大陆岩石圈的热模式

本文讨论了大陆岩石圈的热模式,并利用积分关系法求出了地表热流与岩石圈厚度的关系.给出了岩石圈厚度和地表热流随时间变化的曲线.这些结果均与观测数据相符.文中还从理论上推出大陆地表热流的经验关系式Q_s=a+bH₀,并给出了系数a.b作为固相线温度T_m,热导率k,以及岩石圈厚度L的函数表达式.     

板块运动的模拟实验

本文较详细地分析了板块运动模拟实验的困难性.提出了用物质密度差代替温度差的实验方法,结合离心技术,研究了地幔对流对板块运动的作用,成功地再现了板块运动的流动图案。 通过对上涌流动微分方程组的分析,本文还建立了模拟实验中“模型”与“原型”之间的相似准则D_e=D_m。     

A UNIFIED LAW OF MOTION OF LITHOSPHERIC PLATES AND THE DRIVING M

From observed data on lithospheric plates, a unified empirical law for plate motion,valid for continental as well as oceanic plates, is obtained in the following form: The speedof plate motion U depends linearly on a geometric parameter T_d, ratio of the sum of effectiveridge length and trench arc length to the sum of area of continental part of plate and total areaof cold sinking slab. Based on this unified law, a simple mechanical analysis shows that, themain driving forces for lithospheric plates come from push along the mid-ocean ridge andpull by the cold sinking slab, while the main drag forces consist of the viscous traction beneaththe continental part of plate and over both faces of the sinking slab. Moreover, the specific-push along ridge and pull by slab are found to be of equal magnitude.     

大雷诺数平稳湍流的Markov过程描述

湍流扩散是湍流理论中的一个重要问题,并对大气污染等问题具有重要的实际意义。自从Taylor的文章起,五十多年来,许多作者运用拉格朗日观点处理平稳湍流中的扩散问题,取得了不少进展.但至今尚未从理论上解决湍流扩散的概率分布问题,只有解决了这一问题,才箅得到湍流扩散的完整的统计描述。 本文对大雷诺数平稳湍流这一情况,解决了概率分布问题。通过物理分析,文中阐明了大雷诺数平稳湍流可用Markov过程描述;论证了Fokker-Planck方程应采用本文的系数,得到了单粒子运动与二粒子相对运动的转移概率函数,从而得到平稳湍流中单粒子运动及二粒子弥散的完整的统计描述。由此作为特例,证明了单粒子扩散规律与二粒子弥散规律均满足正态性,从而证明了Batchelor的正态假设。此外,作为本文结果的推论,从理论上证明了脉动速度服从正态分布这一著名的实验事实。 关于二粒子相对速度与距离的弥散规律,以及Richardson定律的适用范围,本文与林家翘和W.H.Reid以及E.Krasnoff和R.L.Peskin的结果一致。本文公式当βt<<1时的渐近式与Obukhov一致,从而指明了Obukhov所给方程的局限性。     

地幔热柱上升运动的流体动力学模式

关于热点下面地幔热柱(Plume)上升运动的研究,对于开发地热资源,了解火山、地震的成因,以及大陆漂移的驱动力等问题,具有十分重要的意义,本文给出了热柱上升运动的较完整的流体动力学描述,算出了热柱的大小,热柱上升运动的最大涅差、最大速度,以及热柱向岩石圈所传送的热量,其结果与现有的地学观测数据相符合。     

海底扩张的驱动机理

本文从流体力学基本方程组出发,分析了大洋中脊下上涌流动的特点,得到了上涌流动结构的数学描述.算出了板块移动速度、上涌流动作用于板块的推力和输送的能量.这些结果均与地球物理观测一致.从而论证了大洋中脊下岩石层上涌通道中深部地幔物质的上涌流动,是洋底板块赖以新生的质量源泉,也是洋底板块能够克服各种阻力以近于恒定速度运动的力量源泉,更是由板块运动引起的能量释放现象(如地震、火山等)的能量源泉。     

海洋岩石圈的热模式

本文根据“半无限大介质”的假设所建立的海洋岩石圈热模式,既考虑了放射性生成热,又考虑了岩石融化温度随深度的变化,得出了非稳态解析解。计算结果与观测数据相符合。     

A MODEL EXPERIMENT OF THE PLATE MOVEMENT

Detailed analysis of some difficult aspects has been made from modeling the platemovement. A new method of using differential density of material (instead of differentialtemperature) has been developed in the experiments. The effect of convection of mantleon the plate movement has been studied using a centrifugal technique, and a patternshowing the recurrence of the plate movement has been successfully obtained. In this paper, a criterion De=Dm is presented for the similarity of the model to thecounterpart of the original mantle. According to the criterion, what happens in the modelin a span of ten minutes suggests a process of the "original model" going on in geologi-cal time of three million years.     

板块运动的统一经验性规律和驱动机理

本文根据观测数据,找到了既适用于大陆板块也适用于海洋板块的统一经验性运动规律:板块的运动速度U正比于几何参数T_d(有效洋脊长度与海沟长度之和除以大陆面积与下沉条带两侧表面积之和)。根据这一经验规律,简化的力学分析表明,板块运动的驱动力来源于洋脊的推力和下沉条带的拉力,阻力主要为作用于板块大陆部分底面和下沉条带两侧面的粘性力。