中国北方风蚀区风速变化时空特征分析

利用北方风蚀区155个气象站点1971-2015年平均风速数据,采用气候趋势分析、空间插值和小波分析等方法分析北方风蚀区平均风速的时空变化趋势。结果表明：近45 a来,北方风蚀区年平均风速为2.70 m·s^-1,呈明显减小趋势,其递减速率为0.017 m·s^-1·a^-1（α=0.001）,1980s风速减小最快,1990s减小最缓慢,2010s风速出现增大趋势;我国北方风蚀区四季的平均风速均呈现下降趋势,下降速度春季>夏季>秋季>冬季（α=0.001）,不同年代不同季节风速变化存在较大差异,2010s除春季外其他季节风速均呈现增大趋势;空间分布上显示,风速变化幅度空间分布差异明显,北方风蚀区内的新疆西北部和东南部、青海、内蒙古中部和东北部、黑龙江以及吉林为风速降低较快的区域,甘肃东南部、宁夏、陕西和山西北部以及新疆的东北部和西部等地区是风速降低不明显的区域。春季和夏季风速降低较快的区域面积扩大,冬季和秋季风速降低较缓的区域扩大;平均风速存在多时间尺度的周期性结构特征,28 a时间尺度左右为风速变化的主周期,平均变化周期为18 a。     

云南省腾冲油菜反射波谱特征与应用分析

以云南省腾冲县的油菜为例,探讨同种作物在不同生长阶段的光谱特点及其关系,探讨不同盖度情况下的同种作物的光谱特点及其关系。通过野外典型选样测定,并对测定数据进行处理和分析。研究初步表明,在375-670nm的范围内,其反射率随油菜开花量的增加而增加。在800-1100nm的范围内,其反射率随油菜开花量的增加而减少。在800-1100nm范围内,未开花油菜与全开花油菜的组合比例与其光谱组合比例比较接近。在368.4-738.2nm的范围内,盖度越高的菜地,其反射率越低。在741.2-1110.6nm的范围内,盖度越高的菜地,其反射率越高。在500-700nm范围内,土壤与覆盖度为100%的油菜的组合比例与其光谱组合比例比较一致。该研究对不同生长阶段油菜的识别以及不同盖度油菜的识别具有积极的应用意义。     

陆表自然和人文要素相互作用——“全球变化及应对”重点专项研究进展

在国家重点研发计划支持下,项目提出了陆表不均一性检测和订正的新方法,解决了渐变型不均一性检测和订正的难题,构建了中国地表太阳辐射、气温、地温、风速和降水等参数均一化站点和格点数据集,修订了关于中国地表风速变化趋势、增温格局及其形成机制的结论。融合多源数据,构建并验证了千米级、流域级或县域级的电厂、人口、生物质能、取水量、氮排放、二氧化碳排放等影响自然系统的关键人文要素历史和未来预估数据集。构建了未来关键人文要素情景,研制了碳中和目标下甲烷和氧化亚氮排放情景和用于驱动全球模式的未来情景,预估了中国碳中和战略的实施对全球变暖的减缓作用,发现中国碳中和对远期和中期全球变暖的减缓作用显著。给出了中国各省份水体氮排放安全阈值及超越时间,阐明了中国粮食产量与氮施肥的关系,提出了在保障粮食安全的前提下减少水体氮排放的有效途径,指出重构城乡养分循环体系是同时保障粮食安全和恢复水质的必要途径。发现全球饱和水汽压差的年际变化与大气二氧化碳浓度上升速率的年际变化显著相关,阐明了饱和水汽压差变化在调控生态系统生产力中的重要角色以及多因素耦合作用在生态系统生产力变化中的复杂影响。建议更全面细致地评估中国各种碳中...     

不同边界层参数化方案在中国西南地区东部高分辨率气候模拟中的敏感性研究

为了进一步评估和提高区域模式对西南地区东部高分辨率气候的模拟能力,利用 WRF模式,采用 多种边界层参数化方案（下称“不同方案”）对西南地区东部 1998—2019年夏季降水和气温进行双重嵌套模拟 （外层为D01,内层为D02）。对比不同方案模拟结果表明：多年平均降水量在D01中基本为湿偏差;D02中在四 川盆地和重庆低海拔地区为干偏差,湿偏差主要位于贵州和重庆的城口、石柱和武隆一带的地形复杂区;总体 上D01中ACM2方案误差最小,D02中MYJ方案误差最小。对多年平均气温的模拟在D01中除了四川盆地一 带为暖偏差外其余大部地区基本为冷偏差,D02 中大部地区为暖偏差;总体上 D01 和 D02 中 MYJ方案误差最 小,YSU方案最大。对于降水量和平均气温年际变化的模拟技巧在D01和D02中相对较高的地区均集中在重 庆中西部和湖北大部地区;降水量总体为 YSU 方案最高,MYJ 方案最低;平均气温总体为 MYJ 方案最高, ACM2方案最低。因此,提升模式分辨率至对流尺度后对不同气象要素模拟技巧最优的方案存在差异,需根据 业务情况选择适合本地的参数化方案。     

Impacts of native vegetation on the hydraulic properties of the concentrated flows in bank gullies

To quantify the impacts of native vegetation on the spatial and temporal variations in hydraulic properties of bank gully concentrated flows, a series of in situ flume experiments in the bank gully were performed at the Yuanmou Gully Erosion and Collapse Experimental Station in the dry-hot valley region of the Jinsha River, Southwest China. This experiment involved upstream catchment areas withone-and two-year native grass(Heteropogon contortus) and bare land drained to bare gully headcuts, i.e., Gullies 1, 2 and 3. In Gully 4, Heteropogon contortus and Agave sisalana were planted in the upstream catchment area and gully bed, respectively. Among these experiments, the sediment concentration in runoff in Gully 3 was the highest and that in Gully 2 was the lowest, clearly indicating that the sediment concentration in runoff obviously decreased and the deposition of sediment obviously increased as the vegetation cover increased. The concentrated flows were turbulent in response to the flow discharge. The concentrated flows in the gully zones with native grass and bare land were sub-and supercritical, respectively. The flow rate and shear stress in Gully 3 upstream catchment area were highest among the four upstream catchment areas, while the flow rate and shear stress in the gully bed of Gully 4 were lowest among the four gully beds, indicating that native grass notably decreased the bank gully flow rate and shear stress. The Darcy–Weisbach friction factor(resistance f) and flow energy consumption in the gully bed of Gully 4 were notably higher than those in the other three gully beds, clearly indicating that native grass increased the bank gully surface resistance and flow energy consumption. The Reynolds number(Re), flow rate, shear stress, resistance f, and flow energy consumption in the gully beds and upstream areas increased over time, while the sediment concentration in runoff and Froude number(Fr) decreased. Overall, increasing vegetation cover in upstream catchment areas and downstream gully beds of the bank gully is essential for gully erosion mitigation.     

京津冀协同治理的回顾与前瞻

京津冀区域治理是伴随三地协作发展的进程,从政府层面的管制转向各利益主体协调治理,从自上而下的竞争合作转向上下结合的协同合作的一系列有效应对举措。经过30多年的努力,学界和政府部门已经形成了较为丰富的京津冀区域治理研究成果。通过梳理自1984年以来相关区域的研究,尝试从时空维度厘清京津冀区域治理的研究脉络及其变化,剖析目前京津冀区域治理所涉及的治理模式、协调体系、以及形成的发展策略,为改进和提高京津冀区域治理效果提供参考。京津冀协同治理过程是学术界与政府的互动融合过程,其中政府的作用居主导地位。未来将在治理主体、治理机制、治理效果评价和文化、医疗、养老等领域的协调发展方面得到深化和细化。     

流沙湾的底栖大型海藻调查

2008年3月～2009年1月调查了流沙湾潮间带及湾内(109°55'～109°59'E,20?22'～20°28'N)底栖大型海藻资源,定性、定量分析该海湾底栖大型海藻种类、生态分布、区系性质、群落结构及生物量的季节变化规律。共采集底栖大型海藻3门10目17科19属32种,其中红藻门4目9科9属15种,绿藻门4目6科7属14种,褐藻门2目2科3属3种,以亚热带藻种占绝对优势,达59.4%,温带成分21.9%,热带成分18.7%。采样海藻具印度-西太平洋海洋植物区系中国-日本亚热带海洋植物亚区特点。调查区域内底栖大型海藻群落组成的季节变化明显。     

山东南部沿海冬季小型底栖生物的初步研究

利用统计法、经验模型和多元聚类分析法和数学分析软件对2006年12月908项目冬季航次山东南部海域(36°15′—36°45′N,120°45′—122°00′E)小型底栖生物调查所获得的数据进行分析,获得该调查海域冬季小型底栖生物的平均丰度为(657.43±214.60)ind/10cm2,平均生物量为(847.15±427.63)μgdwt/10cm2,平均生产量为(7624.32±3848.64)μgdwt/(10cm2·a-1);还对N/C、Simpson优势度指数、Margalef多样性指数、Pielou均匀度指数和香农-威纳指数进行了计算。与2006年8月908项目夏季航次同一海域调查数据进行了比较,得到小型底栖生物的平均丰度及其优势类群线虫丰度冬季明显低于夏季,而生物量和类群多样性与夏季相当。同时,依据丰度指标对山东南部研究海域进行了初步的生态学划分,呈现出较明显的地域性。     

潜艇指挥台围壳对阻力和伴流场影响数值研究

采用Reynolds平均Navier-Stokes(RANS)方法计算潜艇三维粘性流场,分析潜艇指挥台围壳对潜艇水动力性能的影响.采用全附体SUBOFF模型验证了CFD方法,通过将螺旋桨盘面处的实效伴流场、艇体表面压力分布以及模型总阻力的模拟结果与Taylor船池的实验结果进行对比.比较结果显示CFD计算结果与实验数据具有很好的一致性,表明CFD方法可以用于潜艇指挥台围壳设计的水动力计算.通过数值计算研究指挥台围壳的高度和在艇上的分布位置对其后方的流场、螺旋桨盘面处的伴流场和阻力的影响.     

淹没植物对河道糙率的影响

基于河道水动力及植物柔性变形分析,建立淹没状态下的植物河道糙率计算的理论关系,同时,利用试验资料及理论分析成果,进一步获得了植物河道糙率的附加值,借此可以分析与评价河道植物对水流阻力的影响程度.