我国干旱区深厚大气边界层与陆面热力过程的关系研究

大气边界层是地球大气重要物理特征之一.干旱气候背景下的大气边界层特征与人们以往对典型大气边界层的认识有很大不同,其形成机制也比较特殊.本文利用冬、夏两季典型时段在极端干旱区敦煌开展的大气边界层和陆面过程综合观测试验,对大气边界层厚度与净辐射、地-气温差和感热通量等陆面热力因素的日变化特征进行了对比分析,研究了大气边界层的发展和维持衰退过程与陆面热力和动力过程的关系,发现发展过程消耗的能量要比维持衰退过程高得多,而且进入残余层后对流边界层发展对陆面热力作用更敏感,发展也更迅速.风速的动力作用对大气边界层发展也有一定的影响,尤其对冬季稳定大气边界层影响较大.极强的陆面热力作用是我国干旱区形成深厚大气边界层的主导因素.     

西北干旱区对流边界层发展的热力机制模拟研究

观测发现,西北干旱区对流边界层高度在夏、冬两季极大值分别达到4 km和800 m.利用热力学方法对西北干旱地区深厚对流边界层的原因进行了定量分析.用建立的热力数值模型模拟表明,平均而言,夏季和冬季对流边界层高度的51.5％和61.4％分别由感热产生,对于夏、冬季对流边界层高度可分别达到4 km和800 m的极大值,感热贡献更大,为63.4％和73.1％,感热对对流边界层的贡献率冬季明显大于夏季;夏、冬季浮力夹卷对对流边界层的贡献是18.1％和9.4％;包括感热和浮力夹卷的热力因素可以解释夏、冬季对流边界层高度的69.6％和70.8％,而对于对流边界层极大值,则其解释可高达81％和84.6％.热力因素是西北干旱区对流边界层产生的主要原因,其中,感热又是最根本原因.     

干旱指数在淮河流域的适用性对比

利用淮河流域河南、安徽、山东、江苏4省170个站1961—2010年逐日气温、降水以及土壤墒情和干旱灾情资料,从干旱年际变化、季节演变、空间分布、典型干旱过程诊断、不合理跳跃点以及与土壤墒情、干旱灾情相关性等方面,对比分析降水距平百分率 (Pa)、Z指数、标准化降水指数 (SPI)、相对湿润度指数 (MI)、综合气象干旱指数 (CI) 和改进的CI (CINew) 在淮河流域的适用性。结果表明:各干旱指数对淮河流域的典型旱年均有较好的诊断能力;在干旱季节演变及空间分布的诊断方面,Pa,MI,CI和CINew与实际较为吻合,而Z指数和SPI诊断效果较差;在典型干旱过程诊断以及不合理跳跃次数方面,CI和CINew更能刻画出干旱发生发展机制,而Pa,Z指数,SPI,MI效果较差;与土壤墒情和历史干旱灾情相关性方面,CI和CINew比Pa,Z指数,SPI,MI具有更好的相关性。即对于淮河流域的干旱监测诊断,CI和CINew要优于Pa,Z指数,SPI及MI,具有更好的适用性。     

智能手机影像支持的水质监测算法与应用EI北大核心CSCD

智能手机为基于公众科学的水质监测提供了新的手段,但是目前还缺乏基于智能手机拍摄的水体影像的水质参数反演的系统性研究。针对这种情况,本文首先构建了基于水面数码照片的典型水质参数反演和水体污染识别模型,包括水色指数、透明度、营养状态等级、蓝藻水华、黑臭水体;然后,基于这些模型开发了基于智能手机安卓系统的“观水色”app,并在一些典型研究区对“观水色”app进行了应用及评价,获得了较好的水质监测精度;最后,分析了白平衡、不同数码相机设备、照片存储格式对于基于智能手机的水质监测的影响及其应对策略。本文的研究成果将有利于推动智能手机在水质监测中的广泛应用。     

安徽冬麦区4种干旱指数应用对比

干旱是安徽冬小麦生育期主要的农业气象灾害,对冬小麦生长发育及产量形成均产生重要的影响。利用安徽冬麦区36个气象站1960—2012年逐日气象资料,分别计算冬小麦生育期水分亏缺指数(CWDI)、综合气象干旱指数(CI)、标准化降水指数(SPI)及降水距平百分率(PA),并对上述指标的计算结果进行对比及适应性分析。结果表明:冬小麦生育期4种干旱指数得到的干旱日数时空分布趋势基本一致;SPI和PA指数计算相对简便、稳定,但由于没有考虑水分支出,易导致干旱程度跳跃发展,CI和CWDI指数考虑了最近的降水情况,同时考虑了水分的收支情况,能够较好的表征干旱过程发生发展机制及特征,尤其是CWDI考虑到生长季作物系数,能反映作物水分亏缺状况。通过干旱指数与冬小麦减产率的相关分析,进一步表明CWDI在安徽冬小麦生育期干旱监测评估中具有较好的适用性。     

网格环境下基于双服务器和时间优先的资源查找法

对网格环境下现有查找方法进行了简要分析和比较,指出了其中存在的不足,提出了基于双服务器和时间优先的资源查找算法(Dual Serve&Time First,简称DSTF)。对这些资源查找方法进行了时间和空间复杂度分析,结果表明DSTF算法的时间复杂度不大,其空间复杂度小,是网格环境下一种有效的资源查找方法。     

气候变化对食品安全的影响

最近一系列的研究集中讨论气候变化对农产品、陆地利用、污染和生物多样性的影响,意味着气候变化对食品安全的影响已成为广泛关注和研究的焦点。虽然如此,气候变化对消费者的食物和饲料安全影响的专题研究报道仍然很少。通过文献综述,主要围绕气候变化对种植业和畜牧业的影响,分析气候变化对食品安全的各种影响。一般认为,种植业是农业和养殖业中对气候变化反映最为敏感的环节,气候参数如温度、干旱、降雨、风和CO2水平的变化,将改变农业化肥、农药投入,引起土壤退化,加重作物害虫、昆虫和病害受灾程度。气候变化对畜牧业也将产生严重的影响,而且,极端天气如洪水和热浪伴随的食品病原菌污染都对将来的食品安全构成严重威胁。因此,在气候变化背景下人类将面临食品安全的严峻挑战。     

岩体体积节理数(Jv)的现场测量方法评价

岩体体积节理数是衡量岩体完整性的重要指标之一,其现场实测方法有直接测量法、间距法、条数法等。论文分析了各现场测量方法的原理及其存在的问题,并结合实例测量成果,认为:直接测量法较准确,但测量面积要足够大;间距法结果偏小,应乘以1. 05～1. 1的修正系数;条数法受测量面方位的影响较大,应用时应有足够的样本数,以均值为基数乘以1. 4～1. 7的修正经验系数。     

高温纳米复合水泥的试验研究

针对地热开采过程中孔壁发生垮塌、漏失,而常规水泥基材料在高温条件下各方面性能恶化,满足不了护壁堵漏技术要求。采用理论分析和试验,系统地开展常规水泥材料的比较研究,筛选出多种材料及试剂进行正交试验,获得了优化配方。通过试验,以初始流动度、可泵期、凝结时间和抗压强度4个性能指标比较了普通硅酸盐水泥和G级油井水泥的抗高温性能,评选出适于研究的高温下性能相对稳定的水泥;针对高温下水泥性能衰退的问题,筛选了几种含硅材料与试剂,通过正交试验优化了配方,优化配方为：25%GS+0.6%SiO₂ +0.3%JSS+1.5%SN+0.03%SC+0.3%纳米材料。性能评价结果表明,该配方流动度等性能满足一定施工要求,在高温下具有较好的抗压强度。     

盘江矿区月亮田矿煤储层物性差异分布特征及其控制机理

为了综合分析盘江矿区月亮田矿煤层气勘探开发地质条件与潜力,研究采用多种测试手段,系统分析了该矿煤储层在孔隙度及孔隙结构、渗透性和储层压力在垂向分布的特征与差异。结果表明,盘江矿区月亮田矿二叠系龙潭组煤储层孔隙度较低,小孔体积占明显优势并且比例接近,微孔和小孔比表面积占优势但变化较大,主要发育狭缝状孔和细径广体的墨水瓶状孔。该区煤层渗透率在垂向上的变化较大,且并非为应力主控,受多种地质条件的综合影响。龙潭组煤储层压力属于异常低-异常高压范围,随埋藏深度的增加而增大,推测区内龙潭组煤系地层在垂向上至少存在2个独立含煤层气系统。针对龙潭组煤储层物性垂向分布特征的研究,期望可以为月亮田矿煤层气开发提供新的地质参考。