计算非均匀地表通量的一种简化PDF及其应用

提出描述地表非均匀特性的简化概率密度函数（PDF），它可代替各种具体的PDF用于求解次网格尺度平均通量而不影响其精度，这种简化PDF可直接加入陆面过程模式方程组中进行陆－气通量交换的数值试验。它对非均匀地表陆面过程参数化具有一定的普适性。本文仅讨论了对称分布的简化计算（非对称分布另文讨论），列举了非均匀分布的观测事实，并以地表净红外辐射通量计算为例，详细验证了应用这种简化PDF的可行性和可靠性。     

LAS在西北干旱区荒漠均匀下垫面的观测研究

利用“古浪非均匀近地层观测试验”的仪器平行对比观测部分试验数据,首先分析荒漠均匀下垫面大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer,LAS)光径线上等间距架设的4台涡动相关仪(Eddy Covariance System,EC)观测的摩擦速度和感热通量的一致性.然后,基于4种不同下垫面建立稳定度普适函数分析,利用4台EC观测摩擦速度平均值,计算了LAS观测区域的感热通量,进而比较了LAS和EC两者观测值的差异.结果表明,4台EC观测的摩擦速度与感热通量一致性好,摩擦速度的差别＜10％,感热通量的差别在10％左右.4种稳定度普适函数计算的LAS区域感热通量在白天、夜晚与EC观测平均值变化趋势一致,但计算值偏大;TAG (Thiermann and Grassl)稳定度普适函数计算值与EC观测平均值较接近.其主要原因除不同下垫面试验所得稳定度普适函数的差异外,Kipp&Zonen LAS所测感热通量的系统性偏高不可忽视.     

二维能量平衡模式中大气温度对二氧化碳增温效应的响应

利用一个考虑了辐射能传输的二维能量平衡气候模式,解析地分析了二氧化碳浓度改变后冰界纬度的变化,得到了冰界纬度随CO2浓度变化的关系以及全球平均温度的变化曲线.结果表明,当CO2浓度由工业革命前的280×10-6增加到700×10-6时,冰界仅后退(北半球向北)几个纬度;当CO2的浓度继续增加时,冰界纬度会加速向极地退缩,直至出现全球无极冰覆盖的现象.同样地,当CO2浓度由280×10-6增加到700×10-6时,全球地表平均温度虽然在增加,但增加的速率很小,并且增加的速率在减小,而当大于700×10-6之后,温度增加的速率会快速增大,温度将加速上升.对不同反照率进行敏感性试验,发现当反照率从0.1到0.32时,结果并没有显著地改变,即结果对反照率的变化并不敏感.这一计算结果表明,在目前的状态下,由CO2引起的增温作用似乎处于变化很小的准饱和状态,即目前气候不会因为CO2浓度的增加而迅速变暖.较为实际的情形可能是大气温度在缓慢增加到一定程度后才会迅速升高.这并不意味着可以忽视CO2的增温效应,因为根据计算结果,这个临界值大概在700×10-6左右,当CO2浓度增加到超过临界值之后,气温会剧烈上升,气候将会处在一个非常温暖的阶段.     

大连市小平岛地热资源潜力研究

在明确小平岛地质背景的基础上,分析地热地质条件并判断地热资源类型,结合已有两眼井S1、S2数据资料,采用热储法对其地热资源进行潜力评估。结果表明,大连市小平岛地区为深层传导型地热资源,该区桥头组及长岭子组上部为良好地热盖层,长岭子组下部及南关岭组上部(2 100~3 300 m)为该区热储层,热储体面积为7.3 km2。单井涌水量可达600~800 m3/d,水温可达50℃~60℃,地热资源量约为4.88×1011kcal,折合标准煤为6.97×107t,可开采的地热资源量约为7.32×1010kcal。     

河北省遵化市汤泉地下热水赋存特征

汤泉的地下热水历史悠久,人们利用其自然出露的温泉进行洗浴、疗疾已有上千年的历史。其地热资源类型为基岩裂隙型地下热水,热水区的分布受断裂构造控制明显,地温场在平面和垂向上表现为温度不均一。不同方向、不同规模的断裂构造,成为地下热水赋存场所和深循环通道,深部热水沿断裂构造交汇部位上升,形成浅层地下热水异常区。     

干旱区典型绿洲热场分布规律研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

 全球气候变暖给整个地球的生态环境带来巨大的影响,在全球气候变暖背景下,绿洲热场的变化严重影响绿洲的生态稳定性,利用遥感卫星影像来监测热场分布规律具有很强的现实意义。采用Landsat7 ETM+热红外波段定量反演晴空状态下干旱区典型绿洲地表真实温度,运用影像叠加分析、直方图比对、缓冲区分析、空间自相关分析及剖面线分析方法,分析其热场分布规律。结果表明,绿洲热场分布具有显著的正的空间自相关特性,Moran’s I值为0.5489,z检验值为48.44,同时呈现出显著的局部空间集聚现象; 就全局而言,热场分布规律为水体温度<耕地温度<林草地温度<城镇温度<裸地温度<盐碱地温度,均温分别为21.65 ℃、27.86 ℃、35.59 ℃、36.52 ℃、40.06 ℃、42.07 ℃; 就局部而言,盐碱地温度低于周边裸地温度,盐碱地平均温度比周边300 m、900 m、1 500 m缓冲区裸地的均温分别低0.59 ℃、0.44 ℃、0.26 ℃。水体、城镇、盐碱地、裸地的温度波动较小,热力景观单一,热场分布均匀,而耕地和林草地的温度梯度大,热力景观复杂多样,热场分布极不均匀。绿洲荒漠交错带的面积较大,它可以降低荒漠对绿洲的热力侵蚀,对保护绿洲有重要作用。     

异常热作用对油藏中原油的影响——以塔里木盆地塔中18井为例

塔里木盆地塔中18井揭示了一个94m厚的侵入岩体侵入到志留系砂岩中,在侵入岩体异常热作用下,砂岩中原来存在的原油变成了黑色的碳质沥青,沥青反射率高达3.54%,已到了非常高的热演化阶段.塔中18井碳质沥青的C27,C28和C29甾烷分布特征与邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井同层位的样品较为一致,仍保留着"V"字型分布的特征,仍能作为有效的油源对比标志,并表明其油源为中-上奥陶统烃源岩;但萜烷类的一些油源对比参数与邻近井相比已经发生了较大的变异,不能再用作油源对比标志.邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井样品氯仿沥青"A"碳同位素δ13C值位于?32.53‰~?33.37‰之间,属于塔里木盆地正常古生界海相原油范畴,但塔中18井异常热作用下形成的碳质沥青碳同位素δ13C值位于?27.18‰~?29.26‰之间,具有明显偏重的特征.饱和烃组分上,塔中18井碳质沥青的饱和烃中含有相对较多轻烃组分(nC14~nC20),轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于4.56~39.17之间,而邻近的塔中11等井轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于0.85~1.92之间;塔中18井饱和烃还具有强烈的偶碳优势,OEP(奇偶优势指数)值位于0.22~0.49之间,而邻近的塔中11等井不具有明显的偶碳优势或奇碳优势,其OEP值位于0.88~1.05之间.另外,由于异常热作用下含烷基的芳烃化合物的脱烷基化作用和芳环的稠合作用,塔中18井与邻近的塔中11等井相比,含有相对较高的不含烷基取代基的芳烃化合物(如菲等)和相对较高的多环芳烃化合物(如甾蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并荧蒽等).     

大别造山带140～85 Ma热窿伸展作用

区域热年代和差异冷却特性表明, 140～85 Ma大别造山带进入热窿伸展作用时期, 由此引发基底广泛熔融、北淮阳剧烈火山喷溢以及合肥盆地断陷等过程. 这次热窿事件包括强热伸展阶段(140~105 Ma)和晚期衰退阶段(105~85 Ma). 在强热伸展阶段, 热窿区集中在大别/红安地块, 并以大别地块热窿作用最为强烈, 某种意义上可将红安地块视为大别热窿翼部. 大别热窿构造包括麻城-岳西热轴、穹核组合及其外围翼部, 热轴平行造山带延向展布, 北淮阳与高压/超高压(HP/UHP)岩石构成下滑翼部, 岳西、罗田热窿核分别占据麻城-岳西热轴东、西两端, 它们最终成型时代不一致. 热窿伸展进程伴随着大别强热中心沿着麻城-岳西热轴迁移摆动, 如果将热窿事件与造山带根部拆沉相联系, 这种拆沉作用应以间歇性、迁移性、规模性与区域差异性为特征. 在伸展衰退阶段(105~85 Ma), 大别造山带仍显现穹状热窿布局, 但其伸展强度、岩浆活动显著减弱. 解析热窿伸展作用, 对于认识大别HP/UHP岩折返模型、"南北大别界限"以及造山过程机理具有重要启示意义.