作了展望，说明了从地球系统科学的视角开展地球系统多圈层相互作用及其与人类活动联系的研究、跨圈层整合的地球观测系统的建立以及地球系统模式的发展，是气候系统和气候变化领域未来重要的研究方向。

关键词： 2021年诺贝尔物理学奖气候系统气候变化人类活动

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1990年以来东北地区铁路运输的空间极化

地理学报 2008年第10期63卷 1097-1107页

作者：修春亮赵映慧宋伟东北师范大学城市与环境科学学院长春130024 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 路易维尔大学地理与地球科学系美国肯塔基州路易维尔40292

以运输区段为研究单元,以区段客流密度、货流密度、区段长度为原始数据,将1990年、1994年、1999年、2000年和2005年的东北地区铁路运输区段划分加以统一。首先运用GIS技术分析铁路运输密度变化的空间特征;然后通过计算基尼系数、泰尔指... 详细信息

以运输区段为研究单元,以区段客流密度、货流密度、区段长度为原始数据,将1990年、1994年、1999年、2000年和2005年的东北地区铁路运输区段划分加以统一。首先运用GIS技术分析铁路运输密度变化的空间特征;然后通过计算基尼系数、泰尔指数、集中指数和崔王指数,分析各年度铁路客货流分布的空间差异和极化程度;最后比较哈大线、沈山线和滨洲-滨绥线等铁路干线的客货运周转量及比重变化。研究表明:①20世纪90年代铁路客流的空间极化比较明显,2000年以后极化趋势变缓或有所逆转;②货流在上行方向(向中部哈大线方向、向南部关内方向)有趋于极化的特征;③不管客流分布的总体特征向极化或分散方向如何变化,哈大线在东北铁路网中的地位都在持续加强,哈大线以外地区客流分布趋向均衡。1990年以来东北铁路运输分布的变化支持这样的区域空间极化过程:向哈大沿线集聚;东北地区地域系统的层级减少,哈大轴带作为顶层结构对整个东北地区的控制范围和程度增加。东北地区铁路网的整体性和区域一体化程度加深。

关键词：铁路运输地理空间极化客流密度货流密度极化指数东北地区

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对流边界层高度预报方案的改进

中国科学技术大学学报 2006年第10期36卷 1111-1116页

作者：伍大洲孙鉴泞袁仁民姚克亚南京大学大气科学系江苏南京210093 中国科学技术大学地球与空间科学学院安徽合肥230026

基于对流边界层“一阶模型”,并考虑机械湍流和夹卷过程对对流边界层发展的贡献,提出了对流边界层顶部夹卷速度参数化的改进方案.理论分析表明,在对流边界层受热力湍流和机械湍流共同驱动的情况下,夹卷速度的参数化方案中应该包括机械... 详细信息

基于对流边界层“一阶模型”,并考虑机械湍流和夹卷过程对对流边界层发展的贡献,提出了对流边界层顶部夹卷速度参数化的改进方案.理论分析表明,在对流边界层受热力湍流和机械湍流共同驱动的情况下,夹卷速度的参数化方案中应该包括机械湍流、热力湍流、夹卷过程和边界层顶上自由大气的逆温强度.用1979年7月美国CIRCE试验的边界层观测资料对改进后的参数化方案进行了对比验证,结果表明新方案能很好地预报对流边界层高度的演变过程.这一改进不仅使物理意义更加合理,也使夹卷速度参数化方案与实际大气状况符合得更好.

关键词：对流边界层夹卷速度参数化一阶模型机械湍流