α-Al_2O_3微粉的制备及其TiO_2掺杂改性

用硫酸铝铵和碳酸氢铵作为原料 ,通过沉淀法制备了一种新型的氧化铝的前驱体———碳酸铝铵 [NH4 AlO(OH)HCO3 ]。研究了该前驱体热处理时的相变过程与焙烧产物的形貌 ,发现其相变的过程为 :无定型 ( 3 5 0℃ )γ ( 70 0℃ )γ +θ ( 1 0 5 0℃ )θ +α ( 1 1 0 0℃ )α ( 1 2 0 0℃ )。在 1 2 0 0℃的高温下氧化铝粉体粒子之间的烧结严重 ,产物中有很多“树枝状”硬团聚 ,这些硬团聚将给粉体的分散带来困难。为解决这一问题 ,在碳酸铝铵中引入了TiO2 胶体籽晶 ,不但降低了氧化铝的α相变的温度 ,而且减小了粉体粒径 ,改善了粉体的微结构与表面电性能 。

预变形对TB3合金时效析出行为及其力学性能的影响

研究固溶处理后的预变形对Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)随后时效过程中α相析出行为以及时效处理后力学性能的影响。对于经过预变形的试样时效后在金相显微镜下观察到网状的析出组织。透射电子显微镜观察表明:预变形时效试样中,α片优先在滑移带、晶界等高密度位错区形核长大,并伴有α片的变体选择效应。金相与X射线衍射结果表明,预变形对α相变有促进作用。拉伸试验结果显示:与自由时效相比,通过冷变形可以缩短时效时间,提高材料拉伸强度,但同时降低了材料的延性。

大气-海浪-海洋环流耦合数值模式的建立及北太平洋SST模拟

该文在最新发展的波致运动混合理论框架的基础上,基于MASNUM海浪波数谱数值模式和大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0建立了大气-海浪-环流耦合数值模式,并进行了无通量调整数值试验。50年模拟结果平均SST的分析结果表明,建立的大气-海浪-海洋环流耦合数值模式比大气-海洋环流耦合数值模式在北太平洋海区SST的模拟上有较大的改善,能够模拟出更加合理的SST。

纳米Al_2O_3粉体的制备及其热稳定性的改善

用硫酸铝铵 (NH4 Al(SO4 ) 2 )和碳酸氢铵 (NH4 HCO3)作为原材料 ,通过沉淀法制备了一种新型的氧化铝的前驱体———碳酸铝铵 (AACH)。研究了该前驱体焙烧时的相变行为与产物形貌 ,发现其相变过程为 :无定型 ( 3 0 0℃ )→γ( 70 0℃ )→γ +θ( 10 5 0℃ )→θ +α( 110 0℃ )→α( 12 0 0℃ ) ,在 12 0 0℃的高温下氧化铝粉体粒子长得很大 ,粒子之间的烧结很严重 ,产物中有很多“树枝状”硬团聚 ,这些都会造成粉体比表面积的损失 ,选择SiO2 作为添加剂来改善氧化铝粉体的热稳定性 ,结果显示SiO2 能有效地阻止氧化铝纳米粉之间的烧结 ,抑制氧化铝的α相变 。

GPU在海洋环流模式POP中的应用

在CUDA(Compute Unified Device Architecture)架构下将GPU(Graphic Processing Unit)计算首次应用到海洋环流模式POP(Parallel Ocean Program)中。测试结果表明:无论高分辨率还是低分辨率,GPU都能够提高海洋环流数值模式POP的计算速度,GPU加速比最低都在1.5倍以上,最高可以超过2.2倍;并且随着模式使用线程数目的增多,GPU的加速比在降低,但是GPU利用效率在增长。

波致混合对热带太平洋海气耦合模式中冷舌模拟的改进

非通量调整的大气-海洋环流耦合数值模式所模拟的赤道太平洋表层海温(SST)的冷舌偏冷并且过于西伸是一个共性问题．文中在全球大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0中考虑了波致混合的作用后,赤道太平洋地区的SST模拟结果有了显著的改善,在(160—180°E,0—3°N)海域内SST升高在0．8℃以上且最大可达1．2℃．这有效地抑制了冷舌西伸,即赤道太平洋冷舌过于西伸的问题有所改善,26．0℃等温线在赤道附近的顶点从165°E东移至180°E以东,大约向东移动了1650km,这样所模拟的SST更接近于观测．对模拟结果分析表明：耦合模式中SST、近海面大气环流、海洋表层水平环流、海洋表层上升流等要素的距平场是相互间动力协调的,对于改善赤道冷舌模拟偏冷问题是正反馈,而耦合模式中海气热通量距平对改善赤道冷舌模拟偏冷问题是一种负反馈．

云南保山盆地第三系成烃地球化学特征及其评价

本文系统地研究了保山盆地保参１ 井第三系成烃地球化学特征，并对其油气显示、天然气成因及古地温进行了探讨。研究结果表明，盆地第三系虽然具有一定规模的形成烃源岩的物质基础，但其有机质成熟度表现偏低，羊邑组（Ｎ２ｙ）属于未成熟带，南林组（Ｎ１ｎ）属于低成熟带，成熟的烃源岩展布规模有限。生物成因天然气及未成熟。

波致混合对CCSM3气候模式预测能力的改进

在海气耦合模式CCSM3基础上引入波致混合作用后建立了改进的海气耦合模式,设计了SST同化方案,并进行了2005,2006和2007年ENSO的集合后报和2008年气候预测数值试验.结果表明,改进的海气耦合模式的同化效果优于原来的海气耦合模式CCSM3的同化效果.集合后报与观测资料对比表明:改进的海气耦合模式能够较好地预测当年ENSO事件的发生情况,预报强度和成熟期特征与实际也较吻合,波致混合可以明显地提升气候模式的预测能力.在此基础上利用改进的海气耦合模式对2008年气候异常进行了集合预测,结果表明:始于2007年的LaNia事件将持续至2008年夏季,2008年ElNio事件出现概率很小;2008年夏季中国东南沿海、黄淮流域、东北东南部、新疆中南部以及青藏高原西部降水比往年偏多,局部可能出现洪涝,内蒙古西部、华南西南部以及青藏高原南部降水比往年偏少.我国沿海除两广地区和长江口附近地区外,均有不同程度的降水增加.

氧化铝α相变及其相变控制的研究

综述了氧化铝相变的机制、α相变温度控制的方法及其相关的机理。通过对氧化铝前驱体的球磨 ,在前驱体中引入α氧化铝籽晶 ,或者加入TiO2 ,MgO ,NH4 NO3等矿化剂可以降低氧化铝前驱体的α相变温度 ,从而得到粒径细小、无硬团聚的氧化铝粉体。相反 ,在某些具体应用时需要提高氧化铝α相变温度 ,提高氧化铝的热稳定性能 ,使用氧化铝热稳定添加剂被认为是一种很有效的方式。

地球系统模式FIO-ESM对北极海冰的模拟和预估

评估了地球系统模式FIO-ESM(First Institute of Oceanography-Earth System Model)基于CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)的历史实验对北极海冰的模拟能力,分析了该模式基于CMIP5未来情景实验在不同典型浓度路径(RCPs,Representative Concentration Pathways)下对北极海冰的预估情况。通过与卫星观测的海冰覆盖范围资料相比,该模式能够很好地模拟出多年平均海冰覆盖范围的季节变化特征,模拟的气候态月平均海冰覆盖范围均在卫星观测值±15%范围以内。FIO-ESM能够较好地模拟1979-2005年期间北极海冰的衰减趋势,模拟衰减速度为每年减少2.24×104 km2,但仍小于观测衰减速度(每年减少4.72×104 km2)。特别值得注意的是:不同于其他模式所预估的海冰一直衰减,FIO-ESM对21世纪北极海冰预估在不同情景下呈现不同的变化趋势,在RCP2.6和RCP4.5情景下,北极海冰总体呈增加趋势,在RCP6情景下,北极海冰基本维持不变,而在RCP8.5情景下,北极海冰呈现继续衰减趋势。

全球涡分辨率并行海洋模式POP在神威蓝光上的移植和应用

基于中国自行研制的超大规模并行计算机神威蓝光平台,对海洋环流模式POP进行移植和进一步优化,并进行模式和机器的并行测试。测试结果表明:0.1度分辨率在5 000核以内达到了线性加速比,随着使用线程数目的增多,虽然加速比依然增加,但是加速效率在降低,当线程数目达到24 000的时候加速比出现降低,加速效率只有12.6%;0.05度分辨率可在12 000核以内达到了线性加速比,同样随着线程数目的增多加速在增多但加速效率在降低,当线程数目达到32 000的时候加速比出现降低,加速效率只有25.7%。经过优化后的海洋环流模式POP在神威蓝光并行计算机系统上具有良好的兼容性,并行效率较高,而且具有很强的可扩展性,可用来开展超大规模的并行计算。对测试结果的进一步分析发现,发展并行性良好的线性方程组求解方案、快速高效的计算网络协议等问题是未来发展高分辨率模式中需解决的问题。

气候模式系统模拟结果的不确定性分析

分析了移植通用气候系统模式版本3(CCSM3)到不同计算平台时所发现的模拟结果不确定性现象。以多年平均全球海面温度(SST)为分析指标,给出了CCSM3气候模式系统在不同计算平台和不同CPU分配方案等几种不同计算环境设置条件下的模拟结果,对比分析了产生计算结果不确定性的原因,指出了CCSM3气候模式系统的计算结果依赖于计算环境的设置,特别是耦合器模块在执行系统各子模块间数据交换和数据插值时对计算环境的依赖性可能是导致计算结果差异的主要原因。

絮凝体沉降速度在线测量方法研究

絮凝体沉速可作为评价絮凝效果的指标,也可作为控制混凝剂加注量的依据。提出一种在线测量絮凝体沉速的方法,通过连续采集絮凝体图像,经计算机数据处理,结合多目标跟踪算法,跟踪絮凝体运动轨迹,计算每一个絮凝体的沉速。针对多目标跟踪中出现的目标瞬间丢失、交叉、合并或分离等异常情况,采用一种模糊推理关联算法与自适应卡尔曼滤波组合的多目标跟踪方法。实验结果表明,这种组合算法实现了絮凝体沉降速度的实时监测,可更精确方便地进行混凝剂加注的自动控制。

云南新生代断陷盆地的环境地质记录

盆地的环境地质记录是从盆地的形成、发展演变、沉积物形成的地球化学与古气候环境、沉积物堆积后所经历的压实、成岩来加以研究的。除无机介质（矿物）外的有机质，在成岩压实受热过程中化学成分与结构的变化，也是盆地环境地质记录的一部分，环境地质研究的归宿是对矿产—化石燃料形成与潜能的估价，完整的研究应该包括化石燃料形成（成烃成煤）环境及成藏（保存）环境等。对云南滇西陇川、瑞丽及保山等三个新生代断陷盆地环境地质记录的研究揭示，在极其相似的盆地形成演变、沉积地球化学与古气候、成岩与成烃背景基础上，化石燃料的形成与潜能在三个盆地具有差异性；指出陇川盆地以找寻煤型气及初熟（低熟）油为主，保山盆地以寻找浅部生物成因气及煤型气为主，瑞丽盆地相对潜能较差，仅有生物气浅部产出的可能。

全球海洋碳循环三维数值模拟研究

基于海洋环流模式POP和生物地球化学模型OCMIP-2,建立了全球海洋碳循环模式,并用于对全球海洋碳循环的模拟研究。该模式在大气CO2为283×10-6条件下,积分3 100a,达到工业革命前的平衡态。在此基础上,用历史时期观测的大气CO2浓度进行强迫,模拟了历史时期的海洋碳循环。模拟的无机碳浓度、总碱度与基于观测得到的结果基本一致,模式能够较好地模拟全球碳循环过程。模拟结果表明,在北半球中高纬度和南半球的中纬度,海洋是大气CO2的主要汇区;在赤道南北纬20°之间和南大洋50°S以南,海洋表现为大气CO2的源区。在1980s海洋吸收CO2速率(以C计)为1.38Pg/a,1990s为1.55Pg/a。海洋中人为碳在北大西洋含量最大,向下到达海底并向南输运到30°N附近;在南极附近,浓度较小,深度达到3 000m;在中纬度,人为碳被限制在温跃层以上。

全球动态植被模型CLM3.5-DGVM中碳循环过程的模拟与检验

全球动态植被模型(CLM3.5-DGVM)是美国国家大气研究中心(NCAR)开发的陆面模式CLM3.5(CommunityLand Model Version3.5)的陆地碳循环子模块,模型本身根据当地的温度和降水等环境条件计算得出植被分布。本研究参照陆地-碳模式比较计划(C-LAMP)的模拟方案和评价标准,对CLM3.5-DGVM中的碳循环过程进行了模拟与检验。结果表明,CLM3.5-DGVM高估了陆地生态系统的叶面积指数(LAI)和净初级生产力(NPP),且在中高纬地区尤为明显;其模拟的LAI最大值与观测值相比在全球尺度上有1～6个月不等的位相偏差。CLM3.5-DGVM很好的模拟了NPP的全球分布以及总初级生产力(GPP)和感热通量(SH)的季节变化,但在北半球中高纬度地区对NPP模拟过高;对陆地碳通量的年际变率模拟较好,但高估了其振幅。

云南景谷盆地中新统生油条件分析

本文通过系统的有机地化研究后认为 :下中新统三号沟组暗色泥质岩系是盆地重要的烃源层 ,中 -上中新统回环组暗色泥质岩系是潜在的烃源层。

准噶尔盆地南缘上二叠统芦草沟组和红雁池组层序地层学初析

通过详细的野外观测和部分实验研究，发现雅玛里克山剖面芦草沟组中的两条沉积岩脉；首次阐明两个组的微相和沉积模式，并证明这些湖成层序中存在年层和对应于百年、万年和数十万年量级的旋回。文中将芦草沟组和红雁池组划分为３０个层序，分析了沉积体系域的分布，并作出湖岸上超相对变化曲线，从而证明海相碎屑岩层序地层学沉积模型基本适用于大型陆相盆地，虽然差异是存在的。

三种再分析气温数据在浙江周边岛屿的适用性评估

由于海岛资料相对匮乏,对其气象条件的分析工作较为零散,对海岛气候分布特征尚缺乏清晰的认识。本文利用浙江及周边岛屿26个站点的观测资料,通过均值、标准差和相关系数等统计方法定量评估了NCEP/NCAR-Reanalysis 1(NCEP-1),ERA-Interim和JRA-55三种再分析气温数据在浙江周边海岛的可信度。结果表明:3种再分析数据均能够重现近地面气温的年循环特征,但再分析数据得到的冬季气温偏高,而在夏季,NCEP-1相对于其他2种再分析数据重构的气温显著偏低。从相关系数、标准偏差等多个统计指标来看,ERA-Interim再分析数据对浙江周边岛屿气温的再现能力较好。积温的分析结果表明,基于ERA-Interim计算的26个测站的平均积温和标准差分别为5 818和498℃,与实测5 728和324℃最为接近,JRA-55的平均积温偏差最大,NCEP-1标准差偏差最大。从26个测站积温的空间分布来看,基于ERA-Interim得到的积温空间分布基本上重现了浙江周边岛屿积温带受纬度和海陆分布影响的特征;JRA-55再分析数据次之,因三门健跳至岱山的部分海岛上积温比实测资料偏高,从而导致积温南北分布与实测不一致;而NCEP-1存在明显的偏差,在27°～28°N区积温偏低,在29°～30°N区积温却偏高,甚至超过了6 000℃,这使得根据NCEP-1得到的积温带南北分布与实测差别较大。整体而言,针对气温的分析研究,ERA-Interim再分析数据对浙江周边岛屿地区具有较好的适用性,可以作为地表温度的替代数据。

垂直混合方案对全球海洋环流模式模拟结果的影响对比研究

利用Modular Ocean Model version4(MOM4)海洋环流模式设计了2个全球海洋-海冰耦合的数值实验,以分析比较Pacanowski and Philander(PP)和K-Profile Parameterization(KPP)两种不同垂直混合方案在全球海洋上层模拟中的表现。实验结果表明,PP和KPP方案在中纬和高纬海域模拟海温差别较大,后者模拟结果好于前者;在低纬海域差别较小,但赤道断面PP方案模拟结果较好;KPP方案能很好地模拟太平洋赤道潜流,而PP方案模拟的赤道潜流位置偏浅。