湍流通量参数化方案的非迭代方法研究

基于Högström (1996) 和Beljaars et al.(1991) 的研究工作, 沿用Louis et al.(1982) 和Launiainen (1995) 的思路, 本文采用多元回归分析方法, 研发了一种采用非迭代方法的湍流通量参数化方案。该方案直接用整体理查森数、 空气动力学粗糙度长度和热力学粗糙度长度对稳定度参数进行参数化, 从而避免了通过循环迭代计算Monin－Obukhov长度。该方案不仅有效地节省了CPU计算时间, 而且其计算结果与迭代方案 (BHH方案) 的计算结果非常接近。     

两种土壤温度算法的对比分析

为了定量理解黄土高原土壤的物理特性和过程, 为进一步提高陆面模式对该地区地表能量平衡模拟能力奠定基础, 本文利用2005年黄土高原陆面过程试验中7月22～26日期间裸土地表观测站土壤温度观测资料, 采用热传导（结合数学拟合法)、热传导－对流两种方法分别计算了该地区土壤热扩散率。本文还利用热传导－对流方法计算0.05～0.1 m浅薄土壤层的热扩散率垂直梯度与水通量密度之和, 其值介于0.80×10-6～2.43×10-6m/s之间。在此基础之上, 以0.05 m深度的土壤层为上边界, 分别利用上述两种方法模拟0.10 m深度的土壤层温度, 结果表明: 由于忽略土壤的垂直不均匀性和水分的垂直运动而只考虑热传导过程, 热传导方法不仅高估了土壤温度振幅, 而且高估了位相的延迟。而热传导－对流方法对温度振幅和位相的模拟值与实际观测值吻合较好, 白天 (北京时间08:00～20:00) 的温度模拟值相对测量值的平均误差、 标准差和归一化标准差分别为0.19 K、0.18 K和0.08%。     

盘县近45a大风天气初探

利用1961—2004年盘县各测站逐日风的观测资料,采用统计方法,对盘县大风天气的分布情况、年际变化及大风发生日数的气候变化特征等进行了分析。结果表明:盘县一年四季均有大风天气出现,但大风天气的出现有着明显的季节性变化,春季出现频次最高,冬季次之,秋季最小。主要出现在每年的2—5月,3月最多,4月次之,9月最少。大风天气20世纪60、70年代持续偏多,进入80年代后,大风日数持续偏少。从总的气候趋势看,大风天气总日数近45 a来呈下降趋势。     

濮阳高新区洪灾城市经济损失评估

根据1995--2004年濮阳高新区气象和洪灾实况资料,分析了洪灾时空分布及城市经济损失特征.采用分等级、分资源类型的参数统计、回归分析和加权平均等方法,探讨了洪灾损失的评估步骤和技术方法,建立了城市洪灾损失的定量评估系统模型.选用2005--2006年濮阳高新区典型的洪灾事例验证该方法、模型的可行性,结果表明,洪灾损失评估定量计算结果与社会经济损失调查统计数据比较接近.结论认为:洪灾损失评估模型能够快速、准确地对洪灾损失作出定量评估,技术方法是可行、可操作的,为政府指挥防洪抗灾提供理论分析有一定的使用价值.     

封闭条件下抛石路堤降温效果及机理的试验研究

在多年冻土地区道路工程的修筑与维护中, 如何保证多年冻土不退化所采取措施的长期可靠度问题日益为人们所关注. 通过室内试验研究了实际工程中半开放半封闭抛石路堤受到风沙或积雪填埋后,在不同温度变幅条件下的降温效果. 实验结果发现: 在满足一定厚度时, 封闭条件下的块石层仍具有良好的降温效果, 具有可变等效导热系数的特性, 在实验中充分体现了"热二极管效应". 在外界温度变幅较大的条件下, 降温速度和降温效率均大于温度变幅较小的情况. 通过对块石层顶底温差与其顶部温度变化关系, 以及块石层内温度场特征的分析, 证实了封闭块石层内自然对流的真实存在和对流的运动发展趋势. 试验结果为抛石路堤降温的长期可靠性提供了依据.     

平顶山地下盐穴储气库泥岩夹层稳定性评价

泥岩夹层在盐溶建腔阶段难以被溶蚀,盐层溶采后仍赋存于腔内。针对平顶山地下储气库在储气运行阶段,未被溶 蚀的夹层因岩体流变性出现垮塌而影响储气库安全运行的难题,提出一种基于夹层垮塌时间的稳定性评价方法。首先,根 据弹性板壳理论建立夹层力学模型,解得夹层局部破坏的极限应变;其次,根据夹层岩样蠕变实验,建立蠕变本构模型。 最后,结合夹层力学模型与蠕变本构模型,建立垮塌时间计算模型,并利用基于PSO 算法的Matlab 程序对平顶山储气库夹 层不同预设厚度的垮塌时间值计算,对临界垮塌厚度值进行反演计算。结果表明：随夹层厚度增加,其计算垮塌时间增 大,夹层稳定性提高;厚度相同的夹层,其跨径越大,计算垮塌时间值越小,计算临界垮塌厚度值越大,即稳定性越差; 对小于临界垮塌厚度的夹层,其在设计使用年限内垮塌失稳风险较高,反之则垮塌失稳风险较小。     

多粒度时空对象的行为控制与动态显示

行为特征是多粒度时空对象的重要特征,是对象之间控制与响应的重要方面,是体现时空对象相互作用、动态变化的核心。传统GIS往往采用系统外挂的方式解决对象的响应与控制问题,无法提供底层模型支持。针对这一问题,采用多粒度时空对象数据模型为对象行为建模,描述对象行为特征的框架,设计其逻辑数据结构和存储格式,在此基础上,研究行为的触发和调用机制,设计其在全空间信息系统中的运行流程,最后搭建原型系统进行实验。结果表明,设计的模型框架、触发和调用机制可以从模型底层有效解决对象的控制与响应问题,具有一定的实用性和可靠性,能够为多粒度时空对象的行为表达提供科学依据。     

亚热带地区3种典型林分土壤DOM数量及光谱特征

可溶性有机质(DOM)是土壤有机质库中最为活跃的部分,也是土壤有机库中对环境变化最敏感的部分,它参与了有机质在土壤中的腐殖化和微生物的新陈代谢等一系列生物地球化学过程。因此,在调节土壤养分周转和森林生态系统碳氮循环过程中起到重要的桥梁作用。采用水浸提法,结合紫外-可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱等技术,探讨了亚热带米槠人促林(AR)、米槠次生林(SF)、杉木人工林(CF)的土壤DOM的数量和光谱特征,以期深入评价森林转换对不同林分土壤肥力及其养分有效性的影响。结果表明:各林分A层土壤DOC、DON浓度均高于B层。B层土壤中,米槠人促林的DOC浓度显著低于其他2种林分(P0.05),而各林分A层土壤的DOC和DON浓度并无显著差异。各林分A、B层土壤DOM的芳香化指数无显著差异。米槠次生林A层土壤DOM的荧光发射光谱腐殖化指数(HIXem)、荧光效率(Feff)显著高于其他2种林分(P0.05),其HIXem分别是米槠人促林、杉木人工林的1.3、1.2倍,其Feff分别是米槠人促林、杉木人工林的2.7、2.5倍。三维荧光光谱表明,各林分A层土壤DOM主要以类腐殖酸物质为主;B层土壤中,米槠人促林和杉木人工林以类蛋白物质为主。各林分土壤的荧光指数(FI)均大于1.4,且B层土壤DOM的鲜度指数(β∶α)均高于A层。傅里叶红外光谱表明,米槠人促林土壤DOM没有羧酸的吸收,土壤pH最高;而米槠次生林土壤羧酸的相对含量最高;杉木林土壤DOC含量少,芳香化合物、羧酸等难分解物质相对富集。综合来看,除了建群树种的影响外,林下植被对土壤肥力的作用也很突出。     

白刺不同果实性状的遗传力估计及优良亲本选择

亲子回归法研究白刺果实不同性状遗传力的结果表明,果径、果形、果色、果味、核形和果实出肉率等性状指标的遗传力较高,说明这些性状变异的遗传贡献较大,可作为白刺果实类型划分的主要指标,其中果径、果味和出肉率可作为白刺果实品质评价和优良亲本选择的主要依据。以果径和出肉率为指标,用家系选择法选择优良亲本可获得较大的遗传增益,且两指标选择的亲本一致,选择效果满意。     

海南岛表土花粉和热带植被模拟研究

调查分析了海南岛各种热带植被下的表土花粉,并根据花粉数据进行植被类型的模拟。结果表明,表土花粉类型复杂,优势种不明显,反映了热带植被下的植物种类繁多复杂的特性。分模拟能够较好地反映热带气候下的雨林,季雨林和干草原植被,其地理位置与地区植被的地理分布基本一致,海南岛山地的花粉模拟还恢复了热带山地植被,而海岸红树林植被能够被海岸带的花粉证据所模拟。该研究能够为我国大范围表土花粉调查和热带植被类型提供花