Surficial fractures in the Navajo sandstone,south-western USA: the roles of thermal cycles,rainstorms, granular disintegration,and iterative cracking     

David B. Loope  Garrison R. Loope  Caroline M. Burberry  Clinton M. Rowe  Gerald C. Bryant 《地球表面变化过程与地形》2020,45(9):2063-2077

Deep (> 5 m) sheeting fractures in the Navajo sandstone are evident at numerous sites in southern Utah and derive from tectonic stresses. Strong diurnal thermal cycles are, however, the likely triggers for shallow (< 0.3 m) sheeting fractures. Data from subsurface thermal sensors reveal that large temperature differences between sensors at 2 and 15 cm depth on clear summer afternoons are as great as those that trigger sheeting fractures in exposed California granite. Extensive polygonal patterns in the Navajo sandstone are composed of surface-perpendicular fractures and were produced by contractile stresses. Numerous studies have shown that porewater diminishes the tensile strength of sandstone. Based on our thermal records, we propose that cooling during monsoonal rainstorms triggers polygonal fracturing of temporarily weakened rock. On steep outcrops, polygonal patterns are rectilinear and orthogonal, with T-vertices. Lower-angle slopes host hexagonal patterns (defined by the dominance of Y-vertices). Intermediate patterns with rectangles and hexagons of similar scale are common. We posit that outcropping fractures are advancing downward by iterative steps, and that hexagons on sandstone surfaces (like prismatic columns of basalt) have evolved from ancestral orthogonal polygons of similar scale. In lava flows, fractures elongate intermittently as they follow a steep thermal gradient (the source of stress) as it rapidly moves through the rock mass. In our model, a steep, surficial thermal gradient descends through unfractured sandstone, but at the slow pace of granular disintegration. Through time, as the friable rock on stable slopes erodes, iterative cracking advances into new space. Hexagonal patterns form as new fractures, imperfectly guided by the older ones, propagate in new directions, and vertices drift into a configuration that minimizes the ratio of fracture length to polygon area. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

规则池塘群的复杂直线模式识别     

刘呈熠  武芳  巩现勇  行瑞星  罗登瀚 《测绘学报》2020,49(2):256-266

针对现有面要素直线模式识别方法难以解决规则池塘中破碎区域的问题,提出了一种规则池塘群的复杂直线模式识别方法。首先,分析了规则池塘群的空间特征和认知特点,提出了“主次关系→并列关系→直线模式→复杂直线模式”的多层次认知顺序;其次,设计了主次关系池塘组、并列关系池塘组、直线模式池塘群的识别方法;最后,构建了复杂直线模式池塘群的识别模型。试验表明:本文方法能够消除破碎区域对规则池塘群直线模式提取的不利影响,有效提升复杂直线模式识别的质量。  相似文献   

变荷载下双层地基一维非线性固结近似解析解     

江留慧  李传勋  杨怡青  张锐 《岩土力学》2020,41(5):1583-1590

目前考虑土体非线性压缩及渗透特性的双层地基非线性固结解均假定土体固结系数保持不变，能反映固结系数变化的双层地基非线性固结解还很鲜见。引入经典的e- 和e- 非线性关系描述土体的非线性压缩、渗透特性，在假定双层地基上、下土层压缩指数与渗透指数比值 相等且不等于1的基础上，得到变荷载下考虑土体固结系数变化的双层地基一维非线性固结近似解。该解答在 1条件下可退化为已有的 1时双层地基一维非线性固结解。基于此解探讨了双层地基上、下土层参数的相对比值对非线性固结性状的影响。结果表明：单面排水条件下 越小，下层土与上层土的相对压缩性越低、相对渗透性越高，则双层地基非线性固结速率越快；减小 值，增加双层地基中压缩性小、渗透性高的土层的厚度，会加快地基的固结速率。  相似文献   

短期重现性地磁日变化感应电流集中分布与地震关系初步研究     

冯志生  姜楚峰  冯丽丽  李军辉  戴勇  黄颂  姚丽  章鑫  袁桂平  倪晓寅  戴苗  李鸿宇 《中国地震》2020,36(3):502-516

通过分析台站之间地磁垂直分量日变化相关性,研究中国大陆南北带地区90°E～110°E,2009～2018年地磁日变化感应电流线状集中分布现象与M_S≥6.0地震关系。统计发现,我国每月平均出现约2次感应电流集中分布现象,且10天左右内有原地重复出现现象——感应电流集中分布重叠异常,原地重现的集中分布感应电流日期间隔一般在10天左右以内,原地重现日期一般不连续,重现次数一般仅有2次。研究发现,我国南北带2009～2018年共出现重叠异常23次,20次重叠异常出现后18个月内重叠段发生M_S≥6.0地震,对应率高达87%,地震基本发生在重叠段端部250km以内,重叠段发生2次M_S≥6.0地震的比例较低,约35%;重叠段2个端部均发生M_S≥6.0地震的比例极小,仅约9%。部分重叠段走向与已经发现的上地幔和地壳高导带埋深走向基本一致,推测重叠异常发生在上地幔和地壳高导带附近,是来自上地幔和地壳内高导带附近的地震异常信息。目前已知,中国大陆强地震主要发生在上地幔高导层的隆起区一带及其壳内高导层发育地区,深部电性测深结果表明,大震易于发生在电导率急剧变化的梯度带,但这些地区何时发生地震还未得知,本文发现的重叠异常解释了这些地区1～2年内是否发生地震这一问题。  相似文献   

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析     

武杰  张林林  闫晓梅 《海洋与湖沼》2020,51(4):839-850

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。  相似文献   

强人类活动驱动下珠江磨刀门河口径潮动力的季节性异变特征     

张先毅  杨昊  黄竞争  傅林曦  王恒  刘俊勇  欧素英  刘锋  蔡华阳  杨清书 《海洋与湖沼》2020,51(5):1043-1054

人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站(甘竹、竹银、灯笼山、三灶)的逐月高、低潮位数据及马口水文站的月均流量数据,统计分析了磨刀门河口在强人类活动驱动下月均水位、潮波振幅及其空间梯度(即月均水位坡度和潮波振幅衰减率)的季节性异变特征。结果表明,1990年和2000年为磨刀门河口径潮动力的异变年份, 1990年前为自然演变阶段, 2000年后为恢复调整阶段,1990—2000年为过渡阶段;高强度采砂导致的河床下切使磨刀门河口月均水位及月均水位坡度显著减小,夏季减小幅度最为明显,沿程平均分别减小0.53m和8.93×10~(-6);月均水位坡度减小导致潮波衰减效应减弱,进而使沿程潮波振幅增大,多年平均增大0.071m;磨刀门河口径潮动力相互作用具有明显的季节性差异,夏季月均水位坡度随流量增大在上游抬升明显,冬季月均水位坡度在上游显著减小,但在下游略有抬升;随着流量的增大潮波振幅的衰减作用增强,但当流量超过阈值20000m~3/s时,月均水位坡度引起的底床摩擦增大效应不足以抵消横截面积辐散效应,潮波衰减效应略有减弱。  相似文献   

2018?2019年舟山近海浮游动物群落结构春季年际变化及其与水团的关系   总被引：1，自引：1，他引：0  

王慧君  许永久  俞存根  章寒  张洪亮  蒋日进  梁君  郭爱  朱文斌  徐开达  刘连为  王皓学 《海洋学报》2020,42(6):90-100

根据2018?2019年春季两个航次在舟山近海进行的浮游生物调查结果，对舟山近海的浮游动物群落结构(类群组成、优势种数量)年际变化进行了研究，利用典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)研究了两年春季浮游动物类群组成差异、优势种变化的原因，初步探讨了春季浮游动物群落结构动态变化的机制。结果表明:根据表层温度(Sea Surface Temperature，SST)、表层盐度(Sea Surface Salinity，SSS)的聚类分析，将该区域分为3个水团:杭州湾内水团(I区)、舟山本岛上升流水团II区)、舟山近海水团(III区)。不同水团对浮游动物类群组成影响显著，引起2018年和2019年春季3个水团区差异的主要贡献种(贡献率>10%)均为中华哲水蚤，同一水团两年间年际差异的贡献种如下:I区为捷氏歪水蚤(56.91%)和真刺唇角水蚤(12.34%)；II区为中华哲水蚤(72.64%)、五角水母(13.35%)；III区为中华哲水蚤(41.93%)、夜光虫(22.94%)。CCA分析表明，第1 CCA轴(CCA1)和第2 CCA轴(CCA2)共解释了两年春季浮游动物优势种累计方差的46.14%和物种?环境累计方差的97.82%。CCA1主要反映了空间(近海水团和湾内水团)的差异。CCA2主要反映了2018年和2019年站位的年际差异。盐度是影响春季浮游动物群落结构空间差异的主要因素，而温度、叶绿素a浓度是春季浮游动物群落结构年际差异的主要因素。  相似文献   

中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙佳  王桂华  熊学军  回贞立  胡筱敏  凌征  于龙  杨光兵  郭延良  鞠霞  陈亮 《海洋学报(英文版)》2020,39(8):1-2

基于两组理想化数值试验，对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现，热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用，而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移，内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大），区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量，同时减弱了外围螺旋雨带，进而导致热带气旋强度增强；若暖涡在外区，其对热带气旋的作用相反，导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动，因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用，并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。  相似文献   

中国沿海小黄鱼种群动力学及其空间异质性研究     

麻秋云  焦燕  任一平  薛莹 《海洋学报(英文版)》2020,39(10):107-119

小黄鱼是我国近海四种最重要的经济鱼类之一，在过去的几十年中小黄鱼种群及其两个地理亚种群经历了巨大的变化。小黄鱼的种群动力学研究，对于维持这一重要渔业的可持续管理是至关重要的。目前仅有的两个小黄鱼种群动力学模型只涵盖了较短的时间，且没有关注其空间差异。本文研究了1968年至2015年间黄渤海和东海小黄鱼的种群动力学模型，包含和不包含空间分层结构的两种贝叶斯模型被用于分析其种群动力学的大尺度空间异质性。本文分析了不同的假设，来研究小黄鱼种群动力学潜在的变化趋势。研究结果表明小黄鱼种群动力学特征具有明显的时间和空间变化。种群的增长速度从20世纪八十年代开始增加，而可捕系数从1981年到2015年增加了两倍多。与黄渤海亚种群相比，东海的小黄鱼亚种群生长速度更快，遭受的捕捞压力也更大。基于最大可持续产量MSY的参考点表明，无论是整个小黄鱼种群还是两个亚种群，近年来都有非常高的过度捕捞风险。因此我国小黄鱼的渔业管理急需更加保守的管理策略，同时考虑其地域差异。本文所用的方法可以应用于其他种类的资源评估和渔业管理，尤其是具有空间异质性和数据有限的种类。  相似文献   

五圆柱体结构群绕流特性及互扰效应研究     

涂佳黄  张志豪  曹波  肖毅凡  梁经群 《海洋工程》2020,38(1):101-110

基于Fluent流体计算平台,运用大涡模拟方法对亚临界雷诺数Re=3900下“X”形排列五圆柱体结构群三维绕流特性进行研究,主要分析来流攻角α与间距比L/D两个关键参数对五圆柱体结构群的尾流区三维涡结构演化与流体力系数的影响,并揭示其内在流动互扰机理。研究表明:来流攻角和间距比的变化对五圆柱体结构群流动控制及互扰效应的影响显著。在小间距比工况下,观察到柱体群间隙区域内流体高速流动的现象,导致五圆柱体之间的互扰作用十分强烈。间隙流对中间圆柱体和下游圆柱体有较强的冲击作用,对其表面的流体力分布特性有显著的影响。另外,大间距比工况下,当α=0°与L/D≥5.0工况时,柱体群尾流效应强于其间隙流效应。当α=22.5°与L/D=7.0时,位于下游与中间处的圆柱体流体绕流特性存在较大差异。而当α=45°与L/D≥6.0时,位于上游与中间处的圆柱体尾流区均会产生正负交替的漩涡结构。  相似文献