热带太平洋地区风场异常和与El Ni?o有关的年际变化

利用1964～1993年NCEP/NCAR再分析风应力资料和中国科学院大气物理研究所发展的14层热带太平洋环流模式(OGCM),对热带太平洋与El Ni?o有关的年际变化进行了研究.首先,分析了西太平洋暖池次表层海温异常(SOTA)与Ni?o3区海表温度异常(SSTA)的年际变化关系,发现在El Ni?o事件之前,暖池的次表层海温都有明显正异常出现,它的东传导致了El Ni?o的发生,并且SOTA的传播随纬度变化,沿赤道东传,在赤道外西传.然后,选取了20世纪70年代和80年代两次最强的El Ni?o事件讨论了引起这种机制的可能原因--西风异常的作用.最后,对1964～1993所有的El Ni?o年的风场、次表层海温和海表温度的异常进行了综合分析.     

全球海洋资料同化系统ZFL_GODAS的研制和初步评估试验

本研究发展了一个全球海洋资料同化系统ZFL_GODAS。该系统是一个短期气候数值预测业务系统的子系统,为短期气候预测海气耦合模式提供全球海洋初始场。系统能够同化的观测资料包括卫星高度计资料、卫星海表温度(SST)资料,以及Argo、XBT、TAO等各种不同来源的现场温盐廓线资料。系统使用的海洋模式为中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室开发的气候系统海洋模式LICOM1.0,同化方案为集合最优插值(EnOI)方案。系统使用一个由海洋模式自由积分得到的静态样本来估计背景场误差协方差。这样的基于集合样本的背景场误差协方差具有多变量协变、各向异性的特征,且能反映海洋物理过程固有的空间尺度特征。针对EnOI同化程序的特点,开发了一套特色鲜明、负载均衡、高效的并行化同化程序。本文通过与不同类型观测资料的比较,对同化系统的性能进行了评估。通过比较海表温度和海面高度的年际变率,海表温度异常随时间的变化,SST、海面高度异常(SLA)以及次表层温盐预报产品的均方根误差,5年平均温度偏差廓线、平均盐度廓线、平均纬向流速廓线等发现:系统工作正常、同化效果较好;经过同化以后,各变量都更加接近观测,误差更小,与观测场的相关性更好,可以为短期气候预测系统提供较好的海洋初始场,也可以为物理海洋学的研究提供有效的再分析资料。     

Developments of the Three-Dimensional Variational Data Assimilation System for the Nonhydrostatic GRAPES

Based on the original GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 3DVAR (p3DAR), which is defined on isobaric surface, a new three-dimensional variational data assimilation system (m3DVAR) is constructed and used exclusively with the nonhydrostatic GRAPES model in order to reduce the errors caused by spatial interpolation and variable transformation, and to improve the quality of the initial value for operational weather forecasts. Analytical variables of the m3DVAR are fully consistent with predictands of the GRADES model in terms of spatial staggering and physical definition. A different vertical coordinate and the nonhydrostatic condition are taken into account, and a new scheme for solving the dynamical constraint equations is designed for the m3DVAR. To deal with the difficulties in solving the nonlinear balance equation at σ levels, dynamical balance constraints between mass and wind fields are reformulated, and an effective mathematical scheme is implemented under the terrain-following coordinate. Meanwhile, new observation operators are developed for routine observational data, and the background error covariance is also obtained. Currently, the m3DVAR system can assimilate all routine observational data. Multi-variable idealized experiments with single point observations are performed to validate the m3DVAR system. The results show that the system can describe correctly the multi-variable analysis and the relationship of the physical constraints. The difference of innovation and the analysis residual for ∏ also show that the analysis error of the m3DVAR is smaller than that of the p3DVAR. The Ts scores of precipitation forecasts in August 2006 indicate that the m3DVAR system provides reduced errors in the model initial value than the p3DVAR system. Therefore, the m3DVAR system can improve the analysis quality and initial value for numerical weather predictions.     

西南天山特克斯科桑溶洞火山岩的锆石U-Pb年代学研究

新疆特克斯县乌孙山科桑溶洞火山-沉积岩剖面由变质岩、火山-沉积岩(中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、生物碎屑灰岩)和侵入其中的花岗质岩石组成,花岗岩中保留着英安岩-安山岩顶垂体。夹在火山岩地层之间的厚层生物碎屑灰岩(其中发育溶洞)发生褶皱变形。在剖面多处见到逆冲构造,断裂带局部塑性变形。采自剖面下部英安岩样品的锆石232Th/238U比值为0.4～0.6,U-Pb谐和年龄368.3±1.7Ma(MSWD=1.5,n=15)。剖面上部流纹岩中锆石的232Th/238U比值为0.8～2.2,U-Pb谐和年龄为356.4±1.7Ma(MSWD=1.3,n=19)。大约12Ma的时差说明存在两次火山喷发事件,在这两次火山喷发的间歇形成了巨厚生物碎屑灰岩(1000m)。这种间歇性的火山喷发在西天山地区普遍发育,形成了规模巨大的滨海相火山-沉积盆地。剖面下部的英安岩与剖面上部的流纹岩的锆石具有不同的微量元素组成,预示着其岩浆源区性质的差异。     

白水煤矿煤矸石基本性能研究与分析

通过对白水煤矿煤矸石进行外观分类、化学组成、矿物成分分析和X衍射分析将其分为5种不同外型的煤矸石,其中,第Ⅲ类矸石属于高岭石质矸石黏土岩类矸石,其矿物相主要包括石英、高岭石、伊利石和少量的黄铁矿。实验研究不同类别矸石的粒径范围、陈化时间等对原材料塑性的影响表明:降低原料最大粒径,可以提高塑性,当粒径从-1.0 mm降低到-0.1 mm时,Ⅰ类矸石塑性指数IP提高了6.9;Ⅱ类矸石的IP提高了10.8;Ⅲ类矸石的IP提高了5.6;延长陈化时间,可以提高煤矸石的塑性,当陈化时间3 d时,陈化时间对塑性的贡献明显,当陈化时间4 d,陈化时间对塑性的贡献甚小。据此认为除第Ⅲ类煤矸石不适合制砖以外,其他矸石均可作为制备绿色墙体保温砌块的原材料,混合破碎至-0.5 mm,陈化3天,适合制备绿色墙体保温砌块的需要。     

昆仑山与汶川强烈地震对青藏块体东北缘地壳运动及应变积累的影响

充分应用GPS、区域水准、跨断层等地形变观测资料, 借助非震负位错反演, 结合地震活动, 综合研究2001年11月14日昆仑山Ms8.1级地震对青藏块体东北缘地壳运动与应变积累的影响。通过分析笔者认为, 青藏块体内部Ms8.1级巨大地震能量释放产生的扰动应力场对NE向主压背景应力场的调制作用, 导致块体边界构造区域地壳差异运动和应力应变状态发生变化。其中, 对阿尔金断裂东段与祁连山断裂带西段的应变积累状态反映减缓为主的影响, 而对祁连山断裂带中东段则反映促进应变积累为主的影响。这种影响是一定时期、一定程度的。近期青藏块体东北缘区域应力场处于昆仑山、玉门、民乐等地震后的恢复状态。而由2008年5月12日汶川Ms8.0地震后有限的GPS、跨断层短水准观测资料, 可推测汶川地震对甘川交界东段-甘川陕交界区应变积累状况一定程度促进影响。     

大兴安岭西南坡成矿带晚古生代中期未变质岩浆岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学

大兴安岭西南坡晚古生代中、晚期未变质的岩浆岩广泛分布,它们的侵位时间虽不尽相同,但都晚于中亚-蒙古造山区(带)东部峰期造山的时间,且大多与主缝合带拼合后的拉张构造环境有关,岩石性质也多具有偏碱性或双峰式的特点。本文测定了内蒙古东南部二连浩特-贺根山缝合带与索伦山-西拉木伦缝合带之间的维拉斯托石英闪长岩和闪长岩、拜仁达坝花岗闪长岩以及道伦达坝英安质晶屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄,它们分别为310±2、311±2、319±3和300±5Ma,时代均为晚石炭世。这些岩浆岩的形成时间比(峰期造山形成的)锡林郭勒杂岩的变质年龄(337±6Ma)晚约20～40Ma,未受到变形和变质作用的影响,推测其属于晚造山/后造山的岩浆岩。认为西伯利亚板块与华北板块之间主缝合带的闭合时间应在晚石炭世前,主缝合带的位置应在二连浩特-贺根山一线。     

溶蚀作用下古岩溶盆地系统中介质场演化模拟

为了研究古岩溶盆地在溶蚀作用下碳酸盐岩油气储层介质场的演化规律,基于地下水渗流理论和碳酸盐溶蚀动力理论,用数值模型模拟了均质盆地和非均质盆地2种岩溶盆地含水系统发育过程。岩溶盆地含水系统演化过程中总伴随着裂隙差异溶蚀,不管均质盆地还是非均质盆地,都越来越非均质化,强溶蚀带集中在潜水位及优势裂隙附近,在侵蚀基准面和构造裂隙及层理等大裂隙处会形成高孔隙率、渗透率的良好储层。受介质场非均质化反作用,岩溶高地区潜水位随系统演化不断下降,潜水面处的强烈溶蚀随水位不断下切而使高地区改造成竖直裂隙发育的厚储层;坡地区水平径流活跃,易于形成水平裂隙发育的储层;平原区水位相对稳定,溶蚀作用主要发生大裂隙和侵蚀基准面处,但在大裂隙网内经溶蚀可形成局部高孔隙率储层。对比两子模型发现,在岩溶盆地含水系统中,主导渗流场都要经历由局部流场向二级流场、二级流场向全局流场的转变,前者发生在坡地区内部,后者发生在坡地区与平原区之间;流畅的渗流场转换更有利于介质场发育,受大裂隙网导水作用,非均质盆地比均质盆地更快捷、更顺利地实现主导流场升级,溶蚀作用更强烈,3 ka后非均质盆地比均质盆地的孔隙率增幅大34%。     

集安市大石湖多金属矿地质特征及找矿标志

大石湖多金属矿区处于鸭绿江裂谷边缘的辽东—吉南成矿带之中,其间分布着集安市前石岭铅锌矿点、集安市杨木林子铅锌矿点、集安市大关门砬子铅锌矿点、集安市望江楼铅锌矿点、集安市秋皮沟铜矿点等,具有相同的成矿地质环境,找矿标志明显,通过对铅锌等矿种成矿地质条件、成矿作用、成矿规律和控矿因素的全面总结研究和重新认识,建立区域成矿模式,并对区域成矿潜力进行评价。     

辽宁省朝阳市东五家子金矿成矿流体特征及矿床成因探讨

东五家子金矿所处大地构造位置为华北克拉通北缘中段,其北侧以赤峰-开原深大断裂与内蒙-兴安褶皱造山带相隔,南侧以凌源-北票深断裂与燕山沉降带为邻。北西向断层为矿区内最主要的容矿构造,脉岩中的闪斜煌斑岩与矿化关系最为密切。矿石自然类型为石英脉型,矿石中硫化物主要为黄铁矿,其次为黄铜矿和方铅矿。贵金属矿物有自然金和碲银矿。围岩蚀变为硅化、绢云母化和碳酸盐化等,蚀变分带明显。矿石中明显出现碲化物,与矿化关系密切的闪斜煌斑岩发育,矿石硫同位素δ34S‰接近零值等表明成矿流体具幔源流体特征。石英流体包裹体发育较差,包裹体为单一的气液两相包裹体,属H2O-NaCl体系类型。流体盐度为9.86%～16.72%,且随着温度降低盐度出现升高的趋势。流体密度为0.936～1.017g/cm3,成矿温度为172.3～212.6℃,成矿压力为19～24MPa,形成深度为1.9～2.4km。与国内典型的造山型金矿对比表明,该矿床属浅成的造山型金矿,成矿动力学背景为早燕山期华北与西伯利亚克拉通碰撞后的陆内造山。