基于CMIP6强迫模拟分析人为气溶胶的气候效应(一)——介绍NUIST模式评估结果

为减少不同气候模式评估气溶胶气候效应的差异,第六次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6)直接给定了人为气溶胶强迫数据。因此,有必要基于此强迫数据重新评估气溶胶气候效应。本研究首先将CMIP6给出的描述人为气溶胶强迫的模块引入南京信息工程大学(Nanjing University of Information Science and Technology,NUIST)的地球系统模式(The NUIST Earth System Model,NESM)。之后,利用NESM模式评估地球辐射收支平衡对此人为气溶胶强迫的响应,并分析模式模拟结果的不确定性。评估给出的人为气溶胶有效辐射强迫为-0. 45(±0. 28) W·m~(-2)。其中,气溶胶直接辐射效应为-0. 34(±0. 01) W·m~(-2),与第二次气溶胶比较计划(The second phase of Aerosol Comparisons between Observations and M odels,Aero ComⅡ)的评估结果基本一致;气溶胶对云辐射强迫的影响(包括半直接效应和间接效应)为-0. 10(±0. 30) W·m~(-2),明显受到模式内部变率的干扰,具有较大的不确定性。     

地下水补给与开采量对降水变化响应特征:以京津以南河北平原为例

通过对京津以南河北平原年降水量、地下水补给量和农业开采量三者动态规律及其互动关系研究表明, 年降水量减增, 同期地下水补给量与开采量呈互逆变化规律, 即降水量减小, 补给量变少, 开采量增大; 年降水量增大, 补给量较多, 开采量减小.在连续枯(丰) 水年份, 当年降水量减少(增加) 10mm时, 则地下水系统水量减少7.08 (增加7.06) mm, 水位下降(上升) 5.2~8.7cm; 在10~320mm变幅内, 当年降水量减少(增加) 10%时, 则地下水系统水量减少7.98 (增加7.67) %.气候旱化过程中降水变化对引起补给量减少和开采量增加的幅度, 大于气候增雨过程中降水变化对补给量增大和开采量减少的影响程度.因此, 需要重视连续枯水年份降水变化对地下水系统影响的应对举措, 这对于提高我国北方区域地下水资源供给安全保障具有重大意义.      

盐津5.1级地震现场调查与烈度分布

对盐津5．1级地震现场38个居民点、20所学校、8个卫生院（室）及计生站、21项生命线工程及水利工程结构、文化旅游设施和铁路等的震害调查资料进行了分析,得出了本次地震的等烈度分布及有关参数。分析了场地条件、断层、震害异常原因及各类房屋、生命线工程、水利设施等的震害特征和地质灾害特点,并提出了灾区恢复重建的减灾措施和建议。     

1992～2005年云南地震灾害及其对农村民居的影响

统计了1992～2005年中国大陆与云南境内破坏性地震灾害、人员伤亡和经济损失情况。对云南与中国大陆同期地震灾害及其损失进行了对比,阐述了云南地震灾害和灾害损失的特点;统计了云南地震灾害城乡分布情况、农村民居破坏面积以及因农居的地震破坏而造成的人员伤亡和经济损失,分析了地震灾害对农村和农民的危害性,并讨论了农居破坏带来的社会问题。     

2011年南黄海辐射沙脊群海域浮游植物种类组成和密度的时空变化

于2011年2～12月,在南黄海辐射沙脊群海域设置6个采样站位,每逢双月份调查1次,研究该海域浮游植物密度及优势种的时空变化.调查共获得浮游植物87种,以硅藻种类最多.浮游植物密度呈周年双峰变化,分别在4月和8月成峰,4月峰值最大,水样浮游植物平均密度为1.59×104cells/dm3,网样浮游植物平均密度为2.71×106cells/m3,8月峰次之,水样浮游植物的平均密度为1.28×104cells/dm3,网样浮游植物平均密度为7.38×105cells/m3;浮游植物密度在2月和4月,北高南低,6月和8月中部高,外围较低,10月和12月南部高北部低.2月和4月,中肋骨条藻（Skeletonema costatum）为第一优势种,6月和12月虹彩圆筛藻（Coscinodiscus oculus-iridis）为第一优势种,8～10月琼氏圆筛藻（Coscinodiscus jonesianus）为第一优势种,枯水期（2月）铁氏束毛藻（Trichodesmium thiebautii）在局部海域形成优势.     

三角帆蚌对水体悬浮物和叶绿素a消除量的研究

本研究在不同温度条件下分别测定了一龄(△1)和三龄(△3)三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除量;研究了三角帆蚌对叶绿素消除效果与水体中藻类生物量之间的关系,并在池塘中挂养1200只三角帆蚌四个月。结果表明:三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除率均随水温升高而提高,其中消除效果在总重量相同时△3>△1,较高水温条件下三角帆蚌在悬浮物中优先利用藻类;同一温度下,水体中藻类量增大时,三角帆蚌对叶绿素a的消除量增大而消除率却降低;在池塘挂养测试中与对照池塘比较,四个月后三角帆蚌因大量消除了池塘水中的悬浮物和叶绿素a,使池塘水体透明度提高从26cm提高到了80cm。     

一种基于GPU和内存映射文件的高分辨率遥感图像快速处理方法

高分辨率遥感图像处理经常面临程序执行时间过长和内存空间不足的问题,虽然并行计算技术可以提高遥感图像的处理速度,但是无法降低算法占用的巨大内存空间。为了解决这一问题,本文提出了一种利用CUDA和内存映射文件的高分辨率遥感图像快速处理方法,并以K-Means算法为例进行了实现。其中,CUDA技术可以有效利用GPU强大的并行计算能力,而内存映射文件技术降低了磁盘I/O速度较慢对算法性能的影响。实验结果表明,本文方法比传统K-Means聚类算法计算速度提高了30倍左右,内存使用量降低了90%以上。     

连云港近海紫菜养殖区遥感识别、空间变异和驱动分析

为了科学有效地掌握海域使用信息、管理海域权属,为海域资源调查、管理、规划、保护、合理利用提供服务,为违法、违规、违章用海项目得到有效遏制,减少用海矛盾,有必要开展海域使用动态监测,作者以连云港近海为研究区,利用4个时相Landsat遥感影像(2002、2008、2013、2016年)通过面向对象算法提取弱水背景下的紫菜养殖区信息,揭示空间分异规律,并分析其驱动原因。研究结果表明:4期影像提取连云港近海紫菜养殖区信息的精度分别是87.5%、92%、91.7%和94.6%。紫菜养殖区空间分布的变化规律为紫菜养殖面积不断增加且整体向深海方向推进。赣榆港口航运区和田湾核电站特殊利用区存在少量紫菜养殖区,项目用海不符合连云港市海洋功能区划(2016～2020年)。连云港近海紫菜养殖区空间分异的驱动因子主要是自然条件、养殖技术、海洋经济和社会发展四大因素。     

东海磁场及磁性基底特征

利用东海及邻域最新的磁力异常数据,分析东海的磁场特征,并利用该磁力数据计算东海的磁性基底界面,分析解释磁性界面的特征及地质特征。研究表明,从陆区、陆架盆地到冲绳海槽中部,磁力异常呈正负相间变化,最大值出现在福建沿海地区;磁性基底深度在4～11km之间变化。从冲绳海槽中部到琉球群岛,磁异常从正磁异常变为负磁异常;磁性基底深度为7～12km之间变化。从琉球弧前盆地到琉球海沟,磁力异常为正负相间变化,中部磁异常为负值,两侧异常为正值;磁性基底深度为7.5～11km之间变化。     

一种非对称台风Bogus方法的数值模拟应用

前人研究中BDA方法采用的轴对称Bogus台风不能反映个别台风具体特征,也弃掉了背景场的合理成分,有必要改用更精细的非对称台风Bogus模型对BDA方案做出改进。因此,提出一种充分融合分析场信息和实际观测信息并考虑副高影响的非对称台风Bogus方法,针对0613、0704台风个例,通过4DVAR技术,利用MM5模式及其伴随模式对此Bogus资料进行BDA同化试验和模拟预报,数值结果表明:BDA方法同化非对称台风Bogus模型,其路径预报效果优于同化轴对称台风模型,同化两种Bogus资料都使台风强度模拟效果得到极大改善,但改善程度相当,故台风的非对称结构及副高等外围环境场及背景场弱台风中合理信息对台风的准确模拟起到关键作用,同时,Bogus资料同化方法用于远洋上的台风时,需注意台风模型与副高的配置关系。