中国风沙物理研究五十年(Ⅰ)

2005年中国沙漠研究已经走过了50a的历程,作为沙漠科学重要组成部分的风沙物理学研究在中国亦有50a的历史了。本文较为详细地全面回顾了20世纪50年代中后期至90年代后期中国科学院知识创新工程实施之前我国风沙物理研究所做的主要工作和取得的成就,以期对相关的研究者有所帮助。这一时期的工作可以分为两个阶段。20世纪50年代中后期至60年代中期为理论准备和野外观测积累阶段,引进西方和前苏联在风沙物理学方面的研究成果,配合我国防沙治沙实践的需要开展野外观测研究。研究手段以大面积考察、半定位试验观测和定位试验为主。研究成果体现在风沙移动规律的初步认识、沙丘移动规律、中国沙丘活动的总体规律、防沙措施的布设原则和风沙运动理论的初步探讨等几个方面。1967年我国第一个风沙环境风洞建成使用,使风沙物理学的实验研究成为可能。自20世纪80年代开始同时向微观领域深入和向宏观领域扩展,风沙颗粒运动学、风沙流、风沙地貌动力、土壤风蚀和防沙原理等风沙物理学的主要领域得到了全面发展,在一些前沿探索领域亦有重要成就。     

Sedimentary characteristics of paleo-aeolian dune sands of Salawusu Formation in the Salawusu River Valley

The Salawusu Formation of Milanggouwan section in Salawusu River Valley in-cludes 7 layers of paleo-mobile dune sands, and 4 layers of paleo-fixed and semi-fixed dune sands. Their structures have been observed and their grain size, surface textural features and several main chemical elements have been analyzed. The results showed that: 1) Some of the aeolian structural characteristics of these dune sands are similar to that of the recent dune sands. 2) They are also similar to the recent dune sands in grain size components, and parameters of Mz, σ, Sk and Kg, as well as in several main chemical components. 3) The scattergrams of Mz-σ and SiO2–Al2O3+TOFE and the probability curves of grain size showed that these paleo-dune sands are different from paleosols and fluvio-lacustrine facies, but are consistency with recent dune sands. 4) Quartz sands have well roundness and surface textural features such as dish-shaped pits, crescent-shaped pits, pockmarked pits, upturned cleavage plates, siliceous precipitates and siliceous crevasses, indicating that they had been carried for a long time by the wind. As the 11 layers of paleo-dune sands possess the aeolian characteristics in structure, grain size, surface textural features and chemical elements, the origin of their formation should be attributed to eolation.     

广西典型海湾物质输运滞留时间研究

为研究广西典型海湾物质输运的时间尺度,建立了钦州湾和铁山港湾水动力与物质输运数学模型,计算了钦州湾和铁山港湾物质输运的滞留时间和半交换周期,探讨了滞留时间随入海径流量的变化以及与半交换周期的关系.结果显示,钦州湾的滞留时间为413 - 595 h,半交换周期为148 - 178 h,铁山港湾的滞留时间为215 - 598h,半交换周期约为50 h,钦州湾和铁山港湾的滞留时间均随径流量增大而减小.铁山港的滞留时间在小流量情况下随径流量的变化显著,在大流量下随径流量变化较小,而钦州湾的滞留时间随径流量大致呈线性变化.钦州湾和铁山港的滞留时间和半交换周期之间尚无明确的函数关系,这反映了不同海域的水深、地形及径流与潮汐相互作用的差异性和复杂性.     

青藏高原东北部甘加盆地古梯田地层与年代初探

梯田是人类几千年来利用和改造自然能力的象征,在人类社会发展中发挥了重要的作用。甘加盆地位于青藏高原东北部甘肃省夏河县,盆地内的丘陵、山麓地带分布大面积的层状梯形景观,疑似弃耕的古代梯田。本文在实地考察的基础上,基于卫星遥感资料,通过GIS手段分析发现古梯田面积为42.2 km²（约63000亩）,主要分布在盆地内央曲河及其支流两侧海拔2936~3326 m间的山坡上。通过对3个古梯田剖面样品的磁化率、总有机碳/氮（TOC、TN）含量、孢粉、粒度等环境代用指标分析,同时对比具有准确年代控制的自然剖面磁化率与粒度。研究结果显示：梯田开垦于晚全新世（距今3000 a）古土壤,梯田剖面顶部25~35 cm不同于自然剖面而呈均一化的指标证实了耕作层的存在（距今约1000 a以下层位）;但耕作层之上TOC、TN含量的增多,以及梯田剖面与自然剖面整体一致的指标变化趋势说明了梯田被短期利用后长期废弃;结合历史文献资料推断夏河古梯田是在北宋“弓箭手屯田”制度（1074—1125年）下开垦的;气候重建资料显示该时段温度较高、降水增加,整体有益于农业生产。本文提供了过去人类社会适应气候变化的典型案例。     

暴雨内涝危险性情景模拟方法研究——以上海中心城区为例

本文采用地理信息系统技术（GIS）与水文/水动力学相结合的方法,使用修正的SCS模型进行产流模拟,利用局部等体积法和水动力模型进行汇流模拟,建立了基于情景的城市暴雨内涝危险性模拟工具,并对相同雨强情景下不同汇流模型的模拟结果与精度进行了对比分析。结果表明：（1）局部等体积法计算简单,对降雨的时程分配较为敏感,峰前历时和雨强对结果影响显著,较适合于雨型确定的城市暴雨内涝危险性快速模拟;水动力模型计算复杂,与整个降雨历时存在明显关系,模拟精度较高。（2）利用台风“麦莎”带来强降雨导致的积水实测数据,对模拟结果进行对比和验证,表明本文建立的水动力模型法模拟结果与实测降雨积水更为接近,更适合上海中心城区暴雨内涝危险性情景模拟。     

2005年度天文学科科学基金项目申请和资助情况分析

介绍了2005年度天文学科科学基金申请、资助的基本情况,并对其结果进行了分析。     

黄河流域NDVI/土地利用对蒸散发时空变化的影响

基于蒸散发(ET)、归一化植被指数(NDVI)及土地利用数据利用M-K检验、Sen趋势分析等方法,研究2001—2015年黄河流域ET时空分布及不同植被覆盖/土地利用下的ET变化规律.结果 表明:(1)黄河流域年均ET呈东南高西北低的空间分布格局,与植被覆盖和土地利用的关系具有较好的一致性;(2)黄河流域ET、NDVI...     

风沙物理学学科建设的若干问题

风沙问题日益严重,以风沙活动及其控制的物理机制为对象的风沙物理学学科建设亦愈来愈加重要。本文阐述了风沙物理学的研究对象、性质、理论体系、研究内容、目前存在的问题和亟待解决的问题,供风沙物理学研究者参考。     

硫酸镁对硼酸介稳区性质的影响

通过浊度法测定10℃～45℃范围内MgSO4-H3BO3-H2O体系中硼酸的溶解度及介稳区宽度,得到硼酸的成核方程,并计算其表观成核级数。实验结果表明,硫酸镁的存在降低了硼酸的溶解度;随着硫酸镁浓度的升高,硼酸的介稳区宽度先变宽后变窄;硫酸镁的加入使硼酸的表观成核级数增加。