国际油气井钻头进展概述（二）——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出FuseTek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。FuseTek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1～3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头（含Kymera钻头）对于未来实现“一个钻头,一口井”的目标有重要意义。     

Delft3D在鳌江口外平阳咀海域流场模拟中的应用

Dem3D是以FLOW水动力模块为主体，建立在Navier-Stokes方程的基础上，由一系列模块组成的模型软件，可以对水流、波浪、泥沙、水质、地貌等建立二、三维模型。本文介绍了Delft3D数值模拟软件的程序模块及数值理论基本方程．对鳌江口外平阳咀海域的流场进行了模拟研究。研究表明：计算结果与实测结果吻合较好，能够较好地反映该海区真实的流场情况．可以为工程研究提供基本的流场背景。     

一次华北暴雨过程的数值模拟及水汽螺旋度和水汽涡度收支应用分析

运用WRF模式对2009年8月发生在华北地区的一次暴雨过程进行了数值模拟,按照性质的不同对模拟降水进行了研究,还进行了湿度场试验,最后利用模式输出结果对水汽螺旋度和水汽涡度收支进行了诊断分析。结果表明,数值模式比较合理地再现了本次暴雨天气过程。显式降水在模拟的总降水量中占了很大的比重,但是在暴雨爆发初期,积云降水起了重要作用。对流层中层的水汽饱和程度对模拟降水性质及降水量大小有重要影响,显式降水一般发生在空气饱和程度较高的区域,而位势不稳定则是诱发积云降水的主要原因。对流层中低层水汽螺旋度的强度变化在一定程度上代表了降水系统的强弱变化,其高值区与强降水落区在出现的时间和空间上都存在较好的一致性。水汽涡度收支对于水汽涡度及水汽螺旋度的变化具有很好的指示意义,可以作为预报降水的一个动力指标。     

渍水麦田土壤水分动态模型研究

根据土壤水分平衡原理,建立了一个反映土壤渍水、可与小麦生长模型耦合的土壤水分动态模型,尤其考虑了因地下水位较浅而引起的毛管上升水量和土壤导水率的变化对土壤含水量的影响。采用盆栽小麦水分试验资料验证了日蒸散量的模拟值,利用湖北荆州农业气象试验站和江苏金坛农业气象试验站的土壤水分历史资料对建立的模型进行了综合测试和验证,结果表明：蒸散量、地下水位和0～50 cm土壤含水量的模拟值与实测值具有较好的一致性,模型能可靠地预测多雨和渍水地区麦田土壤水分的变化动态     

玄武质岩石的单颗粒锆石U-Pb年龄谱

报道了托云、东浮山、羊角、雪花山和山旺5处新生代玄武岩的SHRIMP锆石U-Pb测年结果。位于西南天山造山带的托云新生代玄武岩的14个测点年龄值十分发散,最大值与最小值分别为857.1和203.4Ma,它们与其余4件玄武岩样品49个SHRIMP锆石测点年龄一同构筑了涵盖各个地质时期几乎贯穿整个地质时间的复杂年龄谱。位于华北克拉通中部区域南太行山造山带的东浮山、羊角和雪花山新生代玄武岩3件样品累计36个锆石测点形成的锆石年龄谱相对简单,其中35个测点的年龄集中在1719.9～2641.6Ma,唯一的古生代年龄(311.3Ma)出现在雪花山玄武岩7.1测点。位于华北克拉通东部裂谷带内山旺玄武岩6件样品27个测点的单颗粒锆石年龄构筑的锆石年龄谱形成3个集中时间段,分别为新太古代—古元古代(2595.4～1852.2Ma)、古生代(385.8～271.1Ma)和中生代(109.4Ma)。3个年龄谱中大部分单颗粒锆石U-Pb年龄均能在各自所处区域内发现与之对应的岩浆-热事件,部分单颗粒锆石年龄可能暗示所在区域至今未发现的岩浆热事件,托云、东浮山-羊角-雪花山、山旺新生代玄武岩的复杂单颗粒锆石年龄谱再造了各自所处区域的地质演化史。3个锆石年龄谱的复杂程度与各自区域地表出露岩浆岩的规模和期次复杂程度相关,天山造山带内岩浆岩发育,托云玄武岩锆石年龄普最复杂,记录了天山造山带的演化,而华北克拉通中部区域南太行山造山带地表零星出露岩浆岩,东浮山-羊角-雪花山玄武岩的锆石年龄普最简单。处于后期遭受破坏改造的华北克拉通东部裂谷带内的山旺玄武岩的单颗粒锆石年龄谱,其复杂程度明显低于托云玄武岩的年龄谱,而又高于东浮山-羊角-雪花山玄武岩的年龄谱。鉴于玄武质岩浆同化混染围岩过程中能量消耗和地球化学印记以及玄武质岩浆上升的耗时限制,认为托云、东浮山、羊角、雪花山和山旺新生代玄武岩中具有复杂年龄信息的锆石捕掳晶不是玄武质岩浆在快速上升过程中从围岩中捕获的,而是在岩石圈拆沉过程中进入软流圈地幔中,随着具原生岩浆性质的玄武质岩浆喷发到达地表。     

Threshold velocity for wind erosion: the effects of porous fences

Porous fence is a kind of artificial windbreak that has many practical applications. The threshold wind velocities at different distances downwind from porous fences were measured and the corresponding characteristics of particle movement observed to assess their shelter effect. It is found that the fence’s porosity is the key factor that determines the resulting shelter effect. The area near a fence can be typically classified into five regions, each with a different mode of particle movement. Dense fences, and especially solid fences, favor the accumulation of sand upwind of the fences. Fences with porosities of 0.3–0.4 produce the maximum threshold wind velocity; those with porosities of 0.3–0.6 (depending on the fence height) provide the maximum effective shelter distance. It is confirmed that the fence porosities of 0.3–0.4 that have been proposed for practical application in previous research are the most effective for abating wind erosion.     

大气中CO2浓度增加对我国农业生产的影响

本文分析了大气中ＣＯ２浓度增加的事实，原因及其发展趋势，结果认为，大气中ＣＯ２浓度上升对我国农业的发展产生了一定的不利影响。因此，为控制大气中ＣＯ２的上升，必须采取相应的有效对策。     

我国南方山地和丘陵的荒漠化问题

沙漠化问题及其带来的巨大危害与后果已经引起人们的关注。然而, 我国南方许多山地与丘陵区正在广泛、迅速发展的山地荒漠化和谷地沙石化过程, 同样不能忽视。它使这些地区的自然环境变劣、生态平衡严重失调, 土地退化和生产能力衰退或枯谒, 最终导致整个自然环境向恶性循环发展的严重恶果。我国南方山地荒漠化和谷地沙石化的土地面积估计约1.0-1.3亿公顷。主要分布在云南、四川、贵州、江西等十多个省(区), 其中云南的小江流域, 四川的金沙江河谷及岷江上游; 广西的南流江一带, 江西的兴国县和鄱阳湖区等尤为严重和典型。我国南方山地荒漠化的主要原因是人类不合理的经济活动所引起, 而不利的气候和特殊的地质、地貌条件促使其不断加剧和扩展之势。     

北半球500百帕极地环流与厄尔尼诺、南方涛动及我国气温场的遥相关

本文用1951—1984年的资料对500百帕、65°N以北的高度场作自然正交展开,用模糊聚类对典型场归类。指出,极涡月平均场有三种形态,1月份平均场形态较特殊;大尺度距平场也有三种形态,4月份距平场形态较特殊。此外,研究了典型场的时间权重系数与厄尔尼诺、南方涛动的关系。指出,厄尔尼诺现象发生的当年4月、10月极地大尺度距平场有明显的异常特征。这种极地环流异常已明显影响到我国4月份、10月份的气温场。因而,可能是厄尔尼诺年我国气温4月偏低、10月偏高的一个重要原因。     

几种统计预测方法对1998年南京降水的跨季节预测试验及分析

对1998年南京降水分别设计并开展了求和自回归滑动平均（Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA）模型预测、经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）预测和基于Hilbert变换（HilbertTransformation,HT）的幅频分离预测等3种跨季节统计预测试验。结果表明：ARIMA模型预测结果存在明显的系统性误差且对夏季的降水突变现象预测困难;EMD分解预测的结果虽在降水演变趋势上有明显提高,但仍未能预测出夏季的强降水突变现象,究其原因可能是对高频分量预测效果不好所致;而基于Hilbert变换的幅频分离预测方法能够对各模态分量的瞬时频率和瞬时振幅实施隔离预测,消除两者的相互影响,显著改善高频模态的预测效果,使得最终预测结果最为理想,不仅具有最高的趋势相关性和最小的偏差,而且还较好地预测出了夏季两次强降水过程。不仅如此,在对2003年的降水预测验证中,基于Hilbert变换的幅频分离预测方法同样具有最好的预测效果,表明该方法预测效果较为稳定,为改进跨季节短期气候统计预测技术提供了一个新思路。