Variations of crop coefficient and its influencing factors in an arid advective cropland of northwest China

Understanding the variation and magnitude of crop coefficient (K_c) is important for accurate determination of crop evapotranspiration and water use. In this study, we calculated K_c in an irrigated maize field with ground mulching by eddy covariance evapotranspiration measurements during the whole growing periods in 2009 and 2010 in an arid region of northwest China. A semi‐empirical practical approach for estimating K_c was proposed by introducing the dynamic fraction of canopy cover and incorporating the effect of leaf senescence as a function of days after sowing. The contribution of arid advection of sensible heat resulting from irrigation to K_c and the response of K_c to canopy conductance (G_c) were investigated. The averaged values of daily K_c were lower than typical values obtained previously without mulching due to decreasing effect of mulching on K_c, with 0.82 and 0.80 for the 2 years, respectively. The maximum average K_c occurred at the heading stage, with 1.21 and 1.04 for the 2 years, respectively. The difference of K_c was attributed to the difference of leaf area index. The semi‐empirical practical approach could well estimate the variations of K_c, thus could be a robust and useful tool for the practical users and water managers. The contributions to daily K_c from the arid advection were 4.4–28.0% of the measured K_c. The G_c had stronger control on daily K_c at the early and later stages than at the middle stage. When G_c, leaf area index and relative soil extractable water were lower than the respective threshold values of 20 mm s^?1, 3.0 m² m^?2 and 0.5, the daily K_c increased significantly with the increase of the three factors, and almost remained constant when the three factors were beyond the threshold values. These results are helpful for quantifying contributions of individual factors to K_c, and subsequently improving water management practices according to K_c. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于地下水流场数值模型的矿井突水量预算

矿井发生特大突水后,第一时间掌握突水水源,并预测突水量的大小,可以为制定水害治理方案提供有力支持。利用前期通过放水试验获取的水文地质参数及建立的井田奥陶系灰岩含水层数值模型,对峰峰矿区九龙煤矿的突水水源及突水量进行了分析计算。结果发现：突水初期与突水点相距2 350m的奥灰观测孔的水位下降趋势与前期奥灰放水试验的基本一致,因此,判断突水水源为煤系地层基底奥陶系灰岩含水层水。实测瞬时突水量为2 778m3/h;利用比拟法得到的Q-S方程预算突水量为2 879m3/h;通过数值模型预算的突水稳定涌水量为2 280m3/h,三者相差不大,以此说明数值模拟在矿井突水量预算中具有一定的实用价值。     

热带雨林景观土壤测量采样深度与样品粒级试验研究——以加纳国雅卡锰金矿为例

加纳国雅卡锰金矿床位于著名的阿散蒂金矿带上。在该成矿带进行土壤测量采样深度、样品粒级试验以及方法技术的适应性和有效性研究,可为下一步开展大面积土壤地球化学测量提供技术依据,从而圈定可靠土壤地球化学异常。本文采用的工作方法为土壤垂向剖面法,选择有代表性的地段进行试验研究,结果显示在已知矿上方获得了明显的土壤地球化学异常。通过实验研究,选取土壤测量采样深度60～80 cm,截取样品粒级-4～+20目,获得了可靠、明显的土壤地球化学异常。研究证明该方法具有显著的地球化学找矿效果。     

阿拉伯海低压形成和结构的个例分析

利用1979年夏季季风试验(Summer MONEX)得到的资料,对一个阿拉伯海低压的形成和结构进行了分析,得到了以下重要结果: (1)低压的形成和发展与低空急流的活动,尤其是其中的最大风速中心有很密切的关系。低压是在东西两支急流间的强正涡度区中形成和发展的。 (2)低压的结构有明显的不对称性。强烈的质量辐合、水汽辐合和上升运动等位于低压东侧和南侧。 (3)低压本身最强的环流位于对流层中层(700—500毫巴)。在风场、湿度场、垂直运动场等分布上有类似中层气旋之处,但在其他方面也有许多差别。 (4)低压是从一个十分暖湿的中层热带扰动发展而来。干空气的侵入可能是造成低压减弱的一个重要因子。 (5)暖心的建立是从上层向下层进行的,这说明积云对流的重要性。 (6)最后给出了低压的三维气流结构。     

植被内水平风速脉动特征

利用QDF型热线微风仪在农田植被内进行了水平风速脉动的观测。初步认为,植被内水平风速脉动具有比裸地湍流度大、脉动强度小、短周期振动强、湍流积分尺度小的特征,且随时间变化平稳,其时间结构函数基本符合“2/3”幂律(τ≤16秒)。     

人类活动对20世纪中国西北地区气候变化影响检测和21世纪预测

使用各国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组(WG1)2001年科学评估报告中给出的7个全球气候系统模式(CCC、CCSR、CSIRO、DKRZ、GFDL、HADL、NCAR),对20世纪中国西北地区气候变化作检测表明,从观测计算得到的近百年中国西北地区气候变暖0.75℃和近50年气候变暖0.88℃,很可能与人类活动造成大气中温室气体浓度增加以及硫化物气溶胶增加有联系.所有模式的控制试验没有表现出明显的增暖趋势,但是,根据20世纪的排放,所有模式模拟出温室气体增加或温室气体与硫化物气溶胶增加,造成西北地区变暖平均为0.34～1.57℃/100 a和0.90～1.86℃/50 a.所有模式对21世纪中国西北地区气候变化的计算表明,21世纪由于人类活动排放温室气体增加,以及温室气体和硫化物气溶胶增加,西北地区气温将可能平均升高2.79～4.50℃/100a.对21世纪未来降水变化的分析表明,由于温室气体增加,以及由于温室气体和硫化物气溶胶增加,未来西北地区降水将可能增加48～60 mm/100a.由于全球气候模式在模拟区域尺度气候变化上存在较大的不确定性,以及人类活动排放的多样性,因此,对未来的预测展望存在不确定性.     

中尺度大气运动中孤立重力波特征的研究

通过对斜压大气(基本风场有垂直切变)运动中重力内波的研究发现:对于小振幅扰动(弱非线性问题),考虑波动之间的非线性相互作用以后,控制重力内波波包(调制波)的演变方程是非线性Schrodinger方程.然后通过对冷锋爆发冷涌过程的计算表明:冷涌主体前沿的宽度约10km,行进速度约为13/s,随着冷涌的增强,其宽度变窄.这些计算结果与实际的观测结果比较一致.     

地形与积云对流对重力惯性波不稳定增长的影响

利用一个带有地形的二层均质流体模式,引入参数化形式的积云对流加热反馈,研究了重力惯性波的不稳定增长及传播,得到并讨论了一些接近天气实际情况的结果。      

大气电场的FFT频谱分析及雷暴预报研究

采用傅里叶变换方法将时域数据转换到频域,针对首次地闪发生(简称“雷暴天气”)和首次地闪不会发生(简称“非雷暴天气”)的大气电场强度数据做了幅度谱分析.研究发现,首次地闪前0.5h的大气电场数据与非雷暴天气中任意时段0.5h的大气电场数据的幅度谱分布具有明显差异,两类天气的幅度谱分布有一定规律可循.在此基础上对样本整理分类,将两类天气的平均幅度谱视为判别标准,利用欧氏距离判别法,对63个未知天气样本进行判别分类和效果检验,结果表明,此方法可供短时临近的首次地闪预警工作中予以参考.     

一次华北强降雪过程的湿对称不稳定性研究

运用湿球位涡和倾斜有效位能的概念从条件性对称不稳定（ＣＳＩ）和局地对称不稳定（ＬＳＩ）这两个侧面计算了一次华北强降雪过程的湿对称不稳定的水平分布和垂直分布状况，并比较详细地讨论了湿对称不稳定对１９８６年１１月２２—２３日发生在内蒙古河套地区和林东、林西地区附近的一条狭长的强降雪带的可能作用以及湿对称不稳定与基本气流走向、风垂直切变和水汽的关系，发现：这条降雪带与雪区附近低层的湿球位涡负值区走向大体平行；在降雪带中分别位于呼和浩特、东胜地区和林东、林西地区的强降雪中心有着不同的动力学机制，前者主要为在暖区具有弱的对称不稳定的情形下锋生强迫作用所致，后者则是由明显的湿对称不稳定所致。