有机酸对长石溶解度影响的热力学研究

为明确认识有机酸（草酸、醋酸）对长石溶解度及储层次生孔隙发育的影响，本文利用热力学方法，计算了不同温度、酸度下钾长石在含有醋酸根0.05mol/L、草酸0.0055mol/L的溶液中的溶解度及草酸和醋酸对溶液酸度的影响，计算的结果表明醒酸根与铝的络合作用只发生在偏酸性的溶液体系中，并且随温度升高要求酸度增加，实际的络合能力降低，醋酸根的络合作用对长石溶解度的增加作用极及有限，最高时不足一倍；但醋酸能有效地缓冲溶液酸度，从而提高长石溶解度。草酸根与铝的络合作用发生在弱碱性至酸性条件下，温度升高，络合能力增加，络合效应对长石溶解度，草酸根上铝的络合作用发生在弱碱性至酸性条件下，温度升高，络合能力增加，络合效应对长石溶出量的增加最多可达2个数量级以上，草酸的浓度太低无法通过缓冲溶液在较高的酸度下来促进长石的溶解，草酸和醒酸能否促进储层次生孔隙的发育取决于盆地流体的酸度及组成流体的缓冲体系。     

精确制备不同含水率岩石试样的化学热力学方法

在岩石力学试验研究中,常常需要精确制备不同含水率的岩石试验样品,而目前的方法尚难以保证所需的精度。为此,提出一种精确制备不同含水率岩石试样的方法,其基本原理是将欲制备的岩石试件烘干或饱水后放置于恒湿环境中,烘干样或饱和样会逐步吸湿或去湿而增加或减小重量,其含水率逐步增加或减小,直至稳定,最终得到稳定、均匀、含水率各异的试验样品,而其中的关键是如何获得一个稳定的恒湿环境。基于化学热力学中单组分的气-液平衡理论,提出了一种稳定恒湿环境的获取方法,其基本原理为：由于岩石中组分水的化学势与恒湿环境中的水气的组分水的化学势在起始阶段不相等,因此,二者中的水气压力也不同,必然有组分水的迁移;当岩石中的水气压力大于恒湿环境中的水气压力时,水便从岩石中迁移至恒湿环境中,使岩石失水,而当岩石中的水气压力小于恒湿环境中的水气压力时,水自恒湿环境中迁移至岩石中,使其含水率增加,直至二者中的水气压力平衡,即可得到某一特定含水率的岩石样品。这样制备的岩石样品满足化学热力学平衡的要求,其含水率内外一致,上下相同,是含水率均匀分布的合格样品。该方法还能制备其他方法无法实现的含水率相差甚微的岩石试件,也可直接应用于精确制备不同含水率的土样。     

热液中铅、锌、银共生分异的热力学探讨

通过元素基本性质的对比以及热力学计算分析，探讨了热液中银、铅、锌的共生分异机制。在酸性至近中性条件下，氯配合物是它们在热液中的存在形式，其中锌氯配合物最稳定；在近中性到碱性条件下，硫氢配合物占主导地位，此时，银硫氢配合物相对最稳定。温度下降、[Cr]降低、pH升高及f(O2)降低，引起银、铅、锌配合物溶解度减小，发生沉淀分离；对于硫氢配合物，其稳定性主要受pH及还原硫浓度的影响。因此，配合物的不同存在形式以及配合物稳定性之间的差异，使得它们对热液条件的改变做出不同的响应，从而导致了热液中银、铅、锌在成矿过程中的共生分异。     

用雷达观测资料改进MM5初始场的初步试验研究

采用同时调整热力学和动力学变量，并考虑湿度与温度的变化相协调的初始化方法，引进雷达资料改善MM5模式的初始场。试验结果表明：经过优化处理的初始场，显著提高了模式对降水特别是甚短时(0～6h)降水的落区和量的预报准确率。其中调整热力学变量对改进降水落区预报比动力学变量的调整更为重要。     

海盐气溶胶影响酸碱气体及无机盐气溶胶的敏感性试验

利用热力学平衡模式ISORROPIA及与之耦合的气相化学模式,通过两类敏感性试验,探讨了海盐气溶胶、相对湿度、温度对3种无机盐（硫酸盐、硝酸盐、铵盐,包括液态和固态）和3种酸碱气体（氨气、气态硝酸、氯化氢）浓度的影响,以及不同海盐气溶胶浓度对热力学平衡的影响。试验结果表明,海盐浓度相对较低、相对湿度达到0．4～0．5以上、温度在-10～15℃之间时对各物种的平衡浓度影响比较显著。温度升高抑制硝酸盐、铵盐的生成,同时引起气态硝酸、氨气和氯化氢浓度的增加。而湿度升高时对硝酸盐、铵盐的生成有促进作用,反而造成气态硝酸、氨气和氯化氢浓度的降低。海盐气溶胶、相对湿度及温度的变化对硫酸盐气溶胶没有影响。在热力学平衡中如果考虑海盐气溶胶（主要成分NaGl）的作用会使得硝酸盐气溶胶、氨气浓度增加,而硝酸气体、铵盐气溶胶浓度减小,其中硝酸盐和气态硝酸的改变最为明显。由于海盐气溶胶和硫酸、硝酸的反应,产生了氯化氢气体,造成海盐气溶胶的氯亏损现象。     

地洼盆地砂岩铜矿床成矿作用的化学动力学和热力学研究

对我国南方中新生代地洼盆地中的砂岩铜矿床进行了化学动力学与热力学的理论与实验研究。矿源岩中以辉铜矿和黄铜矿最有利于溶解和迁移，ＮａＣｌ对Ｃｕ的溶解和含矿流体的形成起了催化作用。溶液中Ｃｕ以络合物的形式迁移，其中以一价铜氯络合物为主；温度的降低和溶液中性化导致了络合物的失稳、分解和铜矿物的沉淀。铜矿物的化学动力学和热力学制约了砂岩铜矿中以辉铜矿为主及矿床分带的形成。     

A Closure Study of Aerosol Hygroscopic Growth Factor during the 2006 Pearl River Delta Campaign

Measurements of aerosol physical, chemical and optical parameters were carried out in Guangzhou, China from 1 July to 31 July 2006 during the Pearl River Delta Campaign. The dry aerosol scattering coefficient was measured using an integrating nephelometer and the aerosol scattering coefficient for wet conditions was determined by subtracting the sum of the aerosol absorption coefficient, gas scattering coefficient and gas absorption coefficient from the atmospheric extinction coefficient. Following this, the aerosol hygroscopic growth factor, f(RH), was calculated as the ratio of wet and dry aerosol scattering coefficients. Measurements of size-resolved chemical composition, relative humidity (RH), and published functional relationships between particle chemical composition and water uptake were likewise used to find the aerosol scattering coefficients in wet and dry conditions using Mie theory for internally- or externally-mixed particle species [(NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, NaCl, POM, EC and residue]. Closure was obtained by comparing the measured f(RH) values from the nephelometer and other in situ optical instruments with those computed from chemical composition and thermodynamics. Results show that the model can represent the observed f(RH) and is appropriate for use as a component in other higher-order models.     

用热力学第二定律改进MM5V3的初步尝试

针对当今的数值预报模式中存在若干与热力学第二定律不符的问题，本文着重讨论了将该定律引入数值预报模式的必要性，并通过已引入和未引入第二定律的中尺度数值模式MM5V3两者之间的对比试验来验证在数值预报模式中引进热力学第二定律的可行性。     

一次强沙尘暴的近地层气象要素及内部热力、动力结构特征

针对2009年4月23-24日出现在我国内蒙古中西部的一次强沙尘暴天气过程,利用专门组织观测实验得到的加密探空资料、地面自动观测站资料和其他常规观测资料,深入分析研究了此次沙尘暴发生前后及发生期间,近地层气象要素变化及其内部热力、动力结构特征变化.结果表明,1）沙尘暴发生前,大气的温度垂直递减率大,湿度较大,近地层风速小,风向偏东;在沙尘暴发生期间,大气中出现逆温现象,大气湿度很小,各层风速明显增强,风向偏西且稳定;之后,低层温度显著下降,大气湿度迅速增大,各层风速减小,沙尘暴天气结束.2）沙尘暴发生前,大气层结是条件不稳定的,在沙尘暴过境时,低层大气层结是稳定的,在800600 hPa之间大气层结是中性的,此时低层大气干燥,而在沙尘暴移出测站后,湿度明显增大,因此,“3θ”曲线可以为沙尘暴的监测和预报提供一个有价值的参考数据.3）沙尘暴爆发时的螺旋度是所有观测时次中的最大值,螺旋度与沙尘暴的强度在时间上具有良好的对应关系,即螺旋度越大,对应沙尘暴越强.4）此次强沙尘暴的形成与发展不仅受到环境风速的影响,沙尘暴内部的切向旋转速度和垂直运动速度也对其起到重要的作用.     

数值预告中的两个不等价约束

指出积分型的位温守恒与熵守恒仅仅在绝热假设的条件下才是两个等价的积分型约束。对于非绝热大气，积分型的位温守恒代表位温算术平均值不变。热力熵的守恒等价于位温的几何平均值不变。这两者含义并不同，而且它们是不等价的。先前研究显示的位温服从Gamma分布表示大气同时满足位温的算术平均、几何平均守恒条件。因而我们建议在数值预告的非绝热模式中同时采用位温守恒与热力学熵守恒两个约束。