Relevance of inflows on the thermodynamic structure and on the modeling of a deep subalpine lake (Lake Maggiore,Northern Italy/Southern Switzerland)     

《Limnologica》2017

Atmospheric exchanges largely dominate the heat budget of deep lakes in temperate regions. Heat import and export by through-flows is of much lower entity and has been neglected or simplified in many numerical thermodynamic models of lakes. This is often due either to the unavailability of data for inflows and outflows, or to the difficulties in forecasting the evolution of their discharge and temperature in climate change studies. While disregarding through-flows may seem correct, riverine intrusions can bring warmer water than the deep hypolimnetic one to the lower metalimnion and upper hypolimnion, where sunlight does not penetrate and mixing is poor. For holomictic lakes with significant inflow contributions, this can affect the thermal structure at intermediate depths, hampering any numerical model which neglects through-flows. This study focuses on a relevant basin under such aspect, Lake Maggiore (Northern Italy/Southern Switzerland), which drains the rainiest watershed of the Southern Alps. First, we quantify to what extent a one-dimensional fixed-level model ignoring through-flows is able to predict the observed evolution of the thermal structure of the lake and the improvements resulting from reproducing the main inflows and outflows. Then, we directly discuss the influence of through-flows on the thermodynamic structure of Lake Maggiore. The General Lake Model (GLM) was here adopted, reproducing the 1998–2014 period, spanning years with different meteorological and hydrological features. Results show that a calibrated enclosed-lake model can give satisfactory results only if it employs an unrealistically low light extinction coefficient to allow heating of the deep metalimnion and hypolimnion, whose real warming strongly depends on interflows.  相似文献   

Geochemical evolution of groundwater in hard-rock aquifers of South India using statistical and modelling techniques     

Annadasankar Roy  Hemant Mohokar  Diksha Pant  Uday Kumar Sinha  G. N. Mendhekar 《水文科学杂志》2020,65(6):951-968

ABSTRACT

Multivariate statistical analysis and inverse geochemical modelling techniques were employed to deduce the mechanism of groundwater evolution in the hard-rock terrain of Telangana, South India. Q-mode hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) were used to extract the hydrogeochemical characteristics and classify the groundwater samples into three principal groups. Use of thermodynamic stability diagrams and inverse geochemical modelling in PHREEQC identified the chemical reactions controlling hydrogeochemistry of each of the groups obtained from statistical analysis. The model output showed that a few phases are governing the water chemistry in this area and the geochemical reactions responsible for evolution of groundwater chemistry along the flow path are (i) dissolution of evaporite minerals (dolomite, halite); (ii) dissolution of primary silicate minerals (albite, anorthite, K-feldspar, biotite); (iii) precipitation of secondary silicate minerals (kaolinite, quartz, gibbsite, Ca-montmorillonite) along with anhydrite and calcite; and (iv) reverse ion exchange processes.  相似文献   

中尺度涡冷暖特征的推导     

陈璇  潘静  郑崇伟  张羲  何明 《海洋学报(英文版)》2017,36(3):8-13

为了从理论上解释中尺度涡旋冷暖性质与涡旋旋转方向的关系,本文基于中尺度涡的几何特征,做出如下假设：中尺度涡具有对称的几何形态,涡旋中海洋要素沿径向具有线性化变化的特征。从原始方程组出发,利用柱坐标系和上述假设条件,略去耗散力,推导出了中尺度涡的一些冷暖特征,论证气旋式中尺度涡对应冷涡和反气旋式中尺度涡对应暖涡的涡旋冷暖特征与部分涡旋的观测不符的现象。结果表明,中心对称的形式可以作为对中尺度涡的几何特征的一个理想的形态近似,在考虑上述假设条件的理想环境下,柱坐标系在研究中尺度涡的几何性质上具有一定的优势。  相似文献   

基于热力学过程的渤海海冰生消模型          下载免费PDF全文

王昆  刘潘  金生  王年斌  于喆 《水科学进展》2017,28(1):116-123

为了对渤海海冰生消问题进行模拟,基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC（Vertex-Centered）方式的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程组,模拟渤海的水流运动过程。以此水动力场为背景,引入热力学过程的影响,对渤海海域的冬季结冰过程进行模拟,建立了海冰生消模型。其中热力学参数主要包括大气温度、相对湿度、风场特征、太阳辐射、感热通量系数以及潜热通量系数。以渤海2011/2012年常冰年的结冰过程为例,将各个热力学参数对冰情影响的敏感性进行分析,对模型进行了验证。结果表明,感热与潜热系数是对冰情影响最敏感的一项,即当感热和潜热通量系数仅减小了0.000 2后,其海冰的最大厚度就减小了15 cm。最后,通过连续实测的水动力数据与2009/2010年冬季的典型海冰灾害过程再一次对模型进行了验证,充分说明了模型具有较高的精确性、稳定性与实用性。  相似文献   

Computer thermodynamic modeling of the transport and deposition of Sb and Au during the formation of Au-Sb deposits   总被引：1，自引：0，他引：1  

A.A. Obolensky  L.V. Gushchina  A.S. Borisenko  A.A. Borovikov  P.A. Nevol&#x;ko 《Russian Geology and Geophysics》2009,50(11):950-965

Using the Chiller computer program, we performed modeling of the mechanisms of the joint transport and deposition of Au and Sb from various ore-forming solutions during the formation of Au-Sb deposits. Three models are considered by the example of the Uderei Au-Sb deposit in the Yenisei Ridge: (1) simple cooling (cooling only), (2) iso-enthalpy boiling (P = f(T)), and (3) solution–rock interaction (rock titration model). The behavior of Sb(III) and Au(I) in the system Au–Sb–Fe–Cu–Pb–Zn–As–H₂O–Cl–H₂S–CO₂ under hydrothermal conditions was studied. It is shown that both weakly alkaline (near-neutral) and reduced acidic Fe_aq²⁺-enriched low-chloride high-CO₂ and high-chloride hydrothermal solutions play a crucial role in the formation of gold parageneses of Au-Sb ores.  相似文献   

安徽铜陵狮子山矿田铜、金共生与分离的热力学研究   总被引：4，自引：0，他引：4  

徐晓春  楼金伟  谢巧勤  肖秋香  梁建锋  褚平利 《地质学报》2011,85(5):731-743

狮子山矿田是安徽铜陵矿集区内最具代表性的大型铜金多金属矿田.矿田内铜、金矿床或矿体既各自独立产出,义相互共生或伴生,铜矿化和金矿化在时间上和空间上存在既共生又分离的现象.本文选择矿田内代表性铜矿床和金矿床开展系统的流体包裹体地球化学研究,并进行成矿流体中铜、金溶解度的热力学理论计算和1分析,探索铜、金共生与分离的机制和...  相似文献   

不同海域影响热带气旋强度变化的环境动力因素对比   总被引：1，自引：0，他引：1  

王喜  余锦华 《热带气象学报》2011,27(3):387-386

利用1982-2007年NCEP/NCAR再分析资料、月平均海平面温度(SST)资料和西北太平洋、北大西洋以及北印度洋热带气旋(TC)资料,对比分析了环境动力因素对不同海域TC强度在不同时间尺度变化的影响.结果表明,在各时间尺度上,TC强度变化与垂直风切变变化有密切的联系.在西北太平洋,使TC过程强度增强或减弱的风切变...  相似文献   

CaSO4-C-H2O体系研究：模拟实验与热力学探讨     

丁康乐  罗跃  单敬福  关富佳  王莎莎 《地质学报》2013,87(3):424-432

传统认为TSR成因的固态沥青(焦沥青)属于热化学反应的终端产物,不会对TSR的反应进程起到重要作用.本文以活性炭作为固态沥青(焦沥青)的模型化合物,开展了CaSO4-C-H2O体系的热模拟实验研究,探讨了CaSO4-C-H2O体系发生TSR的热力学特征.实验结果表明,CaSO4-C-H2O体系在300℃时即可启动TSR,主要生成CaCO3、H2S和CO2等产物.这一TSR门限温度要远低于以往室内利用气态或液态烃类进行的TSR模拟实验温度范围,与热力学计算结果一致.利用HSC Chemistry 5.0软件进行TSR过程模拟,发现25～200℃时CaSO4-C-H2O体系发生的TSR完全受动力学控制,在温度保持不变情况下,压力增大不利于CaSO4-C-H2O体系发生TSR.较少的含水量对TSR有一定促进作用,而含水量过多则可能抑制TSR的进行,含水量对TSR的影响可能与CaSO4在水中的饱和浓度有关.在一定的温度下,当体系pH≤2时,随着pH逐渐降低,CaSO4的量呈线性递减,但在沉积盆地地层水pH范围内(pH＞4),pH对TSR的作用可以忽略不计.CaSO4-C-H2O体系发生的TSR反应是一个放热过程,并且随着温度升高,反应热逐渐增大.在25～200℃范围内,TSR反应热为12.9～133 J/molCaSO4.热力学计算以及模拟实验结果均暗示,固态沥青(焦沥青)可能比烃类更容易参与TSR.  相似文献   

台风内部的中尺度波动与多边形眼墙的形成   总被引：4，自引：1，他引：4  

康建伟  陆汉城  钟科  张少波  韩文博 《热带气象学报》2007,23(1):21-26

用小波变换分析了1948～2003年南海夏季风强度指数序列振荡特征,并研究了Lanczos滤波器滤出的不同时间尺度上南海夏季风强度与SODA资料提供的海洋热力条件的关系。结果表明,南海夏季风强度变化存在准4年的年际变化、约9年周期的十年际变化和38年左右周期的年代际变化。年际变化最强,年代际变化最弱。不同尺度上的南海夏季风强度变化与海洋热力条件的显著相关区有很大的地域差异。南海夏季风强度的年际变化主要与近赤道地区的热带海洋变化有关,相关关系呈准2年变化。若前一年秋冬季节的赤道东印度洋、赤道西太平洋出现海温和温跃层深度正异常和赤道西印度洋、赤道中东太平洋出现海温和温跃层深度负异常时,对应于当年的年际尺度上的南海夏季风加强;反之则减弱。南海夏季风强度与后期海温的对应关系为:南海夏季风加强,秋季时,南海周边海区和澳大利亚东部海区海温显著负相关;冬季时,热带西印度洋、赤道中东太平洋和赤道大西洋海温出现显著的正相关。南海夏季风强度的年代变化受PDO的调制。年代际尺度上南海夏季风强度的变化即与全球变暖有关,也与PDO有关。  相似文献   

夏季强沙尘暴内部热力动力特征的个例研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

岳平  牛生杰  张强  沈建国 《中国沙漠》2008,28(3):509-513

根据对流体在热低压条件下激发强沙尘暴的机理,并应用Rennó和Ingersoll于1996年提出的热机自然对流理论,对2004年7月12日甘肃省酒泉基准站发生的强沙尘暴内部动力热力结构进行了探讨。结果表明:①在沙尘暴发生前的一小时大气底层处于干热状态,垂直方向巨大的温度梯度有利于干对流发展。②激发强沙尘暴的对流体的切向旋转速度和垂直运动速度的大小,很大程度上决定了沙尘暴的强弱。③利用酒泉站探空资料计算出的沙尘暴对流体的最大切向旋转速度为11.4 m·s-1,垂直运动速度为14.0 m·s-1;地面沙尘暴观测系统记录的平均环境风速仅为5.5 m·s-1,瞬间最大风速只9.3 m·s-1。  相似文献