西安市污染气象条件分析

利用西安市的现场气象观测资料及西安市观测站的实测资料，分析了西安市对大气污染物稀释扩散能力有重要影响地温度场、风场、大气稳定度等，结果表明：西安市冬季存在较为明显的热岛效应；接地逆温强度较低层逆温强度大；各时次地面风流型以S—SE为主，频率为11％～54％；冬季风速82．4％以上都小于2．9m／S，大于2．9m／s的风速出现频率很小，为5．3％；夜晚及凌晨以稳定类天气为主，中午前后以不稳定或中性天气为主。     

近40年高层温度场和高度场的时空变化特征

用4种方式对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958－1997年300hPa月均温度、100hPa月均高度资料序列进行对比分析，发现300hPa温度资料可靠性高于100hPa高度资料；详细考察近40a高层温度场、高度场的时空变化特征，并通过Morlet小波进一步分析两要素场的周期变化发现，温度场和高度场的EOF第1模态具有很好的空间整体民生和明显的年际和年代际变化，以10a左右和3a左右的周期为主要周期。     

冻土系统演化的热学分析

本文从热学原理和系统科学观点出发,论述了冻土热学的基本概念和冻土系统研究的学科框架.把冻土系统分为冻土工质系统、冻土层系统和冻土区域系统三个层次,分析了各个层次的基本运动形态和规律,根据各层次的特点给出了其热学唯象理论.热力学和统计力学分别从宏观和微观研究物质系统的热学性质.本文把热力学和统计力学的平衡态理论用于冻土Ⅰ质系统;把线性非平衡态理论用于冻土层系统;把非线性热力学和非线性统计力学的发展为解决冻土演化问题奠定了基础,以上几方面文中给出初步的讨论.同时从自然地理学和物理的交叉性出发,针对一些冰缘现象,力求为冻土学的理论与应用提供一幅物理学图景.     

激光辐照煤岩的热效应数值模拟分析

探究激光辐照煤岩的热效应,有助于理解激光作用于煤岩的成孔机制,从而为激光应用于煤层气水平钻进提供理论支持。基于传热学理论,建立了激光辐照煤岩的数学模型,通过多物理场仿真分析软件COMSOL Multiphysics对激光破岩过程中温度场分布情况进行数值计算,探讨了激光光束辐照在煤岩表面时激光功率、光斑半径及辐照时间等因素对激光作用于岩石的热效应影响。再考虑到煤岩在极高的升温速度下将发生相变,建立了其发生气体相变的数值仿真模型,对其气化后形成的烧灼孔进行模拟仿真。仿真结果分析表明,影响钻孔深度的主要因素是激光功率和辐照时间,影响孔口直径大小的主要因素是光斑直径,激光辐照煤岩的成孔机理主要是激光高温烧蚀成孔,如果用于实际钻进过程中将大幅减少固体岩屑,有助于降低排屑工艺的难度。     

拱北隧道管幕冻结法温度场数值计算

以港珠澳大桥珠海连接段拱北隧道为工程实例,研究管幕冻结法的温度场发展规律,基于二维多孔介质传热理论,采用有限元软件COMSOL对积极冻结期的实际工况进行数值计算,模拟结果通过现场实测验证,研究了温度场在异形冻结管开启前后的发展与分布规律。结果表明：冻结30 d时,实顶管完全被冻土包裹,并且顶管之间开始形成连续的冻土帷幕;冻结50 d时,空顶管被冻土完全包裹;冻结90 d时,实顶管和空顶管处冻土帷幕厚度达到2.0 m,满足设计要求。在异形冻结管开启前、开启后10 d内和开启后10~20 d内,两顶管间中点处温度测点的平均温度变化速率分别为-0.86℃/d,-0.88℃/d和-0.25℃/d,之后各测点温度趋于稳定,进而形成温度较为均匀的冻土帷幕。研究成果可为类似冻结工程提供技术参考。     

一次历史罕见的雨转暴雪天气过程分析

受强冷空气和低空切变共同影响,2009年2月12日17时至13日08时,集安市出现了历史同期最强的冬季大到暴雨天气,其它市县出现了历史同期最强的雨转暴雪天气过程,本文以常规气象资料及数值预报资料为基础,从大尺度环流特征、影响天气系统、雨转暴雪的前期气温分析、温度场结构特征、各气压层大气温度结构特征,动力条件及高低空急流配置、水汽条件、卫星云图等方面对此次天气过程进行分析。结果表明：本次强降水是产生在欧亚中高纬度呈-槽-脊经向环流形势下,500hPa北涡南槽、地面江淮气旋、850hPa切变线是主要影响天气系统：地面江淮气旋东移加强北上对雨转暴雪天气的形成和维持起到重要作用,2月12日最高气温上升到6～8℃,如此高温为通化地区降水积累了强大动力和能量来源,也是本次降水开始是雨原因。降水开始时我省的东南部受暖锋控制,降水以雨的性质为主,随着冷锋东移南下,我区自北到向南依次转为降雪。高低空急流的动力耦合作用、低空的西南急流水汽输送带从孟加拉湾、南海、东海、黄海带来异常充沛的水汽和强烈的辐合所产生的垂直上升运动是本次强降水的重要原因;低层北方冷空气与南方暖湿气流交汇使低层形成强锋区,为雨转暴雪的产生提供了动力。     

富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场研究

研究富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场分布规律,可为解决斜井冻结法凿井穿越富水砂层技术难点提供可靠依据。以陕北某斜井冻结法凿井工程为研究背景,通过室内物理力学试验、现场实测及有限元数值模拟相结合的方法,研究了冻结状态下砂土的热物理及力学特性,分析了斜井冻结法凿井期间冻结壁受力机制,深入分析斜井冻融过程中冻结压力变化规律及原因,对测温孔与冻结壁径向温度实测与数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明,随着温度降低,冻结砂土导热系数呈现出先增大后减小的趋势,且冻结温度对冻结砂土的内摩擦角影响较大;冻结温度、井筒埋深和地下水对冻结压力的影响较大;混凝土水化热对冻结壁的影响范围约为460~475 mm。研究结果可为富水砂层地区斜井冻结法凿井的优化设计和安全稳定性研究提供依据。     

利用各种数值预报产品的预报合成提前3—5天预报广西的大范围霜冻

综合利用欧洲中心、日本和T213等多家数值预报产品，根据以往广西大范围霜冻的预报和数值预报产品释用经验，以及各家数值预报产品的特长，选取了各类数值预报产品与广西大范围霜冻密切相关的要素和层次，并对所选取的数值预报产品的预报结果进行合成。     

考虑滑脱效应和温度场的煤层气渗流数值模拟

由于煤层气的解吸热效应,煤层气的运移过程是一个非等温过程。因此,温度场对煤层气渗流有着重要的影响。前人在研究煤层气渗流规律的研究中并没有同时考虑滑脱效应和温度场因素的影响,而在实际的深部开采中综合考虑滑脱效应和温度场的影响对研究深部煤层气运移规律有着重要的意义。因此本文建立了考虑滑脱效应及温度场的煤层气渗流数学模型,利用有限元数值方法研究了考虑滑脱效应和温度场耦合的煤层气运移规律;研究了考虑滑脱效应和温度场对压力场分布的影响;对考虑滑脱效应及温度场因素的煤层气产量进行了预测。得出了随着温度的升高煤储层的压力在降低,温度的升高对煤层气的产量有着负面的影响这一重要结论。     

油气成藏机理研究进展和前沿研究领域

随着地质工作者刻划和认识地下地质体构成、结构的能力及研究和预测沉积盆地能量场（温度场、压力场和应力场）及其演化能力的不断提高，以流体流动和油气运移为核心的油气成藏机理研究取得了重要进展：（1）证实了油气的优势通道运移并妆步提示了优势运移通道的微观和宏观控制机制，从而使基于油气运移路径三维预测的油气藏定位预测成为可能；（2）证实了幕式快速成藏过程并初步揭示了幕式成藏的驱动机制、有利场所和地球化学识别标志，突破了油气成藏是一个缓慢渗流过程的传统模式；（3）深盆气勘探和成藏机理研究取得了进展，从而突破了背斜成藏的传统观念，使“向斜”（盆地凹陷区）成为一些盆地寻找大型天然气藏的重要场所。沉积盆地深层油气成藏过程和保存条件、活动构造背景下油气晚期快速成藏过程是油气成藏机理研究的重要前沿研究领域。