超燃冲压发动机凹腔内补氧的强化点火试验

在超燃冲压发动机扩张型燃烧室中,对凹腔内局部补氧的点火强化方法进行了试验研究。采用高速摄影手段研究了不同的补氧方式对凹腔内火焰分布特征和燃烧强度的影响,并针对并联双凹腔燃烧室构型,研究了在单侧凹腔补氧条件下向异侧凹腔的火焰传播过程。试验结果表明,采用凹腔内补氧的方式能调节凹腔内的燃料浓度分布、改善凹腔内的燃烧过程,控制燃烧放热强度;稳态燃烧情况下,观察到凹腔驻留火焰的两种存在特征,分别表现为:由回流区热量反馈机制作用下的凹腔局部驻留火焰和燃烧室全局压力反馈影响下的凹腔剪切层火焰。只有在单侧凹腔燃烧建立了全局压力反馈的条件下才能实现凹腔火焰的异侧传播。      

绿洲灌溉对垂直湍流热通量影响的大涡模拟研究

为了研究湍涡对中尺度绿洲灌溉的响应,利用WRF模式大涡模拟模块（WRF-LES）在西北半干旱区绿洲区开展灌溉前和灌溉后两个大涡模拟试验（分别简称为BI和AI）,其中灌溉可能会改变绿洲非均匀强度。利用面积平均的办法计算湍流热通量并利用小波分析将湍流热通量模态分解到不同的尺度。结果表明灌溉增加了土壤湿度,引起绿洲内部非均匀强度增加,灌溉对垂直热通量以及通量频散都有较大影响。AI中的湍涡为网状,与BI中一致。AI与BI中的感热通量的频散高度都随着感热通量的减小而减小。AI与BI中感热通量小波能量谱尺度一致,但是BI中强度比AI小。潜热通量的频散高度依赖于感热通量,且潜热通量能量谱随高度减小。空间滞后相关系数的结果表明由于灌溉前地表加热较强,感热通量对地表热通量的响应高度在灌溉之前（BI）比灌溉后（AI）更高。灌溉后的通量模态的飘移距离小于灌溉前的。     

太阳能光伏屋顶对城市热环境及能源供需影响的模拟

太阳能光伏屋顶的安装在一定程度上能缓解城市化带来的能源危机和城市热环境的破坏。将太阳能板的传热模型引入WRF模式的多层城市冠层方案中,选取了2017年7月21—27日一次典型的高温热浪天气过程,在线模拟太阳能屋顶两种安装形式(贴覆式和支架式)对城市热环境及能量平衡的影响。结果表明:(1)贴覆式太阳能屋顶可使白天2 m气温最多降低0.29°C,降温效果优于支架式屋顶,但夜间温度下降较小。支架式屋顶白天最大降温0.23°C,夜间降温效果明显,与普通屋顶相比,温度最多降低了0.60°C。(2)太阳能屋顶白天确实可以起到降温效果,抑制白天边界层的发展高度,降低边界层的厚度。(3)太阳能屋顶除了对城市气象的影响外,最重要的是它对能源的贡献。从结果来看,太阳能电池板产生的电能可以满足商业区54.5%的空调消耗。     

昆明强降水对城市化和热环境变化的响应研究

局部气候变化下的城市化往往对强降水的发生发展产生重大影响,为探究城市化和热环境对昆明强降水的作用,文中利用昆明市1991—2021年湿季（5—10月）城区昆明站与郊区晋宁站的逐时降水数据进行分析,在揭示不同城市化阶段城郊站点之间的强降水差异和变化趋势基础上,结合MODIS地表温度遥感数据,从快速城市化背景的角度,进一步探讨昆明主城区湿季昼夜城市热环境时空分布情况及其与城区强降水指标之间的定量关系。结果表明,近31年来城郊两站点的强降水量和强降水频次均呈现上升趋势。其中,城区强降水量与强降水频次总体增长速率大于郊区,城郊差异较大,城市化对城区强降水量和强降水频次的贡献率分别达到47%以及40%。昆明城区进入21世纪以来总降水量减少,城区强降水量与强降水频次的贡献率不断上升,其线性趋势均在快速城市化阶段表现出更高的显著性。昆明城区强降水主要活跃在19时至次日05时,属于夜间活跃型单峰结构,强降水峰值出现在凌晨04时,“夜雨”特性显著,强降水频次对强降水量具有主要贡献。在1991—2021年期间,白天城郊站点强降水均无明显变化趋势,而夜间城区的强降水量与强降水频次的贡献率趋势上升,并显著表现...     

大型火电厂热排放对邹县环境气温影响的初步研究

对1960—2009年邹城和兖州温度及温度日较差的年、季变化趋势进行分析,对比邹县电厂现况发展,研究电厂热排放对环境气温的影响程度和相对贡献。结果表明：近50 a来,邹城和兖州年平均气温呈上升趋势,年增温速率分别为0.326 ℃∕10 a和0.124 ℃∕10 a,且邹城显著增温时间与火电厂投产时间一致。1960—1994年,热排放增温率均为正值,年最低气温高达0.51 ℃∕10 a,年日较差为-0.35 ℃∕10 a,多个季和年值增温贡献为100%。1995—2005年,热排放增温率为正值,平均气温为0.209 ℃∕10 a,年最低气温为0.118 ℃∕10 a,年最高气温为0.056 ℃∕10 a,年日较差为-0.100 ℃∕10 a,表现为热排放对平均气温和最低气温影响显著,对最高气温影响较弱,多个季增温贡献有所降低,仍显示出热排放对环境温度有相当程度的贡献。     

基于TM影响的不同季节北京城市热环境研究

利用2005～2006年4景北京Landsat TM影像,通过热红外波段反演地表温度,揭示不同季节城市热环境分布特征及其空间差异。分别利用遥感反演的地面温度和地面气象站观测的气温数据,计算地表热岛强度和空气热岛强度,并分析其季节变化,结果表明：城区相对近郊区,热岛效应在夏季显著;城区相对于乡村,四季都存在较强的热岛效应。     

基于卫星遥感的长江三角洲地表热环境人口暴露空间特征

研究城市地表热环境变化的时空演变规律对防灾减灾具有重要意义。本研究以卫星遥感的夜间灯光,植被指数,高程和坡度为自变量构建了适用于人口空间分布估算的随机森林模型,结合卫星遥感反演的地表温度数据,以2016年夏季为例,研究了1km分辨率的长江三角洲地区夏季地表热环境人口暴露分布特征。研究表明:(1)利用随机模型对长江三角洲2016年人口进行1000m格网空间化分布模拟,变量解释度达到80%,人口空间化结果接近实际。(2)人口密度高值区和夏季大部分月份内的地表热环境高温区和人口暴露高和极高风险区总体有较好的对应。6月皖北地区高温区面积增大导致地表热环境的人口暴露风险较高等级的面积比例高于其他月份。(3)在月和季节平均尺度上,地表高温热环境暴露极高和高风险区域面积极少,处于沿海地区、长江下游沿线以及各县区的中心城市;中等暴露风险区域主要分布在东部及中心城市周边地区;低暴露风险区分布在东北部内陆地区和东北部人口数量相对较少地区。     

城市热环境发展及缓解方案研究综述

城市热环境问题日益严重,通过对已有热环境的研究结果进行分析,进而探讨改善热环境的相应措施具有重要实践意义。从城市热环境的影响因子、观测方法、研究手段、降温原理以及降温效果等方面对城市热环境的发展和缓解进行总结。深入分析当前主要的研究手段和缓解措施,包括遥感技术和数值模拟的使用,绿色屋顶、绿色建材、城市灌溉、城市结构、通风廊道和人为热的降温效应。针对现有研究的不足,提出对未来的研究建议,为改善城市热环境提供理论依据。     

内蒙古地区下垫面变化对土壤湿度数值模拟的影响

利用第二次全国土壤调查土壤质地数据（SNSS）和中国区域陆地覆盖资料（CLCV）将陆面过程模式CLM3.5（Community Land Model version 3.5）中基于联合国粮食农业组织发展的土壤质地数据（FAO）和MODIS卫星反演的陆地覆盖数据（MODIS）进行了替换,使用中国气象局陆面数据同化系统（CMA Land Data Assimilation System,CLDAS）大气强迫场资料,分别驱动基于同时改进土壤质地和陆地覆盖数据的CLM3.5（CLM-new）、基于只改进陆地覆盖数据的CLM3.5（CLM-clcv）、基于只改进土壤质地数据的CLM3.5（CLM-snss）和基于原始下垫面数据的CLM3.5（CLM-ctl）,对内蒙古地区2011～2013年土壤湿度的时空变化进行模拟试验,研究下垫面改进对CLM3.5模拟土壤湿度的影响。将四组模拟结果与46个土壤水分站点观测数据进行对比分析,结果表明:相对于控制试验,CLM-clcv、CLM-snss和CLM-new都能不同程度地改进土壤湿度模拟,其中CLM-clcv主要在呼伦贝尔改进明显,CLM-snss则在除呼伦贝尔以外的大部地区改进显著,CLM-ctl模拟的土壤湿度在各层上均系统性偏大,而CLM-new模拟土壤湿度最好地反映出内蒙古地区观测的土壤湿度的时空变化特征,显著改善了土壤湿度的模拟,体现在与观测值有着更高的相关系数和更小的平均偏差与均方根误差。     

基于加密观测资料的杭州城市热环境及闷热特征分析

基于加密观测的自动站资料,统计分析了杭州主城区热环境空间分布及时间演变特征,结果表明:杭州城市热岛效应在秋、冬季最强,春季次之,夏季最弱。江干、萧山、上城的大部地区为热岛强度主要高值区,年平均值达0.50℃以上。秋季最高值达0.75℃以上,其余季节高值区为0.50℃以上,高值区范围在冬季最大、夏季最小,热岛效应有从老城区向新城区扩展的趋势。杭州城市热岛效应还存在夜间强、白天弱的日变化特征,02:00高值中心达1.00℃以上,08:00降到0.50～0.75℃,14:00全市几乎均为0.00～0.25℃,20:00最大值为0.75℃以上。城区比郊区更易发生闷热天气,程度也更强,但近几年城乡热感差异有缩小趋势。     

黄河源区草地退化对局地气候环境影响的数值模拟

土地覆盖变化会影响到近地层各气象要素发生不同程度的变化.利用中尺度数值模式MM5,设计了一个控制试验和一个敏感性试验.通过对2003年7月一个月的积分,模拟了黄河源区草原退化对局地气候环境的影响.结果表明,黄河源区草原退化导致该地区2 m高度气温及地表温度明显升高;空气湿度及土壤湿度不同程度减小;草原退化后降水的减小影响到径流减小;草原退化后还引起退化区感热通量增加,潜热通量减小,有效通量(感热通量+潜热通量)减小.与草地农牧化相比,草原退化对气候环境的影响程度更强.     

稀疏植被地表反照率日变化对通量模拟效果的影响分析——以内蒙古荒漠草原感热和潜热通量为例

基于Noah陆面过程模式,利用内蒙古荒漠草原陆—气通量长期定位观测资料,模拟了地表反照率日变化对该荒漠草原感热和潜热通量的影响。结果表明,地表反照率的日变化将改善Noah陆面过程模式对内蒙古荒漠草原感热通量的模拟,但对受水分制约的潜热通量的改善效果不明显,表明准确地模拟地表反照率的日变化对模拟稀疏植被的感热通量至关重要。