两种土壤温度算法的对比分析

为了定量理解黄土高原土壤的物理特性和过程, 为进一步提高陆面模式对该地区地表能量平衡模拟能力奠定基础, 本文利用2005年黄土高原陆面过程试验中7月22～26日期间裸土地表观测站土壤温度观测资料, 采用热传导（结合数学拟合法)、热传导－对流两种方法分别计算了该地区土壤热扩散率。本文还利用热传导－对流方法计算0.05～0.1 m浅薄土壤层的热扩散率垂直梯度与水通量密度之和, 其值介于0.80×10-6～2.43×10-6m/s之间。在此基础之上, 以0.05 m深度的土壤层为上边界, 分别利用上述两种方法模拟0.10 m深度的土壤层温度, 结果表明: 由于忽略土壤的垂直不均匀性和水分的垂直运动而只考虑热传导过程, 热传导方法不仅高估了土壤温度振幅, 而且高估了位相的延迟。而热传导－对流方法对温度振幅和位相的模拟值与实际观测值吻合较好, 白天 (北京时间08:00～20:00) 的温度模拟值相对测量值的平均误差、 标准差和归一化标准差分别为0.19 K、0.18 K和0.08%。     

湍流通量参数化方案的非迭代方法研究

基于Högström (1996) 和Beljaars et al.(1991) 的研究工作, 沿用Louis et al.(1982) 和Launiainen (1995) 的思路, 本文采用多元回归分析方法, 研发了一种采用非迭代方法的湍流通量参数化方案。该方案直接用整体理查森数、 空气动力学粗糙度长度和热力学粗糙度长度对稳定度参数进行参数化, 从而避免了通过循环迭代计算Monin－Obukhov长度。该方案不仅有效地节省了CPU计算时间, 而且其计算结果与迭代方案 (BHH方案) 的计算结果非常接近。     

Wave-dependence of friction velocity,roughness length,and drag coefficient over coastal and open water surfaces by using three databases

The parameterization of friction velocity, roughness length, and the drag coefficient over coastal zones and open water surfaces enables us to better understand the physical processes of air-water interaction. In context of measurements from the Humidity Exchange over the Sea Main Experiment (HEXMAX), we recently proposed wave-parameter dependent approaches to sea surface friction velocity and the aerodynamic roughness by using the dimensional analysis method. To extend the application of these approaches to a range of natural surface conditions, the present study is to assess this approach by using both coastal shallow (RASEX) and open water surface measurements (Lake Ontario and Grand Banks ERS-1 SAR) where wind speeds were greater than 6.44 m s^-1. Friction velocities, the surface aerodynamic roughness, and the neutral drag coefficient estimated by these approaches under moderate wind conditions were compared with the measurements mentioned above. Results showed that the coefficients in these approaches for coastal shallow water surface differ from those for open water surfaces, and that the aerodynamic roughness length in terms of wave age or significant wave height should be treated differently for coastal shallow and open water surfaces.     

平顶山地下盐穴储气库泥岩夹层稳定性评价

泥岩夹层在盐溶建腔阶段难以被溶蚀,盐层溶采后仍赋存于腔内。针对平顶山地下储气库在储气运行阶段,未被溶 蚀的夹层因岩体流变性出现垮塌而影响储气库安全运行的难题,提出一种基于夹层垮塌时间的稳定性评价方法。首先,根 据弹性板壳理论建立夹层力学模型,解得夹层局部破坏的极限应变;其次,根据夹层岩样蠕变实验,建立蠕变本构模型。 最后,结合夹层力学模型与蠕变本构模型,建立垮塌时间计算模型,并利用基于PSO 算法的Matlab 程序对平顶山储气库夹 层不同预设厚度的垮塌时间值计算,对临界垮塌厚度值进行反演计算。结果表明：随夹层厚度增加,其计算垮塌时间增 大,夹层稳定性提高;厚度相同的夹层,其跨径越大,计算垮塌时间值越小,计算临界垮塌厚度值越大,即稳定性越差; 对小于临界垮塌厚度的夹层,其在设计使用年限内垮塌失稳风险较高,反之则垮塌失稳风险较小。     

库车前陆盆地三叠系—新近系重矿物组合特征与盆山构造演化关系

通过分析库车前陆盆地多口钻井中三叠系—新近系重矿物含量、种类组合以及砂岩碎屑组分特征,建立了由重矿物特征组合与砂岩碎屑组分反映沉积物源与构造演化关系的分析方法,显示出重矿物组合特征对构造运动存在明显的响应关系,反映出库车前陆盆地三叠纪—新近纪存在中—晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世、古近纪和中新世5期明显构造运动。并且通过分析库车前陆盆地古近系库姆格列木群重矿物的颜色、含量以及特征组合与碎屑物的成分认为,库车坳陷北部山前带平面上存在三个主要的物源通道,即吐孜井区北侧、克拉井区北侧和大北井区北侧;西部温宿凸起存在一个物源通道,即却勒井区西侧的温宿凸起斜坡带上。     

边界条件对碎石层降温效果及机理的影响

对平均粒径为22.1 cm, 厚度1.3 m, 边界为开放和封闭的碎石层进行了一系列的实验. 从环境温度为最高和最低时刻封闭碎石层内的温度和速度分布可知: 当碎石层上表面温度低于下表面时,碎石层自下向上的散热由空气对流和碎石间的热传导来完成; 当上表面温度高于下表面时, 自上向下传递的热量由碎石接触面间的热传导完成, 此时, 由于其内部的空气几乎静止, 能阻隔热量的传入, 因此封闭边界的碎石层具有热半导体特性. 而开放边界的碎石层, 当平均温度为 0.5℃的空气从上表面吹过时, 碎石体内的热量传递主要是靠强迫对流来完成, 热半导体效果不明显, 不利于使其下面的冻土降温.     

燕辽海盆中元古界下马岭组沉积期的物源性质与古地理环境

通过对河北省张家口下花园区夏家沟-古城梁、怀来县赵家山等剖面地质测量,分析了1400 Ma前沉积的下马岭组岩性变化、沉积序列与海平面升降演化、岩石矿物组分与重矿物组合,认为下马岭组沉积时期发育温暖湿润的气候条件及多期热带风暴作用,早期的大规模风暴与浊流等事件沉积,晚期的浅海陆棚风暴岩、深水陆棚泥页岩、细粒浊积岩及安静水体的泥灰岩透镜体(灰泥饼)等是其鲜明的沉积响应。该时期发育一次长期缓慢的海平面上升-下降过程,对应一个二级层序。内幕可细分为五次海平面升降变化,对应五个三级层序;下马岭组沉积早期的物质组分主要以砂质、泥质为主,晚期转化为以泥质、灰质、云质为主,砂质减少,两种类型的物质组合系统先后影响燕辽裂陷槽;下马岭组沉积时期,具有双物源性质,除了主要来自于东部的山海关古隆起外,晚期可能也有西部山西古陆提供物源,来自北部的沉积物源不发育,推测北部的内蒙-冀北隆起(内蒙地轴)不存在,燕辽盆地具有西陡东缓的箕状断陷盆地特征,盆地古地形、物源供给变化与多级次海平面振荡变化控制了下马岭组沉积物的时空演化特征。该研究为1400 Ma前华北克拉通北部燕辽盆地岩相古地理的恢复提供了重要参考。     

中国海相烃源岩发育控制因素

烃源岩的形成取决于生烃母质生物的生存环境和有机质良好的保存条件,这两大因素从根本上来说又取决于生物繁殖时和埋藏时的古气候、古洋流、古构造及古环境等各要素的良好匹配。海相高有机质丰度烃源岩的形成与大气中的中等含氧量、干热的气候、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、冰川迅速融化所导致的海平面快速上升等密切相关。大洋环流的形成和演变也是控制海相高有机质丰度烃源岩形成的主要因素,上升洋流富磷、富硅、富铁族元素等营养盐和富绿硫细菌极大地促进了有机质生产力、埋藏率的激增。通过研究,建立了中国华南和塔里木盆地寒武系上升洋流分布模式、塔里木盆地上奥陶统良里塔格组台缘斜坡灰泥丘相源岩形成时的反气旋洋流分布模式。研究发现,优质烃源岩仅发育于被动大陆边缘背景下的裂谷、克拉通内裂谷、克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地。欠补偿盆地、蒸发潟湖、台缘斜坡(灰泥丘)和半闭塞—闭塞欠补偿海湾,是高丰度烃源岩发育的有利环境;低的无机物输入和低的沉积速率,有利于高有机质丰度烃源岩形成;呈斜坡的海底地貌,有利于烃源岩形成。     

塔里木盆地柯坪露头区寒武-奥陶纪层序构成样式

塔里木盆地柯坪露头区寒武-奥陶系为一套碳酸盐岩为主的地层,由发育在不同沉积背景上的碳酸盐岩组成,包括浅水碳酸盐岩台地、台地边缘浅滩和台地边缘生物礁、台地前积斜坡、碳酸盐岩陆棚和盆地等不同相带的碳酸盐岩.这些碳酸盐岩层序由于发育在盆地的不同相带和盆地发育演化的不同阶段,其沉积背景和构造背景明显不同,故控制这些碳酸盐岩层序形成的主导因素也有较大的差异,从而形成了一系列不同特征的碳酸盐岩层序.     

东天山早中生代侵入体地球化学特征及其构造意义

东天山百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩近年来才被发现,为了解其成因及相关大地构造背景,对其进行地质学、地球化学、锆石U-Pb定年及Sr-Nd同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩分别形成于236 Ma和228 Ma.辉长岩具有较低的SiO2(43.50％～46.03％)含量,较...