利用GRACE重力卫星观测数据反演全球时变地球重力场模型

本文基于短弧长法开发了一套由低轨卫星数据解算重力场的系统ANGELS（ANalyst of Gravity Estimation with Low-orbit Satellites）,成功用GRACE Level1B数据解算出全球时变重力场模型（第一版IGG-CAS系列模型）,并与国际三大知名重力卫星相关研究机构：美国德克萨斯大学空间中心CSR （Center for Space Research）、德国GFZ地学研究中心（GeoForschungsZentrum）和美国宇航局JPL喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）发布的全球时变重力场模型（RL05模型）进行了详细的比较分析.通过每阶大地水准面差距的对比结果表明,IGG-CAS模型的精度接近RL05模型的精度.对以上四家机构在2004-2010年的时变重力场模型经过相同的去条带和高斯滤波处理,可以发现四家GRACE反演陆地水时变信号的空间分布十分接近,在长江流域反演的陆地水时变信号,两两之间的相关系数均大于0.8.通过反演撒哈拉沙漠干旱地区的时变信号来评估反演的精度水平,IGG-CAS、CSR-RL05、GFZ-RL05和JPL-RL05反演结果的均方差分别为1.5 cm、1.1 cm、1.1 cm和1.2 cm等效水柱高.综合表明IGG-CAS时变重力场反演模型的精度接近于目前国外主要机构最新公布的时变重力场模型.     

电离层加热实验中超强电子密度增强特征

2011年11月利用欧洲非相干散射雷达协会(EISCAT)的大功率加热设备和诊断设施开展了挪威高纬度地区电离层加热实验. 在此次加热实验中, UHF雷达探测到了十分明显的电子密度增强现象, 反射高度附近电子密度最大增幅可达269.3%, 而在远离谐振区的300~500 km及以上高度的增幅也可达30%~50%. 通过对加热前后离子线谱和数据残差的对比分析, 表明300~500 km的电子密度增强是真实可信的, 在如此大的空间范围出现增幅如此大的电子密度增强特征实属罕见. 另外通过对等离子体线谱的分析, 得到了等离子体线双谐振峰结构, 本文利用电子的速度分布函数和等离子体线谱之间的关系, 对加热实验中观测到的等离子体线谱进行了仿真, 提出了超热电子是引起本次电子密度增强的可能机制. 并利用仿真中所使用的超热电子速度参数对超热电子的电离能力、横向和纵向自由程进行了计算, 最终验证了所提出的物理机制的合理性.     

砂岩的高温损伤与模量分析

通过定义砂岩试样压缩破坏过程的4个阶段模量,对高温（25℃～1 000℃）后砂岩压缩破坏的应力-应变全过程进行定量研究。分析砂岩高温后的模量特征和超声特性,并基于压缩模量定义高温作用后砂岩试样的热损伤因子,对不同温度作用后的砂岩试样进行损伤分析,发现高温后砂岩压缩破坏具有明显的阶段性特征;4个阶段的阶段模量随温度的变化规律各有不同;压密模量与纵波波速具有很强的相关性;基于压密模量定义的高温后砂岩试样热损伤因子避开了基于纵波波速定义方法,未考虑温度对密度和泊松比影响的缺陷,更具科学性;25～200 ℃温度区间内砂岩试样热损伤对温度最敏感。研究成果对高温环境岩石工程具有一定的指导意义。     

珠江口盆地恩平凹陷断层特征及其对新近系油气成藏的影响

断层是油气纵向输导的主要通道,其发育特征与断圈的油气成藏有着密切的联系。通过分析恩平凹陷断层特征,将该区断层划分为2个断层系统4类不同活动期次的断层,并系统研究了断层的构造样式、活动性和封闭性对本区新近系油气成藏的影响。结果表明：恩平凹陷新近系发育7种构造样式,控制着新近系各二级构造带圈闭发育类型,翘倾半背斜和背斜是该区最有利的成藏类型;长期型断层和晚期型断层是本区主要的控运断层,在油气运聚与成藏中断层具有通道和封堵的双重作用,其封堵性制约了油气烃柱高度,而活动性主导了新近系油气富集程度,且断层生长指数为1.09是该区控运期断层纵向输导成藏的临界值,随着控运断层活动性增大,断层纵向输导能力增强,新近系圈闭成藏的概率越高。     

一种新型9加速度计无陀螺惯导系统解算方法

提出了一种新型的9加速度计无陀螺惯导系统配置方法,由角速度平方的开方运算求得角速度数值,由角加速度积分求得角速度正负号,两者组合求解角速度,能消除角速度解算时的积分迭代误差。三维的角速度平方、角加速度和线加速度均作为9个独立变量参与系统解算,且仅由9加速度计输出的线性组合得到,解算简单,计算量小,能避免"除零"错误和耦合误差;同时,加速度计数目是该类解算方法中最少的。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

TEQC在GPS控制网数据预处理中的应用

针对高精度的大型GPS控制网批量处理GPS测量数据以及对GPS数据质量的快速检核这一问题,介绍了TEQC数据预处理软件,可以方便地对多种数据进行预处理及质量检查;并结合一项GPS控制网工程中的实测数据,证明了该软件的有效性,且具有一定的研究价值。     

美国干热岩"地热能前沿瞭望台研究计划"与中美典型EGS场地勘查现状对比

美国能源部正在实施干热岩“地热能前沿瞭望台研究计划”(FORGE计划)。它是以经典干热岩定义的干热岩勘查开发为约束,通过增强型地热系统(EGS)示范工程建设实践,形成新一代EGS试验平台。美国本着“可复制的结果=巨大的潜力”的理念,实现干热岩勘查开发技术新突破,以满足美国1亿家庭绿色电力供应为实际应用目标。中美典型EGS场地勘查现状对比结果表明：犹他州米尔福德与青海省共和县恰卜恰两个典型EGS场地具可比性,大致处于“并跑”的水平;在天然裂隙系统、原位地应力场、压裂参数获取与压裂方案制定等方面,米尔福德EGS场地有所超前。据此建议有关部门加快青海省共和县恰卜恰EGS场地进入勘查开发阶段,以提高我国干热岩勘查开发技术水平,早日实现EGS工程化。     

柴达木盆地扎X井区上新统下油砂山组Ⅳ油层组成岩作用研究

柴达木盆地扎X井区目前是扎哈泉区块产量的主要贡献区,也是后期建产重要的潜力区。通过对X井区上新统下油砂山组Ⅳ油层组综合研究,认为其属于中孔中低渗储层,处于中成岩阶段A期。压实作用对储层物性的影响较小,胶结作用是孔隙减小的主要原因,溶蚀作用对孔隙的增加有一定的建设作用。     

准噶尔盆地白垩纪——新近纪地层颜色韵律与古环境和古气候演化

准噶尔盆地南缘白垩纪—新近纪发育大型陆相浅水湖盆,干湿与冷暖气候频繁交替,形成了多套色彩斑斓的“五彩”地层,如灰色、灰绿色、灰白色、酱红色、红褐色、砖红色、紫红色、土黄色等。研究表明:地层颜色具有很好的沉积环境指示意义,如颜色指标L^*(黑白),a^*(红绿)以及b^*(蓝黄)可以明显区分不同的水下与水上沉积环境(如水上河流—三角洲相、泛滥平原、山麓—冲积扇相等,水下半深湖相、滨浅湖相等);地层颜色演化序列可以很好地指示白垩纪—新近纪古气候的演化过程。红色沉积物既可以形成于干旱炎热的陆上氧化环境,也可以形成于相对还原的水下环境:“陆上红”如东沟组砖红色砂泥岩、紫泥泉子组紫红色泥岩、沙湾组褐红色—土红色泥岩等,40>L^*>52,8>a^*>18,12>b^*>22;“水下红”以呼图壁河组酱红色块状泥岩为特征,35>L^*>45,2.5>a^*>4.5,5>b^*>9。早白垩世准噶尔盆地相对温暖湿润,湖泊广泛分布,颜色指标L^*(黑白)最低值接近15,a^*值介于-5~5之间,指示深灰色—灰黑色泥岩形成于还原环境。晚白垩世地层颜色指标中a^*达到了最高峰(15~25),表明准噶尔盆地气候开始出现干旱炎热趋势;古近纪始新世—渐新世,a^*与b^*值同步变化,出现了明显的负漂趋势(7~15),表明气候逐渐变冷;新近纪a*值出现新低(5~9),而L*值也接近70,表明气候持续变冷。综上所述,白垩纪末期以来,准噶尔盆地受全球气候变冷和青藏高原隆升共同影响,干旱化程度不断加强,地层颜色比较完整地保留和记录了古环境与古气候的发展演化过程。因此,系统的颜色测量和分析可以为恢复与重建中新生代沉积环境与古气候演化提供重要依据,对于探究新生代以来全球气候变化规律也具有重要意义。     

利用多年卫星测高资料研究南海上层环流季节特征

利用10年高精度卫星测高海面高异常网格资料,联合EGM96稳态海面地形模型,构成南海海域合成海面地形的时间序列,并计算了各个时期的南海表层地转流场. 利用卫星跟踪漂流浮标观测结果与相应时期南海地转流场进行对比验证,结果显示本文结果可以很好地反映南海海域一些中小尺度的环流特征. 根据南海各季节多年平均表层环流场结构,对南海环流周年变化规律和季节特征进行了初步的探讨. 研究结果表明,南海表层环流始终处在不断演变过程之中,在时间和空间上都表现出明显的多尺度特征.