集合预报误差在GRAPES全球四维变分同化中的应用研究Ⅱ：参数选取与数值试验     

龚建东  张林  王瑞春 《气象学报》2021,79(1):48-64

研究的第一部分讨论了如何有效应用集合预报误差的科学方案,确定了集合预报误差在GRAPES（Global Regional Assimilation and PrEdiction System）全球4DVar（four dimensional variational data assimilation）中应用的分析框架。在此基础上研究了针对集合预报误差实际应用于GRAPES全球4DVar,解决接近或超过100个集合样本数时高效生成的计算效率问题,以及与GRAPES全球4DVar匹配的同化关键参数确定问题。选择基于4DVar的集合资料同化方法生成集合样本,通过将第1个样本极小化迭代过程中产生的预调节信息用于其他样本极小化做预调节,将计算效率提高了2倍。通过时间错位扰动方法增加集合样本数,实现集合样本增加到3倍。对集合方差进行膨胀,并选择水平局地化相关尺度为流函数背景误差水平相关的1.4倍。通过批量数值试验方法确定背景误差与集合预报误差的权重系数,对60个集合样本当集合预报误差权重为0.7时预报效果最好。对北半球夏、冬两季各52 d的批量试验表明,对于南、北半球En4DVar （ensemble 4DVar）较4DVar的改进在冬季主要集中在700—30 hPa,而在夏季主要集中在400—150 hPa。赤道地区受季节影响较小,En4DVar对位势高度、风场与温度的改进都较为明显,且经向风场的改进最为显著。文中研发的集合预报误差在GRAPES全球4DVar中应用的方法合理可行。   相似文献   

基于深部地球物理信息的构造变形岩相分类研究     

张宝林  吕古贤  余建国  梁光河  李志远  徐兴旺  胡宝群  王红才  毕珉峰  焦建刚  王翠芝 《地学前缘》2022,29(1):413-426

“构造变形岩相”填图方法的创立和应用为老矿区深部及外围的找矿工作指明了方向,在实践中取得了显著的效果,需要大力推广和深入研究。对于构造变形岩相带的深部结构认识,需要依靠地球物理信息的解译。与地球物理场性质相类似,构造变形岩相带也是一个现存的地质体;物探工作目的是要探测和揭示构造变形岩相带的埋深、轮廓、内部结构构造等特征,为确定其形成时间和演化过程提供依据。由于地质与地球物理的复杂时空关系,如果仅以新鲜岩石标本物性参数的差异作为判别标志,难以提高地球物理方法的分辨率和有效性。结合构造变形岩相进行综合解译,更能提高解释推断成果的多学科融合性。作为终极勘探目标,需要紧密结合构造控矿级序,建立构造变形岩相带的三级分类标准,提取对应的地球物理信息:一级构造变形岩相带为目标物所处的构造单元及构造应力场,及其所对应的区域地球物理场特征,如隆凹构造相间的伸展构造域;二级构造变形岩相带为目标物所处的控矿构造体系,及其所对应的矿田地球物理场特征,如岩浆核杂岩隆起-拆离构造系统;三级构造变形岩相带为目标物所在的有利成矿构造部位,及其所对应于关键剖面的地球物理特征,如侵入岩体与围岩的接触带或者含矿断裂带等。选择国际流行的典型金属矿床类型,介绍了三级构造变形岩相带的地球物理组合信息特征及其分级利用操作流程,为有效应用地球物理勘探方法开展深部找矿预测提供了范例。  相似文献   

基于测井频谱分析的松科二井登娄库组地层沉积速率研究     

张浩东  邹长春  彭诚  杨玉卿 《地球学报》2022,43(5):654-664

松辽盆地科学钻探工程松科二井获取了白垩纪陆相沉积资料, 其中连续、多参数、高分辨率的地球物理测井资料为研究松辽盆地地层的沉积速率变化规律提供了机会。本文利用GR、Th、K、Th/K多种测井数据, 采用天文旋回的方法来计算松科二井登娄库组地层的沉积速率, 并探讨影响地层沉积的主控因素。多种测井数据的频谱分析结果表明了登娄库组地层记录着米兰科维奇旋回信息, 这说明登娄库组沉积过程受天文轨道驱动力影响。Th测井数据对天文旋回信息的敏感性强, 综合考虑多种测井数据的测试结果获得了连续、相对准确的地层沉积速率。登娄库组地层沉积速率从下往上整体呈现为由高到低的趋势。 登二段至登三段时期地层沉积主要受盆地断陷活动控制, 地层整体具有高沉积速率特征, 最高达到 16.2 cm/ka。随后至登四段时期由于断陷活动逐渐减弱, 盆地向区域坳陷的构造格局转化, 登四段整体具有沉积速率较低的特征, 最低为5.9 cm/ka。该研究建立了松科二井登娄库组地层连续的沉积速率剖面, 为揭示松辽盆地由断陷活动过渡到坳陷活动的地质规律提供了测井证据。  相似文献   

深部探测揭示壳幔结构及其资源能源效应——“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑特邀主编寄语     

严加永 《地球学报》2022,43(6):737-743

地球深部结构变化、物质以及能量交换等地球动力学过程, 是地球系统最主要的动力来源, 诱发地表地貌变化、剥蚀、沉积作用和环境变迁, 以及地震、滑坡等自然灾害, 控制化石能源和地热等自然资源的分布, 是理解成山、成盆、成岩、成矿、成藏和致灾等过程成因机制的核心。为探索中国大陆深部结构和资源能源效应, 在党中央“向地球深部进军”的号召下, 中国地质调查局于2016年开始设立了深部地质调查工程。工程以抢占大陆基础地质研究国际制高点, 引领深部地质研究前沿为宗旨, 选择我国资源、能源重要基地, 重大地质边界和关键构造单元, 开展了地球物理为主的深部探测和综合研究。获取了华南陆块等重要地质单元岩石圈精细结构, 研究了班公湖—怒江缝合带重大地质边界性质及空间展布, 在松辽盆地、西北盆山结合带等地发现和提取了一批与深部成矿、成藏和清洁能源有关信息。为进一步推动地质调查向深部进军, 促进从二维地表地质调查到三维空间地质调查的转变, 《地球学报》组织了“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑。本专辑集中报道了深部地质调查近三年取得的部分阶段性进展和成果, 主要聚焦深部地质调查在揭示地球深部结构, 及其对浅部构造和资源能源的控制, 服务地球深部探测和新一轮找矿突破战略。  相似文献   

Experimental and numerical investigation of groundwater head losses on and nearby short intersections between disc-shaped fractures          下载免费PDF全文

Ci-xiao Qu  Ming-yu Wang  Peng Wang 《地下水科学与工程》2022,10(1):33-43

Discrete fracture models are used for investigating precise processes of groundwater flow in fractured rocks,while a disc-shaped parallel-plates model for a single fracture is more reasonable and efficient for computational treatments.The flow velocity has a large spatial differentiation which is more likely to produce non-linear flow and additional head losses on and nearby intersections in such shaped fractures,therefore it is necessary to understand and quantify them.In this study,both laboratory experiments and numerical simulations were performed to investigate the total head loss on and nearby the intersections as well as the local head loss exactly on the intersections,which were not usually paid sufficient attention or even ignored.The investigation results show that these two losses account for 29.17%-84.97%and 0-73.57%of the entire total head loss in a fracture,respectively.As a result,they should be necessarily considered for groundwater modeling in fractured rocks.Furthermore,both head losses become larger when aperture and flow rate increase and intersection length decreases.Particularly,the ratios of these two head losses to the entire total head loss in a fracture could be well statistically explained by power regression equations with variables of aperture,intersection length,and flow rates,both of which achieved high coefficients of determination.It could be feasible through this type of study to provide a way on how to adjust the groundwater head from those obtained by numerical simulations based on the traditional linear flow model.Finally,it is practicable and effective to implement the investigation approach combining laboratory experiments with numerical simulations for quantifying the head losses on and nearby the intersections between disc-shaped fractures.  相似文献   

Surface Geophysical Methods used to Verify the Karst Geological Structure in the Built-up Area: A Case Study of Specific Engineering-Geological Conditions     

Rene PUTISKA  Marian MARSCHALKO  Isik YILMAZ  Dominik NIEMIEC  CHENG Xianfeng  Ivan DOSTAL  Jan KUBAC 《《地质学报》英文版》2021,95(5):1763-1770

This article presents a research study of complex limestone karst engineering-geological conditions in the municipality Valaská near Banská Bystrica in Slovakia. The aim of the study is to demonstrate the impossibility of spatial identification of cave spaces using surface geophysical methods due to the specific engineering-geological conditions of a thick surface layer of anthropogenic fill containing highly heterogeneous anthropogenic material. Its maximum thickness is 3 m. Another specificific condition of the study area is its location in the built-up area, due to which the applicability of geophysical methods was limited. The article contains methodological recommendations to be used in analogous geological conditions with karst structures topped with anthropogenic fill, which complicates the identification of cave spaces. The recommended solution herein is the identification of the cave system using underground mapping of the karst and its projection onto the surface for which surface geophysical methods have been combined.  相似文献   

NURE航空计划回顾与新时代航空γ能谱勘查启示     

李敬敏  米耀辉  骆遥 《物探与化探》2021,(2):394-402

国家铀资源评价(NURE)计划实现了覆盖美国本土和阿拉斯加的1∶250000 NTMS图幅航空γ能谱测量和航磁测量,通过简要回顾该计划历程,重点针对NURE中航空地球物理勘查(航空γ能谱和航磁测量),讨论了航空地球物理勘查中测量技术、数据处理及解释方法等。NURE航空测量在铀矿勘查和辐射环境评价、洲际航空地球物理编图等领域发挥了巨大作用,产生了意义深远的影响。在总结NURE航空测量经验和做法的基础上,针对我国航空γ能谱测量勘查现状,建议从国家层面进行顶层设计,尽快实施我国陆域范围内的航空γ能谱和航磁框架性测量,实现对我国陆域航空γ能谱测量全覆盖,建设具有中国特色的航空γ能谱测量与监测体系。  相似文献   

坦桑尼亚林迪地区纳钦圭阿石墨矿床地质特征及找矿模型     

杜菊民  陈春生  黄夕川 《江苏地质》2021,45(4):341-348

坦桑尼亚林迪地区是世界上重要的石墨成矿带,纳钦圭阿石墨矿是成矿带新发现的典型矿床之一。矿区分南北2个矿段,共圈定工业矿体17条,推断石墨矿物资源量>100万t,固定碳平均品位为4.05%。矿体赋存于石墨片岩-片麻岩中,呈层状、透镜状产出,走向北东—北北东,产状与围岩一致,矿体与围岩呈渐变过渡关系。矿石类型为石墨片岩-片麻岩型,矿石矿物为鳞片状石墨,脉石矿物主要为石英、长石、云母及少量金属矿物。矿石中片度≥147 μm（+100目）的石墨占94.43%,工业类型为大鳞片晶质石墨矿石。以视极化率6%为异常下限,共圈定4处激电异常,高极化率异常与低电阻率异常对应良好,探矿工程确定为矿体出露位置。该石墨矿的找矿模型：新元古代莫桑比克活动带中一套中高级副变质岩系为区域找矿标志,石墨片岩、石墨片麻岩露头为矿区找矿的直接标志,延伸方向与地层走向一致的条带状低阻、高极化异常带为地球物理找矿标志。该石墨矿的地质特征及找矿模型可作为在坦桑尼亚寻找同类矿床的参考。  相似文献   

综合物探法在砂岩型铀矿中深部找矿中的实践与分析——以新疆昭苏盆地为例     

黄建乐 《地质与勘探》2021,57(5):1099-1106

为了探查新疆昭苏盆地砂岩型铀矿的异常信息,选择可控源音频大地电磁测量、高精度磁测和土壤氡气测量三种物探方法,并简要介绍各方法的工作原理。通过分析昭苏盆地的地质特征、物性特征和本区的找矿难点,对昭苏盆地综合物探数据所蕴含的信息进行地质-物探综合解译。实践证明:可控源音频大地电磁测量对低阻和高阻体均有良好的电性响应,可以划分地层、推断断裂构造;高精度磁测可以推断氧化还原界面,辅助解释断裂构造;土壤氡气测量可辅助解释断裂构造,对地下铀矿体有指示作用,三种方法的技术特性相互补充,提高了物探解释的准确性。突破了伊犁盆地以往600 m的找矿深度,并以电性稳定的中阻厚层、磁测异常、氡异常偏高晕和峰-谷状曲线作为预测标志,解决了深埋藏条件下赋矿地质体的圈定难点,在昭苏盆地砂岩型铀矿中、深部找矿工作中取得了良好的效果。  相似文献   

多种地球物理场观测数据中亚失稳现象     

张淑亮  王霞  郭文峰  陈慧  李惠玲 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(2):571-583

20100124山西河津M4.8地震前,临汾地震台宽频倾斜仪记录到与实验室岩石破裂亚失稳过程类似图像,震源及附近地区也出现多项准同步性的短临异常。本文对这次地震前震源及附近地区多种地球物理场观测数据在发震断层黏滑失稳前不同阶段的变化特征进行了探讨。结果表明：1）震前记录到的亚失稳现象并非单点单测项,而是具有多点多物理场的群体性特征;2）这些异常出现的时间与临汾宽频倾斜仪记录的亚失稳事件时间基本同步,其形态上以大幅突变为主,时间上多集中在震前45 d左右,空间上主要集中在距震中100 km的范围内,且具有随时间从外围向震中区集中的特点;3）震前不仅在多种地球物理场观测数据中记录到类似亚失稳现象,而且在震前1~6 d一些地球物理场观测仪器还记录到与发震断层失稳前预滑有关的小事件;4）震前临汾宽频倾斜仪记录到的亚失稳现象、震源及附近地区出现多项准同步性的短临异常,是在震源及附近地区的区域应力场增强、介质特性发生改变的情况下出现的,可能与河津地震有关;5）震前多种地球物理场异常随时间推移显示出协同化的特点,即沿发震断裂方向有由外围向震中迁移和集中的特点。  相似文献