冷暖事件对大气能量循环和纬向平均环流影响的模拟研究

利用中国科学院大气物理研究所大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室新发展的GOALS 5全球海 陆 气耦合模式研究了暖事件 (ElNi no)和冷事件 (LaNina)对大气能量循环和纬向平均环流的影响 ,并用观测资料进行了对比分析。结果表明 :对于纬向平均资料来说 ,冷、暖事件在热带和副热带地区的大气环流相关量的反相变化特征非常清晰 ,中高纬度地区并不明显。此外 ,还发现 ,暖事件时定常涡动的经向热通量的变化是北半球对流层热带外地区温度异常的主要原因 ,而瞬变波的影响则起抵消作用。冷事件时定常波和瞬变波相互抵消的局地特征也依然存在 ,但瞬变波的影响有所增强。     

土壤热异常对地表能量平衡影响初探

将来自土壤深部的热通量引入off line的陆面过程模式 (NCAR—LSM ) ,通过长达 2a的数值试验对比分析了它对各层次土壤温度和地表能量平衡的影响。　　在土壤底部引入 5W /m2 的热通量使底层土壤显著升温 ,但升温随着接近表层而迅速衰减。积分 3个月后 ,由地下进入地表的热流量增幅可达 1W/m2 以上 ,并持续增大到 5W /m2 ,地表最大升温约 0 .5K ,同时地表感热、蒸发潜热及长波辐射通量均有 1W /m2 左右的正异常 ;若将土壤热传导系数放大一个量级以加速热量交换 ,则地表升温提高到 1K以上 ,长波辐射增加 3W /m2 以上 ,超过了气溶胶全球平均的辐射效应。结果表明 :一定量值的土壤热异常对地表能量平衡和短期气候变化 (10 -1～ 10 1a)有着不可忽略的影响。同时 ,深入的资料分析、完善的陆面过程模式以及它与大气模式的耦合试验也是亟待进行的相关工作。     

土壤热异常影响地表能量平衡的个例分析和数值模拟

The statistical relationship between soil thermal anomaly and short-term climate change is presented based on a typical case study. Furthermore, possible physical mechanisms behind the relationship are revealed through using an off-line land surface model with a reasonable soil thermal forcing at the bottom of the soil layer.In the first experiment, the given heat flux is 5 W m-2 at the bottom of the soil layer (in depth of 6.3 m)for 3 months, while only a positive ground temperature anomaly of 0.06℃ can be found compared to the control run. The anomaly, however, could reach 0.65℃ if the soil thermal conductivity was one order of magnitude larger. It could be even as large as 0.81℃ assuming the heat flux at bottom is 10 W m-2. Meanwhile, an increase of about 10 W m-2 was detected both for heat flux in soil and sensible heat on land surface, which is not neglectable to the short-term climate change. The results show that considerable response in land surface energy budget could be expected when the soil thermal forcing reaches a certain spatial-tem poral scale. Therefore, land surface models should not ignore the upward heat flux from the bottom of the soil layer. Moreover, integration for a longer period of time and coupled land-atmosphere model are also necessary for the better understanding of this issue.     

IAP/LASG全球海-陆-气耦合系统模式的纬向平均大气气候态分析(英文)

分海洋和陆地两种情况来讨论IAP/LASG全球海-陆-气耦合系统模式（GOAL）四个版本的结果,并与观测资料进行对比分析。一些重要的大气变量包括表面空气温度,海平面气压和降水率用来评估GOALS模式模拟当代气候和气候变率的能力。总的来说,GOALS模式的四个版本都能够合理地再现观测到的平均气候态和季节变化的主要特征。同时评估也揭示了模式的一些缺陷。可以清楚地看到模拟的全球平均海平面气压的主要误差是在陆地上。陆地上表面空气温度模拟偏高主要是由于陆面过程的影响。值得注意的是降水率模拟偏低主要是在海洋上,而中高纬的陆地降水在北半球冬天却比观测偏高。 通过模式不同版本之间的相互比较研究,可以发现模式中太阳辐射日变化物理过程的引入明显地改善了表面空气温度的模拟,尤其是在中低纬度的陆地上。太阳辐射日变化的引入对热带陆地的降水和中高纬度的冬季降水也有较大改进。而且,由于使用了逐日通量距平交换方案（DFA）,GOALS模式新版本模拟的海洋上的温度变率在中低纬度有了改善。 比较观测和模拟的年平均表面空气温度的标准差,可以发现GOALS模式四个版本都低估了海洋和陆地上的温度变率,文中还对影响观测和模拟温度变率差异的可能原因进行了探讨。     

利用“3S”技术进行北京地区土壤水分监测应用技术研究

该文主要对适合于北京地区的土壤水分卫星遥感监测方法，利用GIS及GPS工具，提高对土壤水分卫星遥感监测结果的分析能力进行了探讨。在分析研究北京地区土壤水分卫星遥感监测模式及适宜使用的下垫面状况和时段的基础上，提出了一批具有一定物理意义和应用价值的遥感模式。利用GIS和GPS技术实现包括遥感信息在内的多种数据的复合，以影像的方式，将地表地理状况与土壤水分卫星遥感监测结果结合起来，实现了RS、GIS及GPS的融合，提高了土壤水分卫星遥感监测的精度。     

地质雷达及浅层地震在泥质粉砂岩中断裂带上的曲线特征

探讨了如何利用地质雷达及浅层地震有关原理判释泥质粉砂岩中隐伏断裂带的性质和特征。主要的工作方法是通过现场实测，分析地质雷达反映在张性断裂带和压性断裂带上的曲线特征，分析浅层地震相遇时距曲线在断裂带上的曲线特征。后者的主要特征有：（1）在断裂带上初至时间延长；（2）在断裂带上左右支时距曲线上下跳动的幅度均等；（3）在断裂带上跳动的长度不一；（4）在断裂带左右支时距曲线上下跳动或反相；（5）时距曲线呈喇叭口。阐明了地质雷达和浅层地震的原理及其在泥质粉砂岩中勘查断裂构造的效果     

羌塘盆地那底岗日地区中侏罗世层序地层与碳、氧、锶同位素响应

羌塘盆地那底岗日地区中侏罗世沉积了一套稳定的滨浅海相碳酸盐岩与碎屑岩地层,通过层序地层研究划分出五个三级层序。对其中四个层序内碳酸盐岩碳、氧、锶稳定同位素测试分析得出,不同层序、层序界面及层序内不同体系域的δ13 C、δ180、N(87Sr/86Sr)值均有明显的差异,并具规律性变化,整体上反映出研究区中侏罗世发生了多次海平面升降变化和气候、构造活动的演变,为层序地层研究提供了定量的地质地球化学依据。     

泌阳凹陷安棚油田深层系成岩作用研究及其在成岩圈闭预测中的应用

深层系一般指沉积盆地中埋藏深度在2 500～2 700 m以下的地层,其储集物性普遍很差,但在一定条件下,深部溶蚀作用可产生优质储层,形成成岩圈闭.然而这种成岩圈闭的预测一直是一个难题.安棚油田位于河南泌阳凹陷东南部,勘探成果表明,在该油田深层系下第三系核桃园组核三段下部(简称(核三下)席状的扇三角洲砂体中存在成岩圈闭.本次通过定量的成岩作用研究和成岩阶段划分,对成岩圈闭的形成机理和分布进行了探讨.研究表明,该区核三下的砂体经历了压实、胶结、溶蚀等多种成岩作用,不同的成岩作用发生于不同的埋藏深度.2 700～3 100 m之间以胶结强烈为特征,属于胶结带.3 100～3 900 m之间以次生溶蚀孔隙发育为特征,尤其是3 200～3 600 m之间, 属于深部溶蚀带.本区核三下砂体自南而北埋藏深度逐渐变浅,其上倾方向处于胶结带的部分由于强烈胶结而变成致密层,可封堵油气,而下倾方向处于溶蚀带的部分由于次生溶蚀孔隙发育而成为良好储层,从而形成成岩圈闭.根据不同埋藏深度、不同成岩阶段孔隙发育和保存的特征,可预测成岩圈闭分布。     

鄂尔多斯古生界流体包裹体特征及其与油气演化关系

对鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩、石炭-二叠系石英砂岩成岩作用研究的基础上,分别对上述岩石流体包裹体作了初步研究。奥陶系碳酸盐岩包裹体均一温度具有三个区段 :6 0～ 10 0℃,10 0～ 16 0℃,16 0～ 2 2 0℃;石炭-二叠系石英砂岩包裹体均一温度三个区段为 90～ 110℃,12 0～ 14 0℃,16 0～ 2 2 0℃。并利用包裹体测温资料结合已有的镜质体反射率、磷灰石裂变径迹等研究成果,对流体包裹体在鄂尔多斯盆地油气田形成、演化中应用作了初步探讨。     

Structural damage detection using the optimal weights of the approximating artificial neural networks

This work presents a novel neural network‐based approach to detect structural damage. The proposed approach comprises two steps. The first step, system identification, involves using neural system identification networks (NSINs) to identify the undamaged and damaged states of a structural system. The partial derivatives of the outputs with respect to the inputs of the NSIN, which identifies the system in a certain undamaged or damaged state, have a negligible variation with different system errors. This loosely defined unique property enables these partial derivatives to quantitatively indicate system damage from the model parameters. The second step, structural damage detection, involves using the neural damage detection network (NDDN) to detect the location and extent of the structural damage. The input to the NDDN is taken as the aforementioned partial derivatives of NSIN, and the output of the NDDN identifies the damage level for each member in the structure. Moreover, SDOF and MDOF examples are presented to demonstrate the feasibility of using the proposed method for damage detection of linear structures. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.