西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72~+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。     

实验分析莺歌海盆地细、粉砂储层异常高孔隙成因

莺歌海盆地富泥质粉砂岩、细砂岩储层存在大量异常高孔隙,快速沉积、泥流体底辟活动及高地温背景等形成的各类温压体系,以及溶蚀作用的影响,形成异常高孔隙因素多样且复杂。利用常温常压、高温高压、高温常压等不同温压体系的样品,模拟地层条件进行单一因素变温(室温至150℃)、变压(5 MPa至50 MPa)、不同流体介质(浓度分别为3.5%,6.7%,各类离子浓度与储层地层水相当)的充注实验,通过孔渗变化情况观察,进行储层敏感性特征、成因与储层改造程度及成因分析。在变温试验中,温度较低的条件下,随着温度增加渗透率明显增加,温度超过80℃后,增幅开始减小,甚至出现渗透率降低,通过改变压力,除单个样品外,其余样品渗透率随压力变化范围均小于15%,压力对渗透率的改变同样具有不可恢复性。高温高压系统下的样品物理改造更为突出,孔隙度变化在2%~10%,常温常压系统下样品物性变化不明显,但是化学不稳定性更强。高温饱和CO2流体充注实验显示,酸性流体化学改造明显增强,试验后样品可见有溶蚀的痕迹。结合本区地质背景分析认为底辟流体在上涌过程中既存在孔隙的物理形态的改造,也存在改变矿物的转化和进行酸性溶蚀的化学改造,而储层易改造性也由于这两方面6大条件明显增强,形成了本区不同温压体系下的高孔渗储层。     

藏南林周盆地设兴组砂岩及其中玄武岩夹层的地球化学与成因

印度与亚洲大陆的碰撞是青藏高原演化的重要构造事件,碰撞过程被记录在拉萨地块南部的晚白垩世到古新世的沉积-岩浆作用中。林周盆地的晚白垩世设兴组及其之后不整合覆盖的林子宗火山岩,是解析碰撞过程的重要记录。本文对设兴组最高层位的砂岩和玄武岩夹层进行了岩石学、地球化学和年代学研究,探讨了岩石成因和构造意义。设兴组砂岩属于杂砂岩,碎屑物质主要来自中酸性岩浆岩源区;锆石Hf同位素指示设兴组大部分碎屑物质来源于盆地北面的中部拉萨地块,少部分来自盆地南部的冈底斯岩基;砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄指示林周盆地设兴组是在98Ma之后接受沉积的。以夹层产出在设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩,富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、弱负Eu异常,强烈富集Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素,显著亏损Nb、Ta等高场强元素,属于高钾钙碱性玄武岩系列,与典型安第斯型玄武岩特征吻合。玄武岩和玄武安山岩的锆石均为捕获锆石,其最年轻碎屑锆石年龄限定了设兴组玄武岩的喷发晚于110Ma。综合分析表明,林周盆地晚白垩世时期为夹持在冈底斯岩浆弧与中部拉萨地块之间的弧后盆地,新特提斯洋壳晚白垩世俯冲到冈底斯弧和弧后盆地之下,大约在98～110Ma之后喷发到林周盆地的很少量中基性岩浆构成了设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩夹层,是新特提斯洋俯冲相关的幔源岩浆作用。林周盆地设兴组(晚于98Ma)与上覆的林子宗火山岩(底部约为65Ma)之间呈大约33Myr的构造间断,可能代表了冈底斯弧的碰撞之前的隆升剥蚀过程。     

TRMM卫星探测青藏高原谷地的降水云结构个例分析

利用TRMM卫星测雨雷达探测反演的降水廓线、红外辐射温度、微波高频辐射亮温和闪电资料,并结合数字地形资料和NCEP再分析资料,分析研究了1999年5月4日13:05(UTC,下同)青藏高原东南部某山谷及附近地区(29.49°N~30.13°N,95.08°E~96.89°E)的降水云结构。结果表明,该降水云团为特殊地形强迫而引起的一强对流降水;强对流降水云团水平范围约20km,它自谷地向上呈“蘑菇”状向上水平展开;最大降水率位于谷中云体下部,超过100mm.h-1;在谷地上方该强对流降水云团云体向下风方向延伸,形成下风方向大范围的弱降水。结果还表明,强对流降水云团中剧烈变化的地表降水率也反映在云团云顶红外辐射温度和云体微波辐射亮温的变化上。此外,虽然闪电附近云顶高度和云中的含冰量相差甚小,但闪电发生次数、持续时间和发出的辐射能量却十分不均。降水事件的天气背景分析表明,降水发生前13h内,高原500hPa一弱低压槽东移引起的大气低层辐合、中高层辐散及大气不稳定性增加,是此次降水事件发生的大气内在因素。     

胶州湾水体和表层沉积物营养环境现状及影响因素

为了解胶州湾水体和表层沉积物营养环境状况及其主要影响因素,于2019年8月在胶州湾30个站位点采集了海水和表层沉积物样品,并于2021年5月在胶州湾沿岸采集了18个站位点的水样,对水体溶解无机态营养盐浓度和组成以及表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷及生物硅含量和碳、氮稳定同位素(δ¹³C、δ¹⁵N)进行了分析。结果表明,胶州湾内水体和沿岸水体中溶解无机氮、溶解无机磷和溶解硅酸盐浓度空间分布相近,高值均位于湾东北部,主要受到河流输入和沿岸污水排放的影响,低值主要出现在湾中部和湾口处。结合近30年来的历史数据分析发现,胶州湾夏季营养盐浓度在1990-2008年期间呈持续上升的趋势,政府实施的污染物总量控制措施以及河流径流量下降使得2006年以来营养盐浓度呈现下降的趋势,该变化在空间上主要体现为大沽河氮、磷输入量的减少及其对应的湾西部营养盐高值的消失。胶州湾氮、磷营养盐输入的不平衡使得“磷限制”在2000年后逐渐加剧。胶州湾表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷含量高值均集中于东北部和东部沿岸,结合生物硅和水体营养盐含量分析显示,这主要是河流与排污输入及其...     

气溶胶粒子的降水清除

讨论了雨滴在云下对气溶胶粒子的清除,考虑了气溶胶粒子和雨滴之间的碰并系数,雨滴谱以及气溶胶粒子谱对清除系数的影响。在０１＜ ｒ＜ １０ μｍ 范围内,利用不同的碰并系数表达式算得的降雨对该区间内气溶胶粒子的清除系数相差很大,但对总质量清除系数影响不大;雨滴谱的改变对总质量清除系数有很大影响;不同的气溶胶粒子谱对总质量清除也有一定影响。雨滴谱用Ｍａｒｓｈａｌｌ－ Ｐａｌｍ ｅｒ 分布;气溶胶粒子谱用Ｊｕｎｇｅ 分布ｎ（ｒ）＝ ａｒｂ 算得清除系数与雨强关系为Λ＝ ０５１Ｉ０７８,而气溶胶粒子谱改用三参数分布（ｒ）＝ ａｒｂｅ－ ｃｒ得到清除系数与雨强的关系为Λ＝ ０２５Ｉ０７７。     

微波成像仪通道对降水云参数响应的数值模拟研究

由于降水云类型和结构等的差异,将导致微波信号出现不同的响应,因此基于星载微波仪器观测结果对降水云参数进行反演仍是目前国际上的难题之一。为了解层云和对流云等两类降水云的TMI微波信号特点,本文以相应的结构模型为基础,利用微波辐射传输模式MWRT分别模拟了不同下垫面和降水云参数条件下的TMI各通道微波亮温,并分析了各种组合通道信号,包括反映发射信息的极化差D(洋面)及反映散射信息的高频极化校正亮温PCT85(洋面)和高低频率垂直极化差VFD(陆面)的变化情况,以此从理论上探讨可能的降水反演方法。研究结果表明:在洋面,D和PCT85均随降水率的升高而减小,其中D_(10)和PCT85都能很好地反映降水率的变化,但分别受地表状况和云体性质(冻结层高度和霰粒大小)的影响较大;D_(19)和D_(37)虽然对下垫面状况和冻结层高度都不甚敏感,但随降水率的增加,存在极化丧失现象,因此不适合反演降水。在陆面,较高频取85 GHz的VFD与降水率有很好的对应关系,随降水率的增长而增大,其中VFD37-85受地表状况影响最小,但受云体性质影响较大;37 GHz对液态水变化敏感,其发射效应易混淆散射信号,故较高频取37 GHz的VFD10-37和VFD19-37不适合研究降水与微波信号之间的关系;层云与对流云存在有无霰粒的差异,会对微波散射性质造成影响,导致PCT85和VED对层云降水率的响应要高于对流云。     

哈尔滨市道路系统与城市热岛关系研究

采用哈尔滨市1989,2001,2007年Landsat TM遥感影像资料,利用单窗算法对地面温度进行反演,分析哈尔滨市热场的分布情况,并与20世纪90年代地形图结合来分析道路系统间的温度情况及其与城市热岛的关系。结果表明:铁路和公路温度差异显著且处于不同温度区的铁路温度也有显著的差异;铁路沿线地区热岛效应比较显著,铁路能使周围一定区域温度升高;公路系统作为一种特殊的廊道系统,对城市热岛有一定的阻隔、减缓作用;哈尔滨市铁路对热岛的影响范围不超过300 m,公路对城市热岛的降温作用最大值不超过0.4℃,在120 m以外降低作用很小或没有;绿化率的不同也影响道路对城市热岛的作用效果。     

一次强对流活动中雷电与降水廓线特征研究

利用热带测雨卫星的测雨雷达(PR)和闪电成像传感器(LIS)的逐轨探测结果,通过资料匹配处理方法,并配合常规气象资料,分析了2006年6月29日黄淮地区一次强对流活动中不同类型雷暴单体(Area,LIS探测资料认为近似于雷暴单体)的降水廓线,并分析了降水廓线与雷暴闪电频数的关系。结果表明:该强对流系统的雷暴单体可分为对流降水、层云降水、对流与层云混合降水3种雷暴单体,其中,混合降水雷暴单体数量最多,对流降水雷暴单体数和层云降水雷暴单体数量较少;并且雷暴单体中的闪电大多发生在对流降水区。结果还表明,不同闪电频数的雷暴单体相应的降水廓线差别明显:雷暴中闪电频数越大,5km以上高度廓线给出的雨强越大(对流降水廓线尤其如此),说明雷暴单体中闪电越多时,降水云冻结层以上存在的冰相粒子越多。     

Retrieval of Liquid Water Path Inside Nonprecipitating Clouds Using TMI Measurements

Quantitative estimates of liquid water path （LWP） in clouds using satellite measurements are critical to understanding of cloud properties and the assessment of global climate change. In this paper, the relationship between microwave brightness temperature （TB） and LWP in the nonprecipitating clouds is studied by using satellite microwave measurements from the TRMM Microwave Imager （TMI） onboard the Tropical Rainfall Measuring Mission （TRMM）, together with a radiative transfer model for microwave radiance calculations. Radiative transfer modeling shows that the sensitivity is higher at both 37.0- and 85.5-GHz horizontal polarization channels for the LWP retrievals. Also, the differences between the retrieved values responding to TBs of various channels and the theoretical values are displayed by the model. Based upon above simulations, with taking into account the factor of resolution and retrieval bias for a single,channel, a nonprecipitating cloud LWP in the summer subtropical marine environment retrieval algorithm is formulated by the combination of the two TMI horizontal polarization channels, 37.0 and 85.5 GHz. Moreover,by using TMI measurements （1Bll）, this algorithm is applied to retrieving respectively LWPs for clear sky, nonprecipitating clouds, and typhoon precipitating clouds. In the clear sky case, the LWP cl~anges from -1 to 1 g m-2, and its mean value is about 10^-5 g m^-2. It indicates that, using this combination retrieval algorithm, there are no obvious systemic deviations when the LWP is low enough. The LWP values varying from 0 to 1000 g m^-2 in nonprecipitating clouds are reasonable, and its distribution pattern is very similar to the detected results in the visible channel of Visible and Infrared Scanner （VIRS） on the TRMM. In typhoon precipitating clouds, there is much more proportion of high LWP in the mature phase than the early stage. When surface rainfall rate is lower than 5 mm h^-1, the LWP increases with increasing rainfall rate.