北极海冰密集度数值预报及验证评估研究

本文系统地评估了国家海洋环境预报中心于我国第七次北极科学考察期间开展的北极海冰密集度数值预报结果。该预报系统基于麻省理工大学通用环流模式,并采用牛顿松弛逼近（Nudging）资料同化方法,计算输出未来1~5 d的北极海冰密集度预报产品。本文将数值预报结果同卫星观测的海冰密集度、再分析资料和"雪龙"号第七次北极考察期间观测的海冰密集度数据进行了对比分析。结果表明,预报的北极海冰密集度小于卫星观测值,24 h、72 h和120 h预报结果的偏差分别为-2.7%、-3.1%和-3.2%;数值产品的预报技巧好于气候态结果和惯性预报,但是在海冰出现快速融化或冻结时,基于Nudging同化的数值预报技巧仍有不足。另外,相比船测数据,数值预报结果在海冰边缘区的偏差相对较大,24 h、72 h和120 h预报结果的偏差分别为8.8%、12.0%和14.5%。     

中尺度涡条件下的深海声场效应研究

通过构建中尺度涡的数学模型,利用射线-简正波-抛物方程(RMPE)声学模型进行传播损失计算,进而分析在深海声道、深海会聚区、海底反射3种传播模式下,中尺度涡对深海声效应的影响。数值仿真结果显示,暖涡对深海声道、会聚区产生下压效果,使会聚区水平距离变大,深海声道深度方向上变宽;冷涡使会聚区上抬,距离变短,对声场散射现象明显。研究结果表明,涡旋环境条件下,声场特征会产生显著变化。试验结果揭示了中尺度涡对深海声场效应的影响,对指导海上运用中尺度涡现象开展的科学研究、工程实践、军事运用具有积极的指导意义。     

南极中山站气象要素变化特征分析

利用1989—2008年南极中山站及戴维斯站的气象观测数据统计分析了表面气温、气压、风向风速和相对湿度的年际、年和日尺度变化特征,并讨论了各气象要素的长期变化趋势。分析结果表明中山站年均气温趋于升高,气压趋于下降,但变化趋势并不明显,说明在全球气候变化大背景下,南极中山站的大气要素仍保持相对稳定。但也有一些比较显著的变化趋势,如风速减弱,以及秋季气温增暖趋势等。     

白令海2008年冬夏季节陆架水的差异

本文利用中国海洋大学极地变化重点实验室提供的2008年3月与7月白令海陆架水资料,对白令海200 m内水域温盐及水团进行了分析和对比,对白令海陆架区冬季水团形成机制做了初步的探讨。白令海冬季陆架水的温盐结构垂向均匀;夏季层化明显,存在垂直温盐跃层;白令海由夏季表层水和冬季水两种水团组成;白令海冬季残留水团在陆架区水深20 m处即出现,最低温度较大洋深处冬季水温偏低。     

南极特拉诺瓦湾下降风特征

南极罗斯海特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay)是强下降风汇集区之一。采用高分辨率南极中尺度预报系统(Antarctic Mesoscale Prediction System,AMPS)资料和特拉诺瓦湾难言岛Manuela自动气象站实测数据,分析了特拉诺瓦湾及其附近地区的下降风特征。AMPS对难言岛地区风速和气温有较好的模拟能力,但风向比实测值偏西约30°。难言岛地区风速从1月开始迅速增大,4—9月风力平均为8级以上。难言岛夏季1月份的风速变化滞后气温变化约3 h;冬季7月份风向稳定为西至西南。特拉诺瓦湾及其附近地区下降风来自西岸海拔较高的冰盖,其风向的空间分布特征基本几乎不随季节而变化。下降风风速有显著的季节演变特征,11月至次年1月较小,3—9月风速较大。特拉诺瓦湾西岸等几处冰川地带在冬季是强风汇集区,难言岛处于Reeves冰川下降风汇集区中。该汇集区上边界和南北两侧均有清晰的分界线,风速较强区从地面延伸至650—800 m高处,风速最大值距离地面高度约为50—200 m。强下降风气流受难言岛地形阻挡,风速有所减弱,气流越过难言岛之后,风速再次加强。特拉诺瓦湾地区下降风流动过程中近地面气团位势温度变化幅度很小,表明下降风在从内陆高原到沿岸地区的流动是干绝热过程。     

GRAPES伴随模式底层数据栈优化

GRAPES伴随模式是其四维变分同化系统的核心组成部分。由于其计算过程复杂,临时数据较多,实现中采用断点存储策略可以有效减少伴随模式的计算时间和存储空间。极限断点存储策略是在单积分步内以全存储策略实现为基础,将其中部分基态以计算代替的一种类断点存储策略。在该策略的支持下,需要一种新的数据管理结构,来保证程序的正确运行。文章提出了在已有栈基础上优化的新数据存储管理方式——嵌套多链栈,这种结构可有效满足使用极限断点存储技术实现GRAPES伴随模式的初态管理需求。试验表明:相比断点存储技术,在总内存增加不超过30%的情况下可使GRAPES的运行效率提高1倍。     

柴达木盆地一里坪地区新近系沉积相初探

在对柴达木盆地一里坪地区区域地质背景分析的基础上,根据录井岩屑描述、测井相分析和岩心观察,确定该区新近系发育冲积扇、河流-泛滥平原、扇三角洲、三角洲、湖泊等沉积相。应用录井和测井资料,编制出了地层厚度、砂岩含量、暗色泥岩含量、红色泥岩含量等值线图等基础图件。在此基础上编制出了上干柴沟组-狮子沟组4幅沉积相平面图。沉积相总体特征以滨浅湖沉积为主,而在研究区周缘则多发育河流泛滥平原、三角洲和扇三角洲沉积。这些图件动态地反映出沉积、沉降中心由西向东逐步迁移的过程。鸭参3井和落参1井区长期发育三角洲沉积,是研究区储集层发育最好的区块,也是下步勘探的重点地区。该研究对沉积相的精细研究具有一定的指导意义,对研究区的油气勘探也具有一定的参考意义。     

东营凹陷富有机质烃源岩顺层微裂隙的发育与油气运移

根据岩心观察，在东营凹陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段烃源岩中，发现大量顺层面分布的微裂隙，且大部分为亮晶方解石所充填。裂隙发育段在平面上的展布较广，在纵向上始于2900～3000m左右，与烃源岩成熟阶段对应。岩石学和有机地化研究表明，裂隙一般限于高有机质丰度、纹层理发育的页岩中，而有机质丰度较低、具块状层理的泥岩一般不发育，表现出较强的非均质性。裂隙发育与有机质丰度以及成熟度的关系表明，烃类生成是水平裂隙产生的主要原因。进入成熟阶段的富有机质烃源岩大量生烃，造成孔隙流体压力迅速上升，并最终导致顺层裂隙的产生。由于沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段以泥、页岩互层为特征，因而裂隙发育的非均质性造成裂隙发育段与裂隙不发育段的纵向叠置，并决定了其排烃过程以近似于三角洲前缘砂泥岩互层的排烃方式，从而一定程度提高了烃源岩的排烃速率和排烃效率。     

山东新泰野外露头发现下古生界含油碳酸盐岩

到目前为止,华北东部下古生界含油岩系研究主要依靠环渤海湾地区几个油田有限的钻孔资料(谯汉生等,2002),尚未获得大的突破。从2006年开始,在完成中国石油化工公司胜利油田有限公司委托的《胜利山东探区中深层天然气原型盆地构造演化研究》专题野外工作期间,笔者等在山东新泰市     

华庆地区长63储层裂缝分布模型与裂缝有效性

鄂尔多斯盆地华庆地区上三叠统延长组长6³油层组属于特低渗储层,裂缝发育、分布情况及裂缝的有效性已成为制约油气有效勘探开发的瓶颈之一。以统计法为基础,综合应用岩石破裂法和能量法,以非均质性储层有限元应力场模拟为手段,对华庆地区长6³储层天然裂缝发育程度和分布进行了定量化预测研究,同时结合定向岩心、薄片裂缝定量观测结果,主要依据裂缝方位、间距和密度等特征参数,初步建立了长6³储层天然裂缝分布网络概念模型;该模型描述了储层裂缝发育基本状况,包括天然裂缝密度、裂缝展布形态和不同井区裂缝组合的差异性。同时,根据长6³储层岩心裂缝充填情况与充填概率、裂缝结构面力学性质以及裂缝产状与现今水平主应力走向之间的关系,对储层裂缝系统的有效性进行了初步分析。结果表明,储层中无效裂缝居多,达85.6%,有效裂缝仅为14.4%;但经压裂改造后,NEE-NWW向范围内的天然裂缝系统往往易改造或转变为“有效”“显”裂缝系统,提高了储层渗流能力。