三峡水库CO2、CH4通量监测分析研究

自成库以来,三峡水库CO₂、CH₄等温室气体通量较蓄水前发生明显改变。如何科学认识和客观评估三峡水库修建及运行对其CO₂、CH₄等温室气体通量的影响备受关注。本文简要回顾了自2009年以来在三峡水库开展CO₂、CH₄等温室气体通量监测与分析工作,综述认为,现阶段三峡水库温室气体排放以水-气界面扩散释放为主要途径。陆源输入的有机碳是主导三峡水库CO₂、CH₄产生的主要碳源,但在局部区段或时段自源性有机碳的贡献亦十分显著。同蓄水前相比,三峡水库碳排放量呈现为净增加,淹没效应约占水库C净增量的20%,库区内点面源污染负荷并未对CO₂排放的净增量产生显著贡献,阻隔效应和生态系统重建效应对三峡水库碳排放的净增量产生显著贡献。近10年来,监测方法比对、监测点位优化等工作在一定程度上完善了三峡水库温室气体通量监测体系。新方法、新技术的引入也为三峡水库温室气体通量监测分析提供了有利支撑和保障,但复杂水文环境...     

双偏振相控阵雷达误差评估与相态识别方法

选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据, 与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因, 发现反射率因子Z_H和差分反射率Z_DR的标定误差和随机误差较大, 其中Z_H误差变化范围为-0.5~4.5 dB, Z_DR误差变化范围为-0.7~0.2 dB。在上述较大误差影响下, 传统模糊逻辑相态识别方法的水凝物相态识别结果不可靠, 因此根据不同相态的雷达参量特征范围以及融化层高度建立基本结构为二叉树的决策树相态识别方法。针对上述方法的实际应用效果, 分别从水凝物相态识别结果对误差的敏感性和空间分布的合理性进行评估, 结果表明: 决策树相态识别方法的水凝物相态识别结果稳定性高于模糊逻辑相态识别方法, 且在对流云中的水凝物相态分布更加合理, 能够发挥X波段双偏振相控阵雷达在研究云内水凝物相态演变的优势。     

利用光生物反应器培养雨生红球藻的研究初探

用光生物反应器与光照培养箱两种培养容器培养雨生红球藻(Haematococcus pluvialis),对雨生红球藻在两种容器培养过程中细胞生长、pH值、溶解氧(DO)及虾青素积累情况进行比较,同时比较不同接种密度对光生物反应器培养效果的影响。实验表明,光生物反应器中藻细胞的调整期较短,接种1 d后即进入指数生长阶段,在胁迫阶段则仅需4 d即达到虾青素含量的峰值;将pH值控制在偏碱性条件下(7.75±0.10)有利于藻细胞更好生长;营养培养阶段DO相对饱和度上升至80%,而在胁迫阶段则迅速降低,最低值小于6%;较高的接种密度(2.3×104个/mL)具有较短的营养培养周期(7 d),且因接种密度变化对胁迫周期长短无明显影响(均为4 d),选用较高的接种密度可望降低工业生产成本。     

三峡不同蓄水阶段澎溪河CO2通量的初步研究

为掌握不同蓄水阶段温室气体通量强度,揭示水生生态系统在水库蓄水后的重建过程,选择2004年(蓄水后第1年)、2008年(蓄水后第5年)为典型年,结合同期主要环境参量,比较研究了三峡典型支流澎溪河回水区水柱表层CO₂分压p(CO₂)及其扩散通量F_CO2特征。研究发现,2004年澎溪河双江大桥处水柱表层p(CO₂)、F_CO2年均值分别为(101.9±7.5)Pa、(13.99±1.58)mmol/(m²·d),2008年相应为(129.1±16.4)Pa、(19.92±3.55)mmol/(m²·d)。水位上升淹没土地带来更多有机质降解,可能引起了p(CO₂)和F_CO2的总体升高;蓄水过程水域生态系统逐渐完善,浮游植物生长对p(CO₂)和F_CO2的影响逐渐显现。     

1980—2019年中国西北地区降雪和融雪时空变化特征北大核心CSCDCSSCI

西北地区降雪和融雪特征的长期变化对于融雪洪水过程的准确模拟具有重要意义。本研究基于1961—1979年站点观测的日降水和气温等数据,首先对比了湿球温度法、KS方法和双临界气温法计算的降雪量,确定了精度最高的双临界气温方案,进而计算了1980—2019年的日雪雨比,最后分析了雪雨比、降雪开始日期和融雪开始日期的变化规律。结果包括:①春季平均气温呈显著上升趋势,随海拔上升升温速率减小,青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区春季气温上升速率略低于北疆、南疆、河西走廊及内蒙古西部,春季雪雨比在海拔1000 m以上呈显著下降趋势,在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈显著下降趋势;秋季平均气温显著上升,随海拔上升升温速率增大,空间上在青藏高原地区上升速率最快,秋季雪雨比在不同海拔和部分气候分区都呈不显著下降趋势;冬季平均气温在海拔2000 m以上呈现显著升温,且随着海拔的升高升温速率加快,空间上在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈现显著升温,降雪量在1000~2000 m呈现显著增加趋势,空间上在北疆地区呈现显著增加趋势。②降雪开始日期随着温度的升高在所有区域都没有显著的推迟,每一年的降雪开始日期在不同高程带和不同气候区之间的差别没有变化,仍为30~40d。③融雪开始日期在所有海拔区间和气候分区都呈现出显著的提前趋势,每一年的融雪开始的日期在不同高程带和不同气候区的差别仍为25~30d。降雪和融雪特征的变化说明气候变化可能已经对融雪洪水的特征产生了明显的影响。     

三峡水库澎溪河春季水华期p(CO2)及影响因素分析

在三峡水库澎溪河回水区春季水华连续暴发期间(2010年4月10日至5月25日),对渠马至河口总计5个采样断面进行监测。结果表明水华期间水体叶绿素a(Chla),溶解氧(DO)及CO₂分压(p(CO₂))分层现象明显,表层水体受浮游植物光合作用的影响p(CO₂)较低,并且日照充足时,水体为CO₂的汇。研究期间表层水体p(CO₂)最小值出现在4月25日双江断面,为4.3Pa,吸收通量为-0.28 mmol/(m2·h)。p(CO₂)随水深迅速增加,并在10～15m趋于稳定。偏最小二乘回归分析(PLS)表明澎溪河水华期间,浮游植物的生长代谢是控制p(CO₂)的关键因素,水温与p(CO₂)负相关,但并不构成对p(CO₂)的绝对影响。通过引用Ep(CO₂)/ADO参数,观测到了澎溪河水体水华暴发的3个阶段,期间澎溪河表层水体经历了从碳汇到碳源最后又回到碳汇的过程。     

慎防石墨成为下一个稀土产业

我国基于高纯石墨深加工及高端材料制备技术仍较为落后,石墨产品多数是中、低档原料产品。在后端应用难以打开的情况下,石墨与稀土一样,作为矿产资源低价出口供应全球。目前,德国、法国、美国、瑞士、日本等发达国家都对自己国内的天然石墨资源进行封闭,不予开采,却从石墨矿产输出国低价购进石墨初加工产品经过深加工后高价返卖,赚取巨额利润。我国将如何应对?     

西藏南部花岗岩及有关岩石中的电气石

我国西藏南部,特别是高喜马拉雅地区,广泛分布着第三纪电气石花岗岩。这些岩石及其有关的伟晶岩和混合岩中都富含黑色电气石,显示了明显的区域性岩相学标志。本文对由本区和以北冈底斯地区这类岩石中采集的黑色电气石样品,作了某些物理性质、化学成分和穆斯堡尔效应的研究。     

利用雷达回波三维拼图资料识别雷暴大风统计研究

应用雷达回波三维组网拼图数据、加密自动站和地面灾害大风资料,对2008—2012年京津冀地区20次区域性雷暴大风天气过程进行了统计。检验了基于模糊逻辑建立的利用回波强度识别大风的算法,分析了大风出现的位置。该大风识别算法确定了雷暴大风的6个雷达识别指标及其对应的权重系数和不同季节的隶属函数。检验分析块状回波、带状回波和片状回波3类大风过程的识别效果,结果表明：块状回波类大风是由孤立的强单体风暴引发的,风暴单体具有回波强、回波顶高、垂直积分液态水含量大和移动快等特点,雷暴大风多出现在风暴单体附近且二者移动路径一致;带状回波的长度远大于宽度,主要包含飑线和弓状回波,大风影响范围广且多位于带状回波的前沿一带;片状回波多指大面积层云回波中镶嵌着强回波单体块的混合回波,对应出现的雷暴大风多位于风暴单体的周边区域。3类回波识别到的可能出现大风区域与实测大风范围基本吻合,块状、带状和片状3种类型的雷暴大风命中率分别为96.2%、68.6%和45.3%,漏报率分别为3.8%、31.4%和54.7%。由于垂直积分液态水含量偏低和回波强度弱,片状雷暴大风识别漏报相对较多;空报原因除了与测站分布稀疏有很大关系外,也与识别算法本身有关。识别检验证明雷暴大风综合识别方法是合理可靠、切实可行的,可以为雷暴大风的短时临近预警业务和系统开发提供技术支撑,这一工作也为进一步预警大风出现的位置提供了基础。     

太阳辐射短时临近预报R模型的构建及验证

提高太阳辐射短时临近预报（<6 h）的准确率是确保电网调度的重要举措,也是极具挑战性的技术瓶颈之一。基于云-辐射关系,利用地面观测的太阳辐照度反演的云相对辐射强迫比值,构建了太阳辐射短时临近预报模型（R模型）,并用美国南部大平原中心站16 a的辐照度观测数据,对R模型的预报性能进行了评估。结果表明：（1）有云存在的个例中,R模型较传统的简单持续性模型（Simple模型）的预报性能有很大提升,相比于预报性能较高的智能持续性模型（Smart模型或RCRF模型）仍有2%～25%的改进。（2）在16 a包含2.9×105个8类云状个例的总体检验中,当预报时效超过1 h时,R模型的预报性能显著优于Simple模型和RCRF模型。相对于RCRF模型,R模型在6 h预报时效下,对总辐射和直接辐射的预报性能可分别提高25%和19%,预报时效分别延长了1.5 h和1 h。（3）R模型为太阳辐射短时临近预报提供了准确率更高的基准模型。同时,该模型可仅依靠地面短期的辐照度观测资料即可预报,为缺少同期气象要素观测的光伏电厂的辐射预报提供了新的途径或新的可能。