气候变化和物候变动对东北黑土区农业生产的协同作用及未来粮食生产风险

东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,也是中国气候变化最敏感的地区之一。然而,气候变化背景下东北黑土区气候及物候变化对农业生产力的综合影响并不清晰,未来农业生产风险评估的定量化程度不够,风险等级制定缺乏依据。本文借助遥感产品、气候资料和模拟数据等资料,综合运用多元线性回归、相关分析及干旱危险性指数等方法,探究东北黑土区作物物候动态及其气候响应特征,辨识气候与物候变化对农业生产的复合效应及未来可能风险。结果表明：① 2000—2017年东北黑土区29.76%的区域作物生长季开始期呈显著延后趋势,16.71%的区域作物生长季结束期呈提前态势,生长季开始期受气温的影响范围广,且滞后时间长;生长季结束期与前期气候变化关系更加密切,且带状差异性响应格局尤其明显。② 气候变化和物候期改变对作物生产的解释能力较生长季同期气候变化的解释能力增加了70.23%,解释面积扩大了85.04%。③ RCP8.5情景下东北黑土区粮食总产量呈现上升趋势,粮食生产风险表现出“南增北减”的演变特征,风险区面积不断扩大,全球温升2.0 ℃时,松嫩黑土亚区南部粮食减产量可能达到10%。研究有助于深入认识气候—物候—作物生产的关联机理及未来粮食生产风险,对制定气候变化应对策略,保障国家粮食安全具有重要意义。     

考虑变形影响的黄土土-水特征及其滞后效应

为了研究变形对非饱和黄土土-水特征和滞后效应的影响,通过先构建恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比的关系,再引入吸力的影响,建立了一个能够考虑变形的三维土-水特征曲面模型,模型能够很好地描述不同初始孔隙比黄土吸脱湿过程中含水率随孔隙比和吸力的变化规律。为了证实所提出模型的可靠性,对压实黄土进行一系列吸脱湿过程的土-水特征试验。试验结果表明,恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比成线性关系,验证了模型的理论假设。另外由模型可以确定恒定孔隙比状态的土-水特征,将其与试验结果对比发现,脱湿路径由吸力引起的变形对土-水特征影响较大,会使特征参数减小,并抑制滞后效应。     

天目山柳杉树轮δ^13C对华东地区降水序列的重建

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后，得到树轮的δ^13C年序列。将δ^13C年序列去除大气CO2的影响，保留其高频振荡部分。利用华东地区部分气象站的降水资料，通过主成份分析，分析了降水与树轮δ^13C之间的关系。考虑滞后效应，利用回归方法重建了过去一百多年来的华东地区不同时段的降水序列，并分析了其变化特征。     

黄土区坡地降雨入渗产流过程中的滞后效应

利用黄土高原沟壑区典型小流域坡地天然降雨入渗-产流的实测资料分别对考虑滞后效应与不考虑滞后效应的情况进行了模拟研究,结果表明:在降雨入渗-产流过程中,滞后效应加快入渗速率,减少径流量;滞后模型使土壤含水量、产流过程更加接近实测值.由此可见,土壤水滞后效应对土壤含水量、入渗速率、产流过程及产流量都有相当大的影响,因此在水量转化研究工作中考虑滞后效应的影响是必要的.     

沿海城市极端气温对脑卒中死亡的滞后定量影响

当夏季和冬季出现极端气温时,脑卒中死亡有明显增加,但不同地区极端气温对脑卒中死亡的影响不同。以宁波为沿海城市的代表,采用2013—2019年宁波市脑卒中死亡病例和同期的气温数据,利用分布滞后非线性模型（DLNM）,研究了极端气温对不同群组脑卒中死亡的滞后定量影响。结果表明:（1）极端高温对除低龄组外的其他人群脑卒中死亡效应趋势基本一致,即累积相对危险度（RR）及95%置信区间（95%CI）随时间延长增大,热累积促进效应随时间增强,对全部人群滞后3 d内的脑卒中死亡有促进效应。40℃滞后0—1 d、0—2 d和0—3 d累积相对危险度（95%CI）分别为1.29（1.17—1.43）、1.38（1.22—1.55）和1.41（1.25—1.60）。（2）极端低温对不同人群脑卒中死亡促进效应趋势不同,对于全部人群,当天没有明显的促进效应,滞后第3到4天开始有明显的促进效应,累积相对危险度（95%CI）随时间增大,低温累积促进效应随时间增强,滞后15 d后对脑卒中死亡无明显的促进效应。?4℃滞后0—5 d、0—10 d和0—15 d累积相对危险度（95%CI）分别为1.23（1.00—1.50）、1.61（1.22—2.12）和1.95（1.39—2.75）。（3）极端气温对高龄组（≥65岁）脑卒中死亡的促进风险更高,对低龄组没有明显的促进或抑制效应。极端高温对男性热累积促进效应更强,极端低温对女性累积促进效应更强。      

三峡库区典型堆积层滑坡变形滞后时间效应研究

堆积层滑坡是三峡水库运行过程中的重要地质灾害,其变形演化往往滞后于库水位的变化,表现出时间滞后效应,给滑坡灾害精准预测和灾害警情准确发布造成极大困扰。采用集对分析法并结合层次分析法,构建了滑坡加权位移向量计算模型,在滑坡加权位移演化与库水位波动相互关系定性分析的基础上,寻找滑坡加权位移与库水位变化速率相关性达到最大时的平移步数,从而计算出滑坡变形滞后于库水位变化的时间。以三峡库区典型堆积层滑坡——树坪滑坡为例,在分析滑坡变形演化规律基础上,分别选取2012年、2013年、2014年汛雨期地表位移与库水位下降速率的监测数据开展滑坡变形滞后时间研究。研究发现:当库水位下降速率小于等于0.43 m·d-1时,树坪滑坡变形滞后时间大于等于5 d;当库水位下降速率在0.43 m·d-1到0.7 m·d-1之间时,树坪滑坡变形滞后时间在2 d到5 d之间;当库水位下降速率大于等于0.7 m·d-1时,树坪滑坡变形滞后时间小于等于2 d;随着库水位下降速率不断增大,树坪滑坡变形滞后时间不断缩短。通过分析滑坡不同空间位置监测点的滞后时间,发现越靠近滑坡体前缘变形滞后时间越短,当库水位下降速率在0.43 m·d-1到0.7 m·d-1之间时,滑坡前缘变形滞后时间在2.4 d到5.4 d之间,滑坡中部的变形滞后时间在3.4 d到5.6 d之间,滑坡前缘和中部的变形滞后时间差在0.2 d到1.4 d之间。研究成果可以为树坪滑坡的监测预警防治工作提供参考,对重大水利工程涉水滑坡监测预警具有一定借鉴意义。     

Effect of different cold air intensities and their lagged effects on outpatient visits for respiratory illnesses in Handan in different seasons

本文利用2016年到2019年邯郸市气象要素和呼吸系统疾病门诊数据,分析了不同季节不同强度的冷空气过程及其对呼吸系统疾病的影响.结果显示:尽管呼吸系统疾病在冬季高发,夏季最低,但冷空气对呼吸系统疾病的影响在夏,春季最大,就诊人数分别在冷空气日后两天和五天增加18.4%和13.3%,而冬季就诊人数在冷空气日后三天仅增加3.2%.冷空气对疾病影响的滞后时间在夏,秋和冬季随冷空气强度的增加而减少,而春季的滞后时间总是很长.这些发现可为科学应对气候异常导致的人群健康风险提供针对性依据.     

饱水和天然状态下页岩滞后效应及阻尼特性研究

运用RLW-2000型微机伺服岩石三轴试验机,对饱水状态和天然状态页岩在不同围压下进行三轴循环加卸载试验,分析了两种含水状态页岩的力学特性和滞后效应,并基于能量原理讨论了阻尼比演化规律。试验结果表明：随循环次数增加,累积残余应变逐渐增加,相对残余应变先降低,后趋于稳定区域,直至破坏前急剧增加;饱水页岩的加卸载变形模量均比天然页岩小,加载变形模量整体比卸载变形模量小;在加载和卸载阶段,均出现应变始终滞后于应力的现象;饱水页岩的滞后效应比天然页岩更明显。提出了考虑滞后效应的能量计算方法,较以往能量计算的误差更小。最后基于能量原理对阻尼比的计算公式进行修正,发现饱水页岩的阻尼比比天然页岩大。阻尼比的变化较好地反映了页岩损伤机制,可作为预判页岩失稳破坏的重要指标。     

三峡水库水面蒸发年内滞后效应分析

水面蒸发在季节变化上相比净辐射等气象要素的相位延迟反映了水体储热对水面蒸发的影响,量化这一对气象要素波动的滞后响应对理解和估算深水水库(湖泊)蒸发非常重要。三峡水库等河道型深水水库的水位和面积具有显著周期性变动,使得其水面蒸发的响应模式更为复杂,而目前对其认识非常薄弱。本文利用2013年8月—2020年7月三峡水库巴东站水面蒸发场和陆面蒸发场的蒸发和气象观测数据,分析了水面蒸发的季节变化及其年内滞后效应。结果表明:水面蒸发场蒸发量在年内的8和12月呈现双峰变化,与只有8月单峰值的陆面蒸发场蒸发量显著不同。水面蒸发场蒸发量相对净辐射、平均气温和水面温度分别存在4、3和2个月的滞后,而陆面蒸发场蒸发量相对滞后时间均在1个月以内;水面与陆面蒸发场相比,水温、蒸发量和水面与大气饱和差之间的滞后时间分别为1、3和4个月,而平均气温和净辐射之间不存在滞后。本文揭示出三峡水库巴东段水面蒸发年内滞后效应主要受到水库水温引起的水面与大气饱和差在季节上滞后的影响,需通过深入分析水温的时空变化来明确整个三峡水库的水面蒸发特征。     

连云港温盐井水温资料对比分析

随着海洋自动观测系统的推广应用,温盐井也在海洋系统普及开来,对温盐井性能的研究,即所测得的水文数据的有效性进行研究有现实意义。对连云港海洋环境监测站温盐井内外表层海水温度的数据运用传统的统计对比分析,指出该温盐井测得的数据中有96.2%的水温数据符合海滨观测规范规定的三级标准是有效的。从而表明温盐井满足了测量表层海上温度的技术要求。