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...     

梅雨降水季节预测的多方法比较

基于1961—2000年逐月降水观测资料和全球大气再分析资料,分析了6—7月长江中下游(108°～123°E,27°～33°N)梅雨的时空分布特征。通过观测诊断和数值试验确定了影响梅雨异常偏多的3个前期因子:4—5月平均的西北太平洋海平面气压正异常;3月至5月北大西洋海平面气压负变压倾向;1月至4月西伯利亚的2 m温度负倾向。利用这3个具有物理意义的影响因子构建了梅雨季节预测模型,该模型在训练期(1961—2000年)和独立预测期(2001—2022年)均具有显著的预测技巧(相关系数分别为0.79和0.77,均方根误差分别为0.59和0.68)。同时,基于相似的潜在预测因子,对比了利用偏最小二乘回归方法和5种机器学习方法(随机森林、轻量级梯度提升机、自适应提升、类别型特征提升、极端梯度提升)建立的预测模型的技巧。虽然训练期(1961—2000年)偏最小二乘回归和机器学习建模拟合效果更高,但在独立预测期(2001—2022年)上述模型的预测技巧显著降低(相关系数均低于0.44,均方根误差均大于0.93),出现了明显的过拟合问题。本研究强调梅雨的短期气候预测应建立在物理机制基础之上,而使用机器学习方法需谨慎。     

Study on drilling mechanism and optimization of percussion-extruding DTH hammer bit

The authors tested the percussion-extruding Down-the-hole （DTH）hammer bit with five different structures and mainly analyzed the drilling mechanism between conical bit and stepped bit. In addition, aiming at ＂the pile effect＂ in combination with the advantage＇ of stepped bit, we design a new cam spinning bit and test it outdoors. The result shows that using cam spinning bit can solve the problem of ＂the pile effect＂, which can also obtain higher drilling efficiency than using conical bit in high confining pressure strata. It is characterized by novel structure and high drilling speed as well as good guiding, and it is significant for improving efficiency in percussion-extruding drilling technique.     

2023年全球重大天气气候事件

2023年,全球平均气温比工业化前高出约1.45℃(±0.12℃),是有观测记录以来最热的一年。全球海平面继续上升,且全球平均海平面达到了有卫星记录(1993年至今)以来的最高水平,反映了持续的海洋变暖以及冰川和冰盖的融化。北极海冰面积仍远低于常年值,南极海冰面积创下历史新低。巴基斯坦、中国京津冀地区、意大利、巴西圣保罗州北部沿海地区、新西兰北岛等地遭受暴雨洪涝灾害,非洲西北部、中国云南、中美洲和南美洲北部发生严重干旱,南欧、北美、南美、东亚和南亚等地遭遇创纪录高温热浪,欧洲和北美等地遭遇寒流和暴风雪侵袭,强对流天气频繁袭击世界各处,全球热带气旋活动频繁。     

基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份（1987年和2010年）夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。     

三门湾表层沉积物黏土矿物特征及来源分析

利用XRD方法分析了三门湾表层沉积物中的黏土矿物组成和含量,结合沉积物粒径趋势分析及长江和三门湾流域中小河流的黏土矿物组合特征,开展了三门湾沉积物的来源分析。结果表明,三门湾表层沉积物中黏土矿物以伊利石为主,其次为高岭石和绿泥石,蒙脱石含量最低。其中,伊利石高值区位于海湾中部,高岭石和绿泥石高值区分布在港汊附近,蒙脱石则在近岸呈斑块状分布。三门湾现代表层沉积物主要来源于长江入海物质,海湾周边短源山溪性河流带来的物质仅影响了河口近岸区。     

Karst Ecosystem:An Ecosystem on Carbonate Rocks

<正>Karst ecosystem is an ecosystem constrained by karst environment.A series of unique characteristics of karst ecosystem are originated from carbonate rock.In China,the area with karst landform covers a total area of 3.44 million km2,accounting for one third of the whole land     

川西高原鲜水河断裂带炉霍-道孚段泥石流分布特征

鲜水河断裂带炉霍-道孚段泥石流沿断裂带呈线性分布,以中高频泥石流为主,过渡型、稀性居多.断裂带内岩体破碎,次级构造发育且活动性强烈使主河床呈阶梯状,为泥石流灾害发育提供了势能转化、物质补给与水力运输条件.研究区泥石流沟(Ksn约140 m0.9)分布在主河陡峭指数高处(Ksn约66 m0.9),且中下游泥石流沟与其入汇...     

Typhoon frequency sequence reconstruction and characteristics analysis in the Southeast Coastal Area over China during the Ming and Qing dynasties

Natural Hazards - This study involved the systematic collation of historical data from local records, government records, etc., as well as disaster data compiled by contemporary researchers....     

弹性特征约束下的矿物成分页岩脆性评价方法研究

脆性评价对页岩储层可压裂性评估、设计压裂层段、提升压裂改造效果具有重要意义.但传统基于矿物成分的脆性评价方法将不同矿物成分对脆性指数贡献程度进行平均化, 忽略了不同矿物对岩石脆性影响的差异性.本文采用数字岩石物理实验来标定不同矿物成分对岩石脆性整体特征的影响程度, 定量分析了岩石弹性参数随矿物组分含量的变化关系, 采用基于弹性参数的脆性指数来建立不同矿物成分对页岩脆性的差异性影响关系, 建立不同矿物组分相较于黏土矿物与脆性指数的相对关系及敏感因子, 在弹性参数脆性指数的约束下确定了不同矿物成分在脆性指数中的权重, 提出了基于矿物成分贡献程度自适应变化的脆性评价方法.矿物脆性评价结果与弹性参数脆性评价结果的相关性分析及下寺湾地区岩样脆性评价测试表明, 考虑不同矿物成分的差异性所构建的脆性评价方法更加合理有效.