南极气候简介(上)

南极洲是地球上第五大陆,面积为1400万平方公里,是我国面积的1.45倍。冬季南极大陆周围海域结冰时,其面积可增大一倍。南极的大气环流强烈地影响着中、低纬度地区的天气气候。但是在过去,观测技术的落后阻碍了对南极气象的研究。自从国际地球物理年以来,十几个国家花费巨额经费在南极大陆上建起了40多个气象站和其他常年科学考察站,为研究南极的气象状况奠定了基础。随着南极矿产资源的不断发现,许多国家提出联合开发的建议,这给气象学家带来了新的课题;因为若在南极进行大规模的开发,必会破坏原来的冰源,从而引起环境条件的改变和连锁反应,造成世界气候异常。了解和研究大气、海洋、陆地、冰雪和辐射之间的相互作用,南极是最理想的地方。因此,分析和研究南极的天气和气候及其变化规律具有实际意义。 笔者通过在南极莫森站一年的气象科学考察,结合从澳大利亚气象局收集的各国南极气象和海冰资料,对南极的气候进行了初步分析,本文的目的在于让我国有更多的人了解南极的天气气候。     

CoLM模式在西北干旱区和青藏高原区的适用性研究

运用CoLM(CLM3.0)模式对典型干旱区(张掖站)和青藏高原区(安多站、MS3478站)进行了off-line验证试验,检验了CoLM模式在典型干旱区和青藏高原区的性能。结果表明:CoLM模式对典型干旱区绿洲灌溉农业的陆面过程模拟较好,土壤各层温度的日变化趋势和季节变化趋势都能较准确地模拟出来,模拟的地表温度与观测值相关系数为0.885,均方差为0.873;模拟的5 cm土壤温度值与实测值的相关系数为0.944,均方差为0.891。在高原地区能量平衡分量的模拟中,净辐射、感热模拟效果较好,潜热分量模拟值偏大,故将CoLM模式用于高原地区还有待进一步改进。     

北京城市大气环境污染机理与调控原理

该文主要介绍了科技部国家重点基础研究发展规划项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理”大气分项目的研究成果。项目分别于2001年和2003年重点开展了BECAPEX科学试验 (Beijing City Air Pollution Experiment)。BECAPEX试验同步进行城市边界层气象与大气化学观测, 通过卫星遥感、地面观测, 即城市空间和地面以及点与面结合的技术途径, 以揭示北京城市污染“空气穹隆”大气化学结构特征及其变化规律, 为城市环境大气动力-化学模式提供基本科学参数, 给出城市边界层大气物理化学过程综合模型, 为提高城市环境大气物理-化学过程耦合模式的准确性和可靠性提供科学依据。该项目揭示了北京城区和城近郊区城市边界层结构与湍流特征, 城市大气污染垂直结构特征; 发现了城市大气污染空间结构多尺度特征, 其中包括大气污染源影响和城市热岛多尺度特征; 揭示了城市大气重污染过程周边源影响域, 以及北京及周边地区气溶胶影响域和区域气候响应; 提出了北京市典型污染源排放清单; 发展了城市气象模式系统, 包括冠层模式、街谷环流和热力结构以及城市高大建筑群周围风环境数值模拟; 发展了空气质量模式技术, 包括二次气溶胶模拟试验、北京地区SO₂污染的长期模拟及不同类型排放源影响的计算与评估、影响北京地区的沙尘暴输送模拟、区域化学输送模式中NO_x和O₃源示踪法, 城市尺度的大气污染CAPPS模式及统计模型的应用、大气污染及紫外辐射数值预报模式和CMAQ-MOS空气质量预报方法; 改进了美国公共多尺度空气质量预报模式, 建立了CMAQ-MOS区域空气质量动力-统计模型预报模式, 以及发展的源同化技术, 突破了当前空气质量模式技术“瓶颈”, 使模式预报准确率明显提高。     

Seasonal variations of the near surfacelayer parameters over the Antarctic ice sheet in Princess Elizabeth Land,East Antarctica

Analysis of sensible heat flux(Qh),latent heat flux(Qe),Richardson number(Ri),bulk transport coefficient(Cd) and katabatic winds are presented by using the meteorological data in the near surface layer from an automatic weather station(AWS) in Princess Elizabeth Land,East Antarctica ice sheet and the data of corresponding period at Zhongshan station in 2002.It shows that annual mean air temperature at LGB69 is-25.6°C,which is 16.4°C lower than that at Zhongshan,where the elevation is lower and located on the coast.The temperature lapse rate is about 1.0°C/110 m for the initial from coast to inland.The turbulence heat flux at LGB69 displays obvious seasonal variations with the average sensible heat flux-17.9 W/m2 and latent heat flux-0.9 W/m2.The intensity(Qh+Qe) of coolling source is-18.8 W/m2 meaning the snow surface layer obtains heat from atmosphere.The near surface atmosphere is near-neutral stratified with bulk transport coefficients(Cd) around 2.8×10-3,and it is near constant when the wind speed higher than 8 m/s.The speed and the frequency of easterly Katabatic winds at LGB69 were higher than that at Zhongshan Station.     

松辽盆地西南部金D1井九佛堂组烃源岩地球化学特征

对松辽盆地西南部金宝屯-吉尔嘎朗地区金D1井九佛堂组烃源岩的有机地球化学、生物标志化合物特征进行了系统评价,结果表明：金D1井九佛堂组暗色泥岩为差-中等烃源岩,有机质类型为Ⅱ型干酪根,处于低熟-成熟阶段;正构烷烃以"前锋型"的单峰型分布为主,主峰碳数为C₁₈和C₁₉,奇偶碳优势不明显;Pr/Ph值介于0.24~0.46,伽玛蜡烷指数介于0.11~0.32,指示烃源岩形成于还原条件下淡-微咸水湖相沉积环境;C₂₇-C₂₈-C₂₉规则甾烷分布特征略有差异,反映有机质为混合来源.总体有机地球化学特征表明金D1井九佛堂组烃源岩具有一定的生烃潜力.     

大杨树盆地中部甘河地区嫩江组烃源岩生烃潜力分析

通过岩石热解、总有机碳、镜质体反射率、饱和烃气相色谱-质谱等测试方法,系统分析大杨树盆地中部甘河地区嫩江组烃源岩有机地球化学、生物标志化合物特征,评价其生烃潜力。结果表明,大杨树盆地中部甘河地区嫩江组暗色泥岩有机质丰度较高,属于中等-好烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ型干酪根,处于成熟阶段,是一套好的烃源岩。烃源岩形成于还原性的淡-微咸水的水体沉积环境中,有机质来源为混合来源,且以陆生高等植物来源贡献较大。总体显示大杨树盆地中部甘河地区嫩江组烃源岩具有一定的生烃潜力。     

内蒙古科右中旗—突泉地区晚二叠世林西组碎屑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古科右中旗—突泉地区出露一套缺少化石、遭受接触变质作用的巨厚层碎屑岩,其先后被划归为早二叠世索伦组、晚二叠世林西组、下寒武统。取自该套地层砂岩样品的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年数据表现为2个主要年龄区间:255~354Ma,峰值年龄为263Ma和283Ma;413~529Ma,峰值年龄为485Ma。另有5颗锆石的年龄值分别为625Ma、965Ma、1372Ma、1707Ma、1727Ma。263Ma的峰值年龄限定了该套地层的沉积下限应为晚二叠世,结合区域地层对比,认为是晚二叠世林西组。该地层年代为突泉盆地下伏第二低阻层为林西组的推断提供了年代学证据。     

深层干热岩水力剪切压裂认识与实践

深层干热岩水力压裂形成的裂缝网络是地下"冷注、热采"循环系统的流体流动和换热通道.注采循环井的"注不进、采不出"实质是水力压裂未成功建立沟通注水井和采热井之间的导流裂缝网络系统,该过程由流固换热(T)-流体流动(H)-裂缝形变(M)-化学溶蚀(C)耦合作用决定.通过THMC耦合开展室内测试和数值模拟研究发现:干热岩体内天然裂缝的法向剪胀形变开度是压裂改造的前提和机理,水平滑移量达到5 mm时,粗糙度对裂缝开度的影响逐渐消失,即裂缝的总开度几乎全为有效导流开度;低排量、低温的长期注入并不能快速消耗储热岩体的热能,天然裂缝的热诱导开度影响范围在5m以内,提高排量是进一步扩大天然裂缝导流能力改善范围的必要条件;近井地带热交换(TH)形成的热诱导开度对导流开度的贡献率最高达92％,大于9.4 m的远井区域主要依靠水力剪胀作用(M)提高导流能力,其对导流开度贡献率从50％逐渐上升至99％;注入冷流体的不断升温,加剧硅质矿物的溶解能力,其最大化学溶蚀诱导开度为0.48 mm,对总导流开度贡献率最大为16.3％.     

陕南丹凤茶房村黄土-古土壤剖面色度参数特征

以丹凤县茶房村黄土-古土壤剖面为对象, 研究了该区黄土色度参数的变化规律及其主控因素。结果表明, L*(亮度)在黄土层中出现峰值, a*(红度)、a*/b*(红度/黄度)在古土壤层出现峰值, 色度参数的峰谷变化特征与该区黄土-古土壤地层旋回相吻合。L*(亮度)的变化与有机质含量密切相关;a*(红度)、a*/b*(红度/黄度)的变化则受控于铁氧化物的种类和含量。尽管三者的受控因素不同, 但都与风化成壤强度密切相关, 且与磁化率形成良好的对比, 可作为良好的气候代用指标, 间接地反映该区气候和成壤环境的变化规律。     

南极海冰的时空变化特征

依据Hadley中心提供的全球海冰密集度格点资料 ,利用诊断分析方法 ,对近 35年来南极海冰的时空变化特征进行了研究。研究表明 ,在南极地区 ,海冰平均北界和海冰总面积的变化基本一致 ,可以用海冰北界来研究南极海冰的时空变化特征。南极海冰最多和最少期分别出现在 9月和 2月 ;威德尔海和罗斯海地区海冰最多、变化最大 ,南极半岛地区海冰最少 ,变化也小 ;近 35年来环南极地区的海冰有明显的减少趋势。南极海冰变化的时空多样性十分明显 ,存在着 5个变化不同的区域 ,其中有两个区域近 35年来海冰范围扩大 ,面积增加 ,而另三个区域则海冰范围缩小 ,面积减少。不同区域的海冰都存在着较明显的 2- 3年和 5- 7年主振荡周期。南极海冰时空变化特征的研究对进一步认识南极地区海 冰 气相互作用的物理过程 ,讨论南极海冰变异与大气环流和天气气候的关系有重要意义