塔克拉玛干沙漠高大复合纵向沙垄区路面沙害情势的变化特征

为了探讨机械防护体系人工防护工作停止后,公路路面沙害的形成和发育过程,分别于2003年和2007年对塔中地区一段井场路的路面沙害进行了实地测量和卫片室内量测,研究发现在塔克拉玛干沙漠公路复合型纵向沙垄区段,公路芦苇机械防沙体系极度衰竭后,路面沙害情势变化呈现一定的规律性:(1)2003年-2007年四年间公路沙害发展迅速,路面沙害程度进一步加重.路面沙害路段长度以年均2%的比例增加,沙害路段数也快速增加;路面沙害面积以每年平均10%的面积比例快速发展;沙丘前移压埋类型发展速度明显高于积沙类型.(2)沙垄区路面沙害发生频率和路面沙害程度的发展速率要远高于垄间区,在沙垄区次级地貌单元中,垄顶>背风坡>迎风坡;各地貌部位的沙丘前移压埋类型发展速率高于积沙类型.(3)路风夹角在83°～89°之间的路段沙害演化速率最大,其他小夹角沙害演化规律不明显;路面沙害强度的发展速率与路风夹角的关系不明显.     

巴丹吉林沙漠高大沙山典型区风沙地貌的分形特性

以分维为工具,以分维数为中介参数刻画巴丹吉林沙漠高大沙山典型区风沙地貌的形态特征,研究发现,该区星状沙山多单独分布,其沙山高度较综合型星状沙山及复合型星状沙山小,一般多在100~200 m之间,形态相对简单,因而其分维数较小(D=1.042462)。综合型星状沙山,为在巨大的沙山体上迭置有次一级的星状沙丘,其规模小于复合型星链状沙山,高度多达200~300 m,该类型沙山形态结构较星状沙山复杂,因而其分维数高于星状沙山(D=1.119346)。复合型星链状沙山,是构成该区域高大沙山的主体,其相对高度大于300 m,平均为30943 m,最高可达465 m,沙山形态结构颇复杂,在其巨大的沙山体上迭加有许多相同类型的次一级沙丘及古沙丘,规模也较综合型星状沙山大,因而其分维数最大(D=1.148164)。     

建筑物尖端对大气电场畸变影响的数值计算

建筑物尖端周围大气电场畸变特征研究是大气电学的重要分支之一。假定建筑物为理想导体并与地面充分连接,通过有限差分法计算二维泊松方程,得出建筑物周围的电位空间分布。讨论建筑物尖端的高度、宽度以及相对位置对大气电场畸变的影响,结果表明:最大电场畸变系数λ_i随高度呈线性增加,且线性方程斜率随宽度增加而减小;λ_i随尖端位置沿建筑屋顶的中心线向两边呈对称递增趋势,此趋势随建筑物高度增加更为显著; λ_i随尖端宽度呈指数递减关系,且宽度对畸变系数的影响随高度增加变得尤为显著。     

一种城市高大地物阴影检测方法

针对水体、偏蓝色地物会影响阴影检测精度这一问题,该文提出了一种基于WorldView-2影像的城市高大地物阴影检测方法。首先,在统计分析阴影及典型地物光谱值的基础上,对C1C2C3色彩不变空间中的C3分量利用直方图阈值法分割阴影区域和非阴影区域,分离后的阴影区域中包含了绿色植被信息;然后,利用多波段运算提取植被信息;其次,对最初的阴影植被混合区域和植被区域做逻辑差运算,得到目标阴影区域;最后,对阴影提取结果进行小区域去除和形态学滤波等后处理。实验结果表明,该方法针对WorldView-2影像具有普适性,能够有效避免水体、偏蓝色地物的影响,能够精确、快速地检测阴影区域。     

城市高大建筑群周围风环境研究

城市中高大建筑物和建筑群会显著改变城市近地面层风场结构. 在有较强来流时, 建筑物周围某些地区会出现强风; 如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域, 则可能使行人感到不舒适、甚至产生伤害, 产生行人风环境问题.因此在设计阶段, 应对建筑物的风环境做出评价, 以对可能出现的行人风场问题, 提出改进措施. 采用风洞热线测量、风洞刷蚀技术和计算流体力学数值模拟等方法, 对北京地区某高大建筑在北京地区盛行风条件下的风环境, 开展物理模拟和数值模拟, 并进行相互验证和比较. 研究结果表明, 3种方法得出行人风场结构和分布基本一致. 研究还分析了各方法的长处和局限, 指出3种方法的相互配合, 可使城市高大建筑的行人风环境研究更为科学、合理.     

巴丹吉林沙漠高大沙山的形成发育研究

通过对巴丹吉林沙漠高大沙山的考察，以及沙丘形态和风况、沙山TL测年、古沙丘层理产状等的研究表明，高大沙山的形成发育受沙源、风系、底基地形和灌草植被等因素的影响。第四纪以来弱水古水系的变迁为沙漠及沙山的发育提供了丰富的沙物质来源。沙山发育的受西风和西北风两大盛行风系的控制，末次冰期以前为西风环流主导时期，地表盛行风向为西风，次为西北风；末次冰期以来为季风环流主导时期，地表盛 行风为西北风，次为西风。沙山底基地形的起伏不仅诱发近地表气流产生波伏运动，同时也是风沙流运行的障碍。气候湿润期发育的沙丘灌草植被通过抑制风蚀、扑捉风沙等作用加速沙山的发育。高大沙山是新月形沙丘和沙丘链、复合新月形沙丘和沙丘链演进而形成的大型稳定风积床面形态。     

巴丹吉林沙漠及其高大沙山研究评述

亚洲内陆干旱化是国际古环境研究的热点问题。巴丹吉林沙漠是亚洲内陆第二大流动沙漠,拥有世界最高大的风积地貌——沙山,是亚洲内陆干旱化研究的重要载体。沙山的形成演化与其所在沙漠的环境变迁有关,且真实地记录了区域与全球的气候变化。沙山形成过程研究应从区域地质和环境演化入手。本文从地质演化、环境演化、沙漠沉积、沙漠水文、沙山地貌和沙山形成发育等6个方面阐述了有关巴丹吉林沙漠的高大沙山、沙漠湖泊和沙漠自身的形成演化。认为构造-气候事件是亚洲内陆干旱化的一级控制,地球运行轨道变化是二级控制。自新构造运动始至其趋缓,构造-气候事件始终是巴丹吉林沙漠环境气候的主控因素,地球运行轨道变化也起很大的作用。此时西风环流是中国北方沙漠带环境气候的主要驱动力。新构造运动趋缓后,地球运行轨道变化是中国北方沙漠带环境气候的主控因素,青藏高原对大气环流的影响逐渐显现,东亚季风环流是该地区环境气候的主要驱动力。古水说可以很好地解释沙漠湖泊水的来源问题,沙漠湖泊是通过浅层的地下水路依靠保存在地下的古水来相互补给的。宏观上沙漠湖泊是风蚀湖,高大沙山的维持与沙漠湖泊之间不存在必然的因果关系。风成说可以较好地解释沙山的成因。未来的重要研究方向之一是将沙山、沙漠及其演化一同进行研究,重建沙山和沙漠的演化历史,并探讨它们之间的关系。     

巴丹吉林沙漠南部高大沙丘包气带水分空间分布特征研究

水是影响沙漠生态系统的主要因子,决定着多年生植物的种类和数量。受恶劣的自然条件和研究手段限制,目前对沙漠地区包气带水分时空动态变化的研究相对薄弱。以巴丹吉林沙漠南部湖泊密集区为研究对象,通过随机采样和同一坡向剖面采样,综合运用DCCA和地统计学分析方法,揭示0～10 m较深层包气带沙丘水分的空间变化规律和局部控制因子对包气带水分的影响。结果表明,0～10 m沙丘包气带水分变化曲线呈指数、对数和对数正态分布3种类型,分别受地下水或下伏黏土层的毛管作用、湖心距和综合地形因子控制;影响沙漠包气带水分空间变化的主要局部控制因子与小流域的研究结果差异显著。地形、植被等局部控制因子影响对数分布型包气带水分的深度为表层1 m,而影响对数正态分布型的深度为3～4 m;沙丘水分随相对湖面高程空间变化差异显著,而空间相关距离则不显著。     

巴丹吉林沙漠高大沙山沉积物地球化学元素组成及其环境意义

地球化学元素不仅反映地球表层沉积物的组成特征,并在分析物源、沉积过程及重建古环境等方面有积极意义。通过野外采样、室内实验,对巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖、巴丹湖高大沙山区沉积物地球化学特征进行了分析。结果表明：沙山沉积物元素组成特征和含量略有区域差异;与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素中仅Si富集,其余均亏损;趋向迎风坡上部剖面,Si、K富集程度相对增加,其他常量元素（除Na）亏损程度增加。常量元素间的关系表明SiO₂影响沙山沉积物的地球化学组成及性质;迎风坡底部剖面沉积物呈现出多源性特征,可能是不同外力作用的结果。两湖区沙山的沙源属局部范围混合的结果,就近供应;干旱气候下沙山沉积物缺少较高等化学风化产生的条件,基本处在大陆风化早期阶段的初期。     

鄱阳湖湖滨沙山垄状地形的成因

江西星子县沙岭沙山位于鄱阳湖湖滨,临湖一侧发育顺盛行风方向延伸的垄状地形。研究从地貌学、沉积学和年代学的角度分析了垄状地形的成因。按照目前的风场计算出的沙丘走向与合成输沙方向近于垂直,说明这些垄状地形不是纵向沙丘。垄状地形内部发育平行层理,缺少滑动面,则进一步表明垄状地形并非沙丘。对垄状地形之间的沟谷形态观察后发现,这些沟谷与前丘上槽形风蚀坑形态颇为相似,且沙山的环境具备发育槽形风蚀坑的基本条件,所以我们将垄状地形之间的沟谷视为槽形风蚀坑。为确定风蚀坑的形成时代,我们在沙山上风区、下风区边缘选取了6个剖面,测得的28个光释光年龄显示,构成垄状地形的沙层堆积于约20kaBP以前的末次冰期。据此我们推测在冬季风最强的阶段(18-14kaBP),沙山由以前的风沙堆积转变为风沙侵蚀,产生了槽形风蚀坑。相邻槽形风蚀坑之间的条状突起就构成了垄状地形,因此星子县沙岭沙山临湖一侧的垄状地形属于风蚀地貌。