天山暴雨数值模拟的试验研究

利用新疆天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和NOAA卫星AMSU辐射亮温资料,应用中尺度模式(WRF-ARW)和(3DVAR)同化系统,对2007年7月16-17日发生在新疆东天山的暴雨天气过程进行了数值模拟试验。结果表明:①通过WRF模式对天山地区“2004-07-18”和“2010-06-22”两次暴雨过程的数值模拟试验, WRF模式在天山地区以Lin微物理过程方案,Grell积云对流参数化方案,MYJ边界层参数化方案,耦合Noah陆面模式的方案组合更优。②同化天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和AMSU-A/B辐射亮温资料,使初始场更接近于当时的实际大气状况,且同化后的模拟预报效果,无论是对降水落区还是对降水强度均较控制试验有明显的改善。③适当提高模式水平分辨率,有助于改进暴雨落区的预报强度。     

塔里木盆地沙尘天气日数的变化及其与北大西洋涛动的联系

基于塔里木盆地35站1961-2007年的沙尘暴、扬沙日数的观测资料,分析了塔里木盆地春、夏季沙尘天气日数的时空变化特征及其变化的可能原因。结果表明,沙尘暴和扬沙日数呈显著减少趋势,沙尘暴日数在盆地的西南部,扬沙日数在盆地的东北部,减少幅度最大。春、夏季沙尘暴日数的气候突变发生在20世纪80年代的中后期,而扬沙日数在90年代的中后期。春、夏季沙尘天气日数以单月发生为主,连续2月及以上发生概率较大的区域集中在天山南坡,尤其在阿克苏地区。近20 a来,沙尘天气日数异常站数迅速减少,尤其在2000年后。相关分析表明,前冬北大西洋涛动指数与春、夏季沙尘暴日数有较好的相关关系,可以作为其短期气候预测的一个因子。     

库姆塔格沙漠粒度分布特征及环境意义

库姆塔格沙漠位于中国西北干旱区,被称为我国第六大沙漠。粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。对库姆塔格沙漠中北部、北缘、西部、中间及南部、东南缘5组20个沙样粒度分析结果表明：其粒度组成差异很大;粒度参数具有以下特征值：平均粒径Mz=1.55～2.92 Φ;标准偏差σ1=0.41～1.11;偏度SK1=-0.11～0.31;峰态KG=0.77～1.23。同时,粒度频率曲线呈单峰态和多峰态共存状态;大部分沙样的偏度近于对称。分析结果说明库姆塔格沙漠沉积物的沉积环境复杂多样,有风力沉积、河湖沉积、河流冲积(洪积)等。     

2014 年2 月12 日新疆于田MS 7. 3地震震害调查分析

2014 年2 月12 日新疆于田县发生MS7. 3 地震,发震构造初步判断为阿尔金断裂带。推测极震区烈度为Ⅸ度,位于无人区;Ⅵ、Ⅶ度区为现场调查确定,共216 个烈度调查点。地震造成新疆和田地区和巴音郭楞蒙古自治州7 个县(市)的39 个乡、镇(场)的房屋、市政和交通设施、农牧业基础设施等受到不同程度的破坏。本次地震较2008 年3 月21 日于田MS7. 3 地震更靠近盆地,震害受场地条件影响明显,受灾范围更大。     

沙漠与城市气溶胶散射系数变化比较

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站和中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所承担的乌鲁木齐大气成分观测站2010年1月1日至12月31日的单波段积分浊度计的观测资料,分析了沙漠（塔中）和城市（乌鲁木齐）两种不同下垫面地区的气溶胶散射系数的变化特征。（1）散射系数小时平均值：塔中地区变化范围在39.6～8 442.8 Mm^-1,平均值318.4 Mm^-1;乌鲁木齐变化范围在28.9～6 590.0 Mm^-1,平均值451.5 Mm^-1;乌鲁木齐小时平均值在1 000 Mm^-1以上的高值区间大于塔中地区。（2）散射系数日变化：塔中呈现单峰变化,其中最大值387.0 Mm^-1出现于凌晨02：00,最小值276.4 Mm^-1出现于午后的17：00;乌鲁木齐呈现三锋变化,3个峰值分别出现于09：00、14：00、22：00,与塔中地区存在明显差异。（3）散射系数月均值变化：塔中的月平均值最大是4月,为500.2 Mm^-1,最小是2月,为145.9 Mm^-1;乌鲁木齐月均值最大在2月,为1 086.3 Mm^-1,最小值在7月,为101.1 Mm^-1,两地区月均值变化整体呈现相反的现象。（4）散射系数季节变化：塔中地区春季>夏季>秋季>冬季;乌鲁木齐冬季>秋季>春季>夏季。     

新疆和田“2010.3.12”区域性黑风能量及不稳定条件分析

利用地面自动站观测、MICAPS预报产品以及NCEP/NCAR 1。×1。再分析资料,对2010年3月12日发生在新疆和田地区的一次区域性黑风天气过程进行能量和不稳定条件诊断分析。结果表明：(1)纬向转经向环流的调整和中、低空不断加强的西北锋区结合地面强冷锋的配置结构为黑风天气的暴发提供了强大的动力背景;(2)黑风天气暴发在高能且极不稳定的大气环境条件下;(3)代表能量和不稳定条件的螺旋度、有效位能、对流抑制指数、粗理查森数和假相当位温在时间、落区、强度上与黑风天气的演变极为吻合,具有很好的预报指示意义。     

基于上限分析的边坡稳定可靠性评估

从塑性极限分析出发,基于上限分析构建边坡极限状态可靠度计算模型;针对状态函数高度非线性导致常规可靠度方法求解时存在困难的问题,将响应面模型作为极限状态函数与可靠度计算间"桥梁",利用二次正交原理优化取样点,建立考虑参数相关性的二次响应面替代函数。利用JC法直接求得边坡可靠指标的一个上限解,讨论了单个及多个参数变异性对边坡可靠度的影响。     

基于RS的昆仑山区夏季雪线高程变化及其影响因素分析

以昆仑山区为研究区域,利用2001-2015年MOY10A1/MOD10A1以及气温、降水等数据,通过统计学的方法得出了研究区的研究日期,积雪持续时间比率法提取了研究区近15年雪线高程,线性趋势法分析了近15年研究区雪线高程的动态变化,相关分析法研究了雪线高程变化的影响因素。经分析得出：研究日期确定为每年的7月22日-8月24日（第203~236天）,共计34天,积雪持续时间比率法提取的雪线阈值为76.5%。2001-2015年昆仑山区及各区域雪线高程呈波浪式上升的趋势,昆仑山东、中、西段雪线高程变化的倾向率分别为80 m·（10a）^-1、131 m·（10a）^-1和155 m·（10a）^-1,昆仑山东段雪线高程变化最为稳定,其次是昆仑山中段,最不稳定的则是昆仑山西段。近15年昆仑山东、中、西段雪线高程的平均值分别为4 990 m、5 271 m和4 936 m,并且昆仑山中段雪线高程的最小值要高于其它两区域的最大值,因此,昆仑山区域雪线高程分布特征为：中间高,两边低。从年的时间尺度分析,影响昆仑山区及各区域雪线高程变化的主控因素为气温;从季节的时间尺度分析,气温对雪线高程影响最大的季节为夏秋季,降水对其影响最大的季节则在夏冬季;从月的时间尺度分析,昆仑山区夏月气温对雪线高程影响最大,而降水对其影响最大的月份则在冬月。     

动态扰动对应力松弛岩石变形行为影响的试验研究

利用自主研发的岩石松弛-扰动试验装置,测试了岩石加载、松弛、动态扰动和扰动后4个阶段的轴向应力、轴向应变和声发射响应,观察到了岩石试样在动态扰动后应变增加、应力降低的现象,砂岩试样的这种特征比花岗岩明显。初步分析认为,产生该现象的原因一方面由于松弛-扰动过程导致岩石内部出现不可逆的损伤,另一方面则是扰动去除后试样的残余变形。在初始压密和弹性阶段,砂岩试样的声发射撞击数少;在接近应变峰值阶段,撞击数骤增;在应力松弛阶段撞击数骤减;在动态扰动阶段,撞击数骤增。声发射是由于岩石损伤引起的,声发射数据反映了岩石的损伤是引起松弛试样在动态扰动后应变增加、应力降低的一个原因。另外,基于砂岩和花岗岩的准静态循环加、卸载试验,对砂岩、花岗岩在不同应变等级下的残余应变进行了定量化;砂岩的残余应变远高于花岗岩,这与砂岩试样在历经松弛-动态扰动后应变增加、应力降低较为明显的趋势相对应。同时,无论是松弛-动态扰动试验还是准静态循环加、卸载试验,岩石的残余变形都会随着卸荷初始应变的提高而增加。岩石的损伤与残余变形是密切相关的,两者的综合作用引起了动态扰动后岩石试样的应变增加、应力降低现象。     

考虑渗吸效应的致密油藏体积改造可行性分析

为探究致密储集层在毛管力、重力作用下的渗吸机理,考虑致密储集层特征(相渗、毛管力等),推导出了一维两相逆向渗吸模型,利用Mattax和Kyte方法对时间无因次处理后,采用差分方法进行求解,给出了3种边界条件下方程的解,并对常规砂岩和致密岩心渗吸结果进行了对比。结果表明:①体积改造后形成复杂缝网,储集层渗吸作用可分为重力辅助渗吸、重力抑制渗吸和零重力渗吸;②尽管致密储集层孔喉半径小,毛管压力高,渗吸动力强,但由于其孔渗条件差,流体流动受限,综合来说其饱和度前缘慢于常规高渗储集层;③毛管力在常规砂岩和致密储集层的渗吸中均起主导作用,重力在高渗砂岩渗吸中表现明显,而在致密储集层渗吸中表现不明显;④对于致密储集层,通过水平井分段多簇、细分切割,甚至“体积改造”的压裂模式,增加润湿相与裂缝壁面的接触面积和接触体积,则可充分发挥渗吸作用,置换出更多的油气,提高原油产量。新疆油田玛18区块现场试验表明,致密储集层发挥渗吸作用可提高原油产量2~4 t/d。