2021年诺贝尔物理学奖：复杂系统科学的新纪元

2021年度诺贝尔物理学奖授予3位科学家，以表彰他们“对理解复杂物理系统的开创性贡献”。真锅淑郎(Syukuro Manabe)和克劳斯?哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)共同分享了1/2的奖金，获奖理由是“对地球气候建立物理模型、量化可变性并可靠地预测全球变暖”。乔治?帕里西 (Giorgio Parisi)获得另外1/2的奖金，获奖理由是“发现从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响”。文章介绍了这几位科学家的工作以及他们的贡献。     

热河生物群窃蛋龙类的发现及研究进展

窃蛋龙类是一类形态特殊的兽脚类恐龙，它们的头骨高度特化，而且具有护卵习性。窃蛋龙类有很多特征与鸟类相似，对研究鸟类起源具有重要意义。由于长时间没有发现早期物种，窃蛋龙类在兽脚类恐龙的系统发育位置还存在很多争议。20世纪90年代以来，在中国辽宁西部早白垩世热河生物群发现以尾羽龙科为代表的早期窃蛋龙类，部分尾羽龙科恐龙的化石标本还保存有羽毛等软组织和胃石，为研究窃蛋龙类的早期演化、生活习性、羽毛及其他软组织演化等提供了重要信息。2019年研究的干戚刑天龙为窃蛋龙类手部和胸骨的演化提供了新的认识。     

超长波天文观测微卫星宽带有源天线设计

月球轨道超长波天文观测微卫星(path finder of discovering the sky at the longest wavelengths,DSL-P)是国际首次开展绕月轨道超长波干涉技术验证实验。DSL-P工作频率1~30 MHz,其关键技术之一为宽带有源天线。介绍了DSL-P宽带有源天线的方案,重点分析其噪声特性,通过仿真和测试获取有源天线的噪声性能,分析宽带有源天线对系统设计指标的满足度。研究表明,用于超长波观测的宽带有源天线并不是传统意义上的被动天线和前置放大器的组合,其主要作用是阻抗匹配,并可兼顾噪声要求。     

岩心润湿性对核磁共振可动流体T_2截止值的影响

对有代表性的低渗透储层密闭取岩心平行样进行原始润湿和强亲水岩心的T2截止值核磁共振离心实验标定,并将实验结果进行比较,分析2种不同润湿性条件下T2截止值的差异及影响因素。研究表明:强亲水岩心的T2截止值比对应保持原始润湿性岩心的T2截止值普遍偏小,强亲水5块岩心实测T2截止值的分布范围为9.64~13.89 ms,平均值为12.58 ms;保持原始润湿性5块岩心实测T2截止值的分布范围为11.57~20.03 ms,平均值为16.33 ms。由于润湿性的影响,原始润湿岩心饱和水T2谱比对应的强亲水岩心T2谱偏右,T2几何平均值增大。岩心渗透率越大,含油性越好,岩石越亲油,则原始润湿岩心T2谱越偏右,T2几何平均值越大,导致T2截止值增大。岩心渗透率越小,岩石孔喉越细小,由于毛管力作用,原始润湿岩心束缚水饱和度更高,导致对应的T2截止值更大。     

准噶尔盆地西北缘二叠系砂砾岩储层主控因素

准噶尔盆地西北缘二叠系碎屑岩储层的岩石学特征和物性特征的研究表明:克—百地区储层类型主要是小砾岩和砂砾岩,物性以夏子街组(P2x)为好,风城组(P_1f)和下乌尔禾组(P_2w)较差,上乌尔禾组(P3w)较好;车—拐地区储层类型主要是砂砾岩和小砾岩,物性以下乌尔禾组(P2w)为最好,上乌尔禾组(P_3w)及佳木河组(P_1j)次之.在此基础上,通过对岩芯、薄片、测井,录井及扫r电镜资料的分析,研究了沉积环境及成岩作用对准噶尔盆地西北缘二叠系砂砾岩储层物性的控制作用.研究区以扇三角洲沉积相为主,其前缘水下分流河道微相水动力条件最强,储层的泥质杂基含量最低、物性最好;平原分流河道微相水动力条件较强,在合适的条件下也可以形成优质储层;前缘水下分流河道间、平原漫滩、平原沼泽等微相由于水动力条件较弱,沉积物泥质杂基含量较高,难以形成有效储层;研究区少量发育的冲积扇相沉积物的物性大多数较差,仅扇中及扇缘的部分河道沉积物物性较好.研究区对储层物性影响明显的成岩作用主要是压实、胶结、溶蚀作用,其中压实作用是储层物性最主要的破坏性成岩作用,造成了储层物性不可逆的降低;依胶结物含量的不同,胶结作用对储层物性具有双重作用;溶蚀作用是产生次生孔隙和裂缝,并具有连通作用的最重要的建设性成岩作用.总结了研究区砂砾岩储层的主控因素:沉积相带是控制碎屑岩储层物性的关键因素,压实作用强度是决定碎屑岩储层物性条件的主要因素,胶结作用的发育程度对储层原生孔隙的保存和次生孔隙发育影响较大,酸性孔隙流体运动活跃的疏导层是溶蚀孔隙发育区和油气聚集的有利区带.     

冀北赤城红旗营子杂岩的地质特征及意义

运用野外地质填图、岩石地球化学分析以及同位素年龄等方法探讨冀北赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化以及时代归属等特征,为重新划分冀北赤城的红旗营子群提供依据。结果显示红旗营子杂岩由云州表壳岩及其内部的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄)大理岩等透镜状构造岩块组成,它们一起经历了晚古生代(321~326 Ma B.P.)区域角闪岩相变质事件。其中,云州表壳岩的岩性主要为石榴黑云斜长片麻岩,原岩是形成于大陆岛弧环境的泥质(含泥质)砂岩,沉积作用发生在晚古生代(340~369Ma B.P.),属于晚古生代沉积-变质地层;石榴黑云斜长片麻岩之中的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄)大理岩等构造岩块应属"外来"的洋壳残片,成因上可能与古亚洲洋的洋壳向南俯冲消减有关。赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化以及同位素地质年代学等特征明显不同于冀北其他地区的红旗营子群,冀北红旗营子群需要重新划分。     

柴达木盆地北缘第三系沉积体系演化模式

基于柴达木盆地北缘第三系的地质背景和构造演化,结合野外露头、岩心、测井解释和地震相特征,研究了沉积相的纵横分布特征并建立了柴北缘第三系沉积体系演化模式。结果表明:盆地边缘的马北、马西和平台地区一带主要以冲积扇和辫状河沉积为主,靠近湖盆中心的南八仙、冷湖Ⅵ号和Ⅶ号、鄂博梁等地区主要发育辫状河三角洲平原或前缘相带。路乐河组(E1+2)冲积扇较为发育,辫状河相对发育;下干柴沟组(E3)主要发育辫状河和辫状河三角洲沉积,下干柴沟组下段(E13)到下干柴沟组上段(E23)是一个辫状河向辫状河三角洲演化的水进沉积序列;上干柴沟组(N1)和油砂山组(N2)发生进一步湖侵,湖盆扩张,为辫状河三角洲前缘与滨浅湖的交互沉积。在此基础上,建立了柴北缘古近纪—新近纪从物源区向盆地中心发育的冲积扇—辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系模式,并探讨了沉积体系演化过程及其油气意义。     

需求侧全球碳排放强度的度量及分解

利用非竞争型投入产出表提出了需求侧的全球完全碳排放强度度量方法,建立了经济体维度和最终需求类型维度变化的贡献率分解模型,以及包含碳排放系数、中间投入技术结构、增加值系数和最终需求4类影响因素的结构分解模型,分析了1998-2007年全球主要经济体和代表性国家的碳排放强度变化.结果表明:全球完全碳排放重心向发展中国家转移,完全增加值重心在发达国家,完全碳排放强度下降主要贡献仍来自欧盟和北美自贸区.各国消费的完全碳排放强度均小于出口和投资的完全碳排放强度,并带动了整体完全碳排放强度的下降。碳排放系数仍是促进需求侧碳排放强度下降的主导因素,其他3类因素对不同国别不同类型的完全碳排放强度影响效果不一,其中在出口的完全碳排放强度中表现出更为显著的国别差异.     

基于agent-based model的住房市场演化问题研究

在房地产市场中,多个具有一定量财富的个体依据其不同需求产生具有差异性的住房选择行为,在宏观上会呈现某些特定的规律.本文从这一角度出发,运用agent-based model,在居民家庭财富增长和房屋价格双重因素的考虑下,依据房地产市场中个体的实际行为规律,设定出相应的运行规则,对房地产市场中个体迁移图景进行了计算机模拟.以基尼系数作为衡量经济不平等程度的标准,空间差异指数作为经济分割的度量指标,改变模型初始条件和各参数取值,从多角度分析,最终得出,在现有住房规律之下,随着居民家庭财富的不断增长,会导致城市居民出现居住空间上的隔离并进一步拉大贫富差距,形成空间经济分割的现象.     

锁固段损伤过程中的能量转化与分配原理

锁固段是主控构造地震产生的地质结构，研究其损伤过程中的能量转化与分配原理，可加深对其损伤行为和能量演化机制的理解.基于能量守恒原理，阐明了受载锁固段内裂纹扩展时储存弹性应变能的转化与分配关系，提出了锁固段破裂事件的地震波辐射能计算公式.据此，在孕震断层多锁固段脆性破裂理论框架下，推导了主震判识的震级准则，论证了锁固段累积Benioff应变比与剪切应变比的等效性，提出了锁固段破裂事件的震源参数计算方法.实例分析表明，该方法可靠.该研究成果在主震判识、震源参数估算与复核等方面具有良好的应用前景.