WRF/Chem模式中两种起沙参数化方案对东亚地区一次强沙尘暴过程模拟的影响

利用耦合了GOCART和Shao04两种起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2002年3月19~22日发生在东亚地区的强沙尘暴过程进行模拟,着重考察了不同起沙方案对沙尘暴过程模拟的影响。结果表明,耦合了两种不同方案的WRF/Chem总体上均能较合理地模拟出主要的起沙区域、起沙强度的变化以及沙尘浓度的时空演变特征,模式对沙尘源地附近及下游地区地面沙尘浓度时间变化特征的模拟与站点观测结果也十分接近。但总体说来Shao04方案对沙尘起沙的发生以及强度变化过程具有更好的模拟能力,该方案模拟的沙尘浓度与观测更为一致,整体性能要优于GOCART方案。进一步分析发现,由于GOCART方案中采用的临界起沙风速偏小,导致该方案下模拟的沙尘分布范围偏大;另外该方案忽略了蒙古东南部和内蒙古中东部的潜在沙尘源地,从而使得耦合了GOCART方案的模式未能模拟出上述区域的起沙过程,使得该区域及下游地区模拟的沙尘浓度也偏小。但在塔里木盆地,Shao04方案计算的起沙通量偏小,这可能与Shao04方案未能考虑风速较小情况下空气拖曳力夹卷作用对起沙的影响有关,也可能与该方案中采用的土壤质地数据不准确有关。     

东北冷涡引发的强雷暴个例分析

2013年6月3日辽宁省境内出现剧烈的雷电活动,在17 h内观测到落雷14 103次。使用静止卫星和多普勒雷达探测数据显示雷暴系统的发展特征,计算了该过程中辽宁省境内单位面积落雷密度,并对雷暴的生成环境和WRF-3.5.1模拟的雷暴云中冰晶、霰和雨滴等粒子数浓度的空间分布状态进行了探讨。结果表明:低空急流为雷暴过程的发展输送暖湿空气,形成强烈的对流运动;高空急流右侧和右前侧的下沉干冷空气进入0~-20℃雷暴云起电层区域,东北冷涡高低空急流形成的强垂直风切变造成雷暴云体上下出现较大角度的倾斜,高频次负地闪的发生与雷暴云体倾斜造成的特定电场结构有关;负主电荷积累区域和落雷区出现在上升气流较弱的带负电粒子沉降区域。     

辽西北沙化土地起尘量估算及对沈阳大气环境影响的初步研究

辽西北沙化土地面积约为12368 km2。在大风条件下,沙地扬起大量沙尘,在本地和大风经过的地带形成沙尘天气。利用US EPA推荐的地面起尘的半经验公式,估算了辽西北沙地地面尘的排放总量和各季节的排放量。结果表明:辽西北地区起尘量(PM50)为1.38×105t/a,春季起尘量占全年的70.2%。同时以2004年气象资料和空气质量监测数据为基础,利用CALPUFF模拟系统对沈阳市空气质量进行模拟。定量解析了辽西北沙地可吸入颗粒物(PM10)对沈阳空气质量的贡献率,贡献率较大主要集中在春冬季,年平均贡献率为26.9%。%。     

多普勒雷达基数据在短时对流天气数值预报中的应用

ARPS模式中原本有处理多普勒雷达Lev-Ⅲ资料的模块,但在一个雷达测站只处理4个仰角的径向风和反射率的资料。在此基础上,进行修改扩充将我国20世纪末、21世纪初全国布网的新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ全部14个仰角的原始径向风和反射率资料应用于ARPS模式。对我国2003年7月一次特大暴雨过程的个例研究表明,初始时刻加入多普勒雷达基数据的数值模拟,能改善短时0～12h的降水范围、强度和降水中心的预报结果。即使在目前雷达初始化数值模式预报低谷区的3～4h处,仍表现出较好的预报水平。因此,本文认为使用多普勒雷达资料初始化中尺度数值模式,能够弥补“spin-up（起转）”带来的副作用,表现在开始预报的第1h,就预报出雷达估计回波的强中心和大致分布,并且预报出与实况接近的降水;改变了由“spin-up”引起的回波估计预报延迟和预报前期没有降水的现象。且试验表明提高数值模式分辨率,可以使多普勒雷达资料弥补“spin-up”副作用的能力更明显。多普勒雷达资料应用于数值模式之所以有这种能力,是由于从多普勒雷达资料可以得到云和降水场的信息,一方面为模式微物理变量提供初值,填补了初始时刻云微物理量的空白,使随后的微物理量演变进程更加合理化,从而对降水预报产生正面影响;另一方面,为中尺度模式的非绝热初始化提供对流尺度数据源,对潜热、动力场和湿度进行调整,有效地实现模式的“hot—start（热启动）”,缩短了“预热”时间。     

掺砂率对膨润土与砂混合物膨胀特性的影响

膨润土与砂混合物的膨胀特性是评估核废料深层地质处置工程长期性能的重要指标。对比不同膨润土及其与砂混合物的膨胀试验结果可知,对纯膨润土及其低掺砂率混合物,浸水膨胀完成后蒙脱石孔隙比em与竖向应力?v在双对数坐标内呈惟一的线性关系,利用该线性关系可预测浸水完成后不同竖向应力下的体积变化量及不同初始状态对应的膨胀力;对高掺砂率混合物,在砂骨架形成之前,em-?v线性关系成立,随着竖向应力的增大,砂骨架形成,对应的em值脱离em-?v线性关系,混合物中掺砂率越大,脱离该线性关系时的竖向应力就越小。砂骨架形成前,砂颗粒被蒙脱石包围,外力由蒙脱石承担,最终变形量由试样中单位体积蒙脱石的含量决定;砂骨架形成后,竖向应力最终由砂骨架和蒙脱石共同承担。利用砂骨架孔隙比的概念可确定各种不同掺砂率混合物形成砂骨架时的应力起偏点。同时,还可确定混合物能够形成砂骨架的掺砂率范围。     

巴楚隆起北缘吐木休克断裂活动期次再认识及其对油气勘探的启示

吐木休克断裂是塔里木盆地西部的一条大型基底卷入断裂,构成塔里木盆地次级构造单元阿瓦提凹陷和巴楚隆起的边界,由于断裂附近大量地层的缺失,难以确定断裂活动时间。通过对吐木休克断裂带典型地震剖面的系统解释,根据剖面特征,将其自西向东划分为5段,结合区域构造背景、沉积地层展布特征及其接触关系,重新厘定了吐木休克断裂的活动期次。结果表明吐木休克断裂具有多期活动特征,晚加里东期已开始逆冲活动,早侏罗世—早白垩世时期发生大规模冲断活动,巴楚隆起北缘构造在此时已形成雏形,喜山期为继承性冲断活动并最终定型。在此基础上建立了巴楚北缘油气成藏演化模式,认为吐木休克断裂上盘第一排构造带的碳酸盐岩圈闭及断裂下盘碎屑岩断鼻圈闭是下步有利勘探区带,关键是加强油气保存条件评价,巴楚北缘仍具有较好油气勘探前景。     

钻探用四角管塔地面安拆技术研究

四角管塔地面安拆装置可实现在地面完成安装、拆卸四角钻塔的工作。从塔架顶层开始安装,顶层安装好后用升降机顶起一定高度,再安装下面一层。由上而下一层一层安装,工人可在地面完成安拆工作,避免工人高空安装、拆卸,提高安装效率,减少安装成本,降低安拆风险。     

浅谈钻孔成孔后表层套管的起拔

文章介绍了钻孔表层套管的下入以及起拔方法,对所产生的经济效益进行了分析.     

湘西花垣-张家界断裂带构造变形特征与ESR定年

花垣-张家界断裂带作为雪峰山隆起带北西部的一条重要断裂带，其活动历史包含了隆起带很多的演化信息。对断裂带宏观构造、微观构造、ESR定年和流体包裹体测温的综合研究表明，其经历了挤压、伸展、走滑多期复合的演化历程，北西段的活动强度相对较强，中生代以来变形以浅部的脆性为主，并伴随了多次的低温热液活动。包裹体测温显示均一温度的众数值主要集中在120～150℃，180-200℃和270-330℃3个阶段。断裂带的石英脉ESR定年表明，其中生代以来剧烈活动时间处于燕山中-晚阶段（86-131．8Ma）。根据石英脉的野外产状和流体包裹体温度特征，结合前人资料认为雪峰山隆起带中生代从挤脏向伸展的转换时间应在131．3～120Ma之间，至110Ma年左右伸展作用趋于强烈。