IMPACT OF DIABATIC PROCESSES IN AGCM ON 4-DIMENSIONAL VARIATIONAL DATA ASSIMILATION*

The impact of diabatic processes on 4-dimensional variational data assimilation (4D-Var) was studied using the 1995 version of NCEP's global spectral model with and without full physics.The adjoint was coded manually.A cost function measuring spectral errors of 6-hour forecasts to "observation" (the NCEP reanalysis data) was minimized using the L-BFGS (the limited memory quasi-Newton algorithm developed by Broyden,Fletcher,Goldfard and Shanno) for optimizing parameters and initial conditions.Minimization of the cost function constrained by an adiabatic version of the NCEP global model converged to a minimum with a significant amount of decrease in the value of the cost function.Minimization of the cost function using the diabatic model, however,failed after a few iterations due to discontinuities introduced by physical parameterizations.Examination of the convergence of the cost function in different spectral domains reveals that the large-scale flow is adjusted during the first 10 iterations,in which discontinuous diabatic parameterizations play very little role.The adjustment produced by the minimization gradually moves to relatively smaller scales between 10-20th iterations.During this transition period,discontinuities in the cost function produced by "on-off" switches in the physical parameterizations caused the cost function to stay in a shallow local minimum instead of continuously decreasing toward a deeper minimum. Next,a mixed 4D-Var scheme is tested in which large-scale flows are first adiabatically adjusted to a sufficient level,followed by a diabatic adjustment introduced after 10 to 20 iterations. The mixed 4D-Var produced a closer fit of analysis to observations,with 38% and 41% more decrease in the values of the cost function and the norm of gradient,respectively,than the standard diabatic 4D-Var,while the CPU time is reduced by 21%.The resulting optimal initial conditions improve the short-range forecast skills of 48-hour statistics.The detrimental effect of parameterization discontinuities on minimization was also reduced.     

准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系凝析气藏相态识别及成因分析

近年来,我国中西部陆续发现了资源量较大的凝析气藏,准噶尔盆地沙湾凹陷周缘的多个凝析气藏也显示出深层勘探的潜力。针对沙湾凹陷凝析气藏的烃类流体特征和形成机制不清晰的科学问题,笔者等采用原油物性和地球化学分析测试,运用经验统计法来识别油气藏类型,分析油气相态特征及其来源。主要认识如下：① 沙湾凹陷二叠系主要存在带油环凝析气藏,中佳2- H井为典型带油环凝析气藏井,研究区存在风城组为烃源—断层垂向输导—温压控制的原生型和天然气气侵共同作用形成的次生型凝析气藏;② 结合P—V—T相图分析沙湾凹陷二叠系凝析气藏烃类流体C7+占比较小,挥发性油藏地层温度明显低于临界温度,地饱压差较小,黑油油藏地层流体的临界温度与临界凝析温度都较高且临界压力较小;③ 根据新光井区凝析气藏的气油比要高于13000 m3/m3,且新光1井凝析气藏属于无油环凝析气藏可判断新光1井为原生型凝析气藏;中佳2- H井凝析气藏正构烷烃损失率达到90%,且研究区存在混合来源气,证实该凝析气藏曾遭受气侵作用。笔者等提出的凝析气成因可为研究区下一步油气勘探提供参考,同时也可以为准噶尔盆地凝析气成藏的研究和资源评价提供方法支持。     

考虑主余震作用下的核岛厂房结构易损性研究

一次强震常伴随着多次余震作用,且时间间隔较短。研究表明,主震诱发的系列余震会对原有结构造成进一步的累积损伤。核岛厂房结构作为核反应堆的最后一道防线,其在服役期间可能遭受主震和余震的累积作用。参考我国现行规范,定义了四类性能水准(PL)和三种极限状态(LS),以混凝土最大应变作为结构破坏指数(DI),以谱加速度S_a作为地震动强度指标(IM),提出一种考虑主余震序列作用下核岛厂房结构的易损性评估方法。选取PEER数据库地震记录,采用增量动力分析方法,给出了AP1000核岛厂房在420条主余震序列地震作用下的易损性曲线。定量分析了主震强度和主余震谱加速度比对核岛厂房结构易损性的影响。结果表明:核岛厂房的超越概率随着余震强度的增大而增大;余震在主震对结构损伤的基础上会加重核岛厂房的附加损伤;随着主余震谱加速度比从0.5增加到1.0时,核岛厂房结构破坏状态超越概率提高了10%～40%。     

考虑LS+AR模型基础数据量的极移预报研究

针对目前极移最小二乘(Least Square, LS)+自回归(AutoRegressive, AR)预报模型的单一数据选取方案, 提出分别考虑LS模型数据量和AR残差数据量的组合数据模式, 并对极移预报时单一数据和组合数据预报结果精度进行分析, 探讨模型输入数据量对极移预报精度的影响. 结果表明, 模型输入数据量的变化对极移预报结果影响较大. 采用组合数据预报的方式相比较于单一数据量预报方式精度更高, 特别是针对30--360 d跨度内的中长期预报, 组合数据量的极移预报精度可比单一数据量预报精度有较大改善. 结论证明组合数据在极移预报时具有一定的优势, 可为以后极移预报数据量选取提供一定的借鉴参考意义.     

基于MODIS的浙闽近海表层悬浮体时空变化特征分析

基于2015年中分辨率成像光谱仪（MODIS）卫星影像资料,结合实测悬浮体浓度数据及海表温度、风场、海表流场等资料,对浙闽近海表层悬浮体时空分布及控制因素进行了探讨。结果表明,浙闽近海表层悬浮体分布存在显著的季节性变化特征。研究区2～50 m等深线海域存在温度锋面,在一定程度上抑制了表层悬浮体向外海的输运。夏季的河流输沙有利于研究区北部近岸高浓度悬浮体分布,南风、西南风对表层悬浮体扩散起抑制作用;冬季在强烈东北季风作用下,再悬浮作用强烈,同时为表层悬浮体向南扩散提供了动力。本研究对完善东海内陆架泥质区沉积物输送机制具有一定的辅助作用。     

柴西开特米里克地区干柴沟组米氏旋回及湖平面变化特征

目前,柴达木盆地米兰科维奇旋回研究普遍基于山前浅水沉积相地层进行讨论,而深水相地层中是否有记录米兰科维奇旋回特征有待探讨。本次研究通过对开2井上干柴沟组（N₁）和下干柴沟组上段（E₃²）自然伽马测井曲线进行频谱分析和滤波分析,探讨了盆地西部开特米里克地区深湖相地层的米兰科维奇沉积旋回特征。结果显示,该地区上干柴沟组（N₁）和下干柴沟组（E₃²）地层旋回周期与米兰科维奇地球轨道周期参数具有良好的对应性,说明天文轨道周期旋回对该地区地层沉积具有显著影响。在此基础上,结合Fischer图解及地层岩性特征,确定了干柴沟组上、下界线附近（约38.1~32.8 Ma）湖平面经历了一次相对长周期的升降变化。下干柴沟组上段处于湖平面上升阶段,主要受米氏旋回中的偏心率周期控制,气候相对温暖湿润,对应湖平面高位期。上干柴沟组处于湖平面下降阶段,主要受米氏旋回中的轴斜率周期控制,气候相对寒冷干旱,对应湖平面低位期。

     

Mesoproterozoic Earthquake Events and Breakup of the Sino-Korean Plate

In the Mesoproterozoic time, the northern part of the Sino-Korean Plate experienced a period of intensive tectonic extension and breakup. 1. An abundance of sedimentary earthquake records is preserved in the Chuanlinggou, Tuanshanzi and Gaoyuzhuang formations in the Mesoproterozoic Changcheng System （1800-1400 Ma） and in the Mesoproterozoic Wumishan Formation of the Jixian System （1400-1000 Ma）. These earthquake records are characterized by various liquefied sand-veins, carbonate microspar and coarser spar veins, limestone dikes, liquefied breccia and various forms of liquefied contorted bedding. This deformation is always associated with synsedimentary faults and igneous activity. 2. Three liquefaction models for soft carbonate sediments are recognized, including liquefaction in laminated carbonate rocks, liquefaction in thin-bedded carbonates and large-scale liquefaction along huge carbonate dikes. 3. Based on the record of earthquake and volcanic activities, the Sino-Korean Plate experienced at least twice intraplate breakups. One occurred between 1800-1400 Ma, and the other occurred at about 1200 Ma. The last breakup resulted in formation of the Yan-Liao aulacogen, a tectonic zone characterized by deeper material vibrancy, active faults, major igneous activity and frequent earthquakes.     

公路隧道围岩地质条件评价方法及其富溪隧道应用研究

为了达到快速、准确、可靠的围岩分类,有效指导隧道施工,在充分研究和吸取国内外有关围岩分类的经验和成果基础上,针对隧道施工期间的围岩类别鉴定方法,提出了一种可用于隧道施工期间围岩类别鉴定的快速分类方法,该方法以定量与定性相结合、多专家评分的方式在开挖掌子面现场进行观察、量测及评价,无需复杂试验或测量以及繁杂计算,可迅速得出评价结果。为了更加全面地反映隧道围岩情况,准确评价围岩工程性质,结合目前国际上流行的Q分类系统,在富溪隧道第一手实测资料的基础上,根据快速分类结果和Q指标分类结果对富溪隧道围岩条件进行综合评价,为其隧道施工提供了合理的支护参数。     

《西北地质》2001～2012年总被引频次的统计与分析

期刊的总被引频次在期刊的统计与分析中是十分重要的,笔者利用中国科学技术信息研究所出版的《中国科技期刊引证报告》(核心板)(CJCR)和万方数据出版的《中国期刊引证研究报告》(扩展版)(WD)等二家比较著名的统计机构的统计数据,对《西北地质》总被引频次进行了统计与分析。为了不断提高《西北地质》的办刊质量,笔者重点对《西北地质》2001～2012年的总被引频次及相关数据进行了统计与分析。结果表明：《西北地质》从2001～2012年在《中国科技期刊引证报告》(核心版)中的总被引频次增加了416,总被引频次增长率为660.32%。《西北地质》从2003～2012年在《中国科技期刊引证报告》中的总被引频次增加了782,总被引频次增长率为1133.33%。事实说明,《西北地质》多年来总被引频次一直在稳步上升。最后,笔者分析了影响期刊总被引频次的因素,对如何提高期刊的总被引频次提出了合理化的建议。