Thermal convection in a twisted horizontal magnetic field     

F. H. Busse  W. Pesch 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(2):139-150

The onset of convection in a layer of an electrically conducting fluid heated from below is considered in the case when the layer is permeated by a horizontal magnetic field of strength B ₀ the orientation of which varies sinusoidally with height. The critical value of the Rayleigh number for the onset of convection is derived as a function of the Chandrasekhar number Q. With increasing Q the height of the convection rolls decreases, while their horizontal wavelength slowly increases. Potential applications to the penumbral filaments of sunspots are briefly discussed.  相似文献   

Magnetic field generation by convective flows in a plane layer: the dependence on the Prandtl numbers     

O. M. Podvigina 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(4):409-433

Investigation of magnetic field generation by convective flows is carried out for three values of kinematic Prandtl number: P = 0.3, 1 and 6.8. We consider Rayleigh–Bénard convection in Boussinesq approximation assuming stress-free boundary conditions on horizontal boundaries and periodicity with the same period in the x and y directions. Convective attractors are modelled for increasing Rayleigh numbers for each value of the kinematic Prandtl number. Linear and non-linear dynamo action of these attractors is studied for magnetic Prandtl numbers P _m ≤ 100. Flows, which can act as magnetic dynamos, have been found for all the three considered values of P, if the Rayleigh number R is large enough. The minimal R, for which of magnetic field generation occurs, increases with P. The minimum (over R) of critical P_m for magnetic field generation in the kinematic regime is admitted for P = 0.3. Thus, our study indicates that smaller values of P are beneficial for magnetic field generation.  相似文献   

水汽螺旋度和热力螺旋度在华北强“桑拿天”过程中的分析及应用          下载免费PDF全文

杨帅  陈斌  高守亭 《地球物理学报》2013,56(7):2185-2194

"桑拿天"是发生在夏季高温、高湿环境之下的重要天气现象.而过去单靠温度这一变量来诊断预报"桑拿天",有较大难度.而且从已有的研究中,"桑拿天"多发生在下沉运动或相对稳定的环流背景下.因此,寻找一个简单有效、且使用方便的物理变量来揭示"桑拿天"高湿、高湿的综合特征,显得特别重要.本文在前人研究的基础上,将以往暴雨研究中的IM (Ingredients-based Methodology)理论方法拓展至"桑拿天"的研究,将过去表征桑拿天高温、高湿、下沉运动环流特点的这些单个物理量综合进IM方法,尝试性地引入热力螺旋度(TH)、水汽螺旋度(MH)、以及湿热力螺旋度(MTH)等,对发生在2002年7月30日-8月4日和2009年7月7-9日的两次华北地区高温高湿的强"桑拿天"过程进行动力识别和诊断,并与广义湿位涡(GMPV)进行对比分析.分析结果表明,MH的异常大值区相对集中在北京及其周边的华北地区的对流层低层,并维持.而TH的异常大值区涵盖的范围远大于我们要研究的华北地区"桑拿天"的爆发范围.即使结合了温、湿效应的MTH和GMPV的异常大值区,其涵盖的范围亦逊于MH对"桑拿天"的动力识别.可见,在夏季普遍高温的大环境下,湿度是华北闷热的"桑拿天"爆发的一个决定性因素.结合了环流特征与湿度效应的MH,是对"桑拿天"进行动力识别的一个优化因子,具有较大的实际应用价值.  相似文献   

鄂尔多斯盆地中-新生代岩石圈厚度演化——来自地热学的证据   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

焦亚先  邱楠生  李文正  左银辉  阙永泉  刘芳龙 《地球物理学报》2013,56(9):3051-3060

盆地热历史可以为揭示深部动力学过程提供时间和空间上的连续信息. 本文利用镜质体反射率古温标模拟了鄂尔多斯盆地从东到西7口典型井的热历史, 并在此基础上计算了盆地中生代晚期、古近纪初期以及现今的"热"岩石圈厚度. 结果显示, 鄂尔多斯盆地在早白垩世末期经历了一次热流高峰, 热流值为73~78 mW/m², 此后的热流值一直降低至今,现今的平均值61.8 mW/m²; 早白垩世末期盆地"热"岩石圈厚度也经历了一次减薄高峰, 平均"热"岩石圈厚度为65 km左右, 此后逐渐增厚至现今的125 km左右. 鄂尔多斯盆地现今"热"岩石圈厚度中等, 早古生代200 km的厚岩石圈已不存在; 早白垩世末期是其地质发展历史的一个重大变革期, 此时"热"岩石圈厚度发生减薄, 深部构造活动强烈导致浅部盆地抬升剥蚀剧烈, 周缘岩浆活动强烈, 多种能源矿产形成, 这与华北克拉通东部构造转折的时间以及华北克拉通破坏的高峰时限具有一致性.  相似文献   

准噶尔盆地大地热流特征与岩石圈热结构   总被引：15，自引：6，他引：9       下载免费PDF全文

饶松  胡圣标  朱传庆  唐晓音  李卫卫  汪集旸 《地球物理学报》2013,56(8):2760-2770

沉积盆地现今大地热流和岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件,对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.作者系统分析了准噶尔盆地2000年以来新增的102口钻孔的系统测井温度和400余口钻孔的试油温度资料,采用光学扫描法测试了15口钻孔共187块代表性岩石热导率,首次建立了准噶尔盆地岩石热导率柱,新增了11个高质量的(A类)大地热流数据,分析了准噶尔盆地大地热流分布特征,并揭示了其岩石圈热结构.研究表明,准噶尔盆地现今地温梯度介于 11.6~27.6℃/km,平均21.3±3.7℃/km,大地热流介于23.4~56.1 mW/m²,平均42.5±7.4 mW/m²,表现为低地温梯度、低大地热流的"冷"盆特征.准噶尔盆地大地热流与地温梯度分布规律基本一致,主要受控于基底的构造形态,东部隆起最高,陆梁隆起次之,乌伦古坳陷、中央坳陷和西部隆起较低,北天山山前坳陷最低.准噶尔盆地地壳热流介于18.8~26.0 mW/m²,地幔热流介于16.5~23.7 mW/m²,壳幔热流比值介于0.79~1.58,属于典型的"冷壳冷幔"型热结构.准噶尔盆地地幔热流值与莫霍面起伏一致,隆起区地幔热流高,坳陷区地幔热流低.  相似文献   

四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化模式及主控因素   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

饶松  朱传庆  王强  唐晓音  李卫卫  姜光政  胡圣标  汪集旸 《地球物理学报》2013,56(5):1549-1559

烃源岩热演化是含油气盆地烃源岩评价的基本内容之一,也是油气动态成藏研究的基础.通过系统分析地层沉积样式,结合盆地热史恢复结果,应用Easy%Ro化学动力学模型,模拟了四川盆地86口代表性钻井和200余口人工井点震旦系-下古生界烃源岩热演化史.结果表明,在盆地不同构造单元,下寒武统和下志留统烃源岩热演化特征存在明显差异,并据此建立了四种热演化模式:①加里东期成熟,早晚二叠世期间快速演化定型,以川南地区下寒武统烃源岩为代表;②加里东期未熟,早晚二叠世期间一次快速演化定型,以川西南下寒武统和川南下志留统烃源岩为代表;③加里东期成熟,晚海西-燕山期再次增熟,以川东、川北地区下寒武统烃源岩为代表;④加里东期未熟,晚海西-燕山期持续增熟,以川中地区下寒武统和川东、川北下志留统烃源岩为代表.通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系,剖析了四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化的控制因素,即川西南和川南局部地区主要受控于早晚二叠世期间峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应,而盆地其它地区则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用,其中沉积地层埋深增热对烃源岩增温效应更加显著.  相似文献   

云南镇沅蝙蝠山金矿成因探讨     

范建辉  赵含军  张志平 《云南地质》2012,(2):159-162

蝙蝠山金矿属超基性岩接触带型。金矿受地层、构造、基性岩的控制。由多期成矿作用、多源物质来源、多成因成矿热液,反复活化、迁移、聚集、分配和积淀形成。  相似文献   

云南洱源明月—溪灯坪热泉型金矿     

卞善涛  张必宏 《云南地质》2012,(1):18-21

明月—溪灯坪金矿金源来自苍山群,受深部岩浆岩期后热液影响后被活化,以络离子形式迁移而形成含金热液,最后在上新统三营组中析出淀积成矿。  相似文献   

The thermal evolution of Mars as constrained by paleo-heat flows     

Javier Ruiz  Patrick J. McGovern  Valle López  Jean-Pierre Williams  Rosa Tejero 《Icarus》2011,215(2):508-517

Lithospheric strength can be used to estimate the heat flow at the time when a given region was deformed, allowing us to constrain the thermal evolution of a planetary body. In this sense, the high (>300 km) effective elastic thickness of the lithosphere deduced from the very limited deflection caused by the north polar cap of Mars indicates a low surface heat flow for this region at the present time, a finding difficult to reconcile with thermal history models. This has started a debate on the current heat flow of Mars and the implications for the thermal evolution of the planet. Here we perform refined estimates of paleo-heat flow for 22 martian regions of different periods and geological context, derived from the effective elastic thickness of the lithosphere or from faulting depth beneath large thrust faults, by considering regional radioactive element abundances and realistic thermal conductivities for the crust and mantle lithosphere. For the calculations based on the effective elastic thickness of the lithosphere we also consider the respective contributions of crust and mantle lithosphere to the total lithospheric strength. The obtained surface heat flows are in general lower than the equivalent radioactive heat production of Mars at the corresponding times, suggesting a limited contribution from secular cooling to the heat flow during the majority of the history of Mars. This is contrary to the predictions from the majority of thermal history models, but is consistent with evidence suggesting a currently fluid core, limited secular contraction for Mars, and recent extensive volcanism. Moreover, the interior of Mars could even have been heating up during part of the thermal history of the planet.  相似文献   

青藏高原雅江缝合带及班公湖-怒江缝合带热红外遥感研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

毕思文  延昊  景东升  王长耀 《国土资源遥感》2003,14(1):43-45

对青藏高原进行了热红外遥感研究,发现热异常区域变化与前人结论不符.过去认为青藏高原南部的雅江缝合带温度高,北部低;而本文的研究结果是中部的班公-怒江缝合带地区高,雅江缝合带次之,藏北最低.将青藏高原雅江和班公怒江缝合带地区作为研究示范区,开展青藏高原陆面温度场、计算地表比辐射率和野外地表层钻孔测温与数据处理等研究,探索热红外遥感与构造热动力学关系的机理,为青藏高原新构造运动和深部热动力学研究提供科学依据,取得了青藏高原热动力学研究的新成果.  相似文献