塔里木河流域近40 a来气候、水文变化及其影响

塔里木河流域平原地区在近 10a明显变暖 ,较明显的增湿出现在近 2 0a,大部分平原地区近10a反而略有变干的迹象 ;2 0世纪 90年代是流域山区近 4 0a来最暖阶段 ,在天山南麓中西部山区和帕米尔高原一带 90年代增湿幅度大 ,西昆仑山北坡一带近 2 0a降水变化很小 .塔里木河流域 4条源流出山口多年平均径流量为 2 2 4 9× 10 8m3 ( 195 7— 1999年 ) ,年代际尺度上 ,5 0— 80年代基本接近多年平均值 ,而 90年代由于受山区增暖变湿影响 ,4条源流径流量达 2 4 1 9× 10 8m3 ,增幅 7 6 % .由于源流区人类活动的影响和粗放型农业 ,补给塔里木河源流条数减少 ,塔里木河干流上中游区间耗水量严重 ,中下游水量来水量在近 4 0a中持续减少 ,导致下游生态环境急剧恶化     

An explicit finite element method for dy—namic analysis in three—medium coupling system and its application

In this paper,an explicit finite element method to analyze the dynamic responses of three-medium coupled systems with any terrain is developed on the basis of the numerical simulation of the continuous conditions on the bounda-ries among fluid saturated porous medium,elastic single-phase medium and ideal fluid medium.This method is a very effective one with the characteristic of high calculating speed and small memory needed because the formulae for this explicit finite element method have the characteristic of decoupling,and which does not need to solve sys-tem of linear equations.The method is applied to analyze the dynamic response of a reservoir with considering the dynamic interactions among water,dam,sediment and basement rock.The vertical displacement at the top point of the dam is calculated and some conclusions are given.     

低纬高原城市冬季南北朝向室内温湿特征的初步分析

通过对低纬城市－昆明冬季室内、外气温观测资料的分析，探讨了不同天气下南北朝室内的气温、湿度特征。得出昆明地区冬季各种天气状况下室内最低气温和日均气温的增温效应均十分显著，与庭院相比，南向室内的增温幅度为7．7－10．0℃和4．6－5．8℃；北向室内为4．6－7．0℃和1．3－4．4℃；最高气温南向室内高于室外，而北向室内一般低于室外。另外，建筑物不但可维持较高的室同温度，而且减缓了室内气温的变化幅度，不论南向室内还是北向室内，气温日较差均小于室外，变幅仅为室外的40％－48％（南向）和20％－30％（北向），且最高气温出现时间比室外约迟2小时，显示了建筑物内温度变化的惰性。研究还得出南向室内相对湿度均小于北向，南北差异以晴天最大，阴天最小。室内相对湿度的日变化特征为夜间湿度大，变化小，昼间湿度小，变化大。以上结果可为低纬城市气候的深入研究，建筑的合理设计提供科学基础。     

呼伦贝尔沙地和松嫩沙地草地沙漠化过程中土壤理化特性变化规律的比较研究

分别在松嫩沙地和呼伦贝尔沙地,选择沙漠化梯度样地,测定了土壤主要理化特性指标,比较了两地土壤沙漠化演变过程的差异。结果表明:①松嫩沙地非沙化草地的土壤黏粉粒、硬度、土壤温度、土壤有机质、全养分、土壤含水量和含盐量明显高于呼伦贝尔沙地,而土壤粗沙含量和土壤容重明显低于呼伦贝尔沙地;②随着沙漠化的发展,无论是松嫩沙地还是呼伦贝尔沙地,其土壤细沙含量、黏粉粒含量、土壤含水量、土壤含盐量、土壤硬度、有机碳、全养分含量均明显下降,土壤粗沙含量、土壤温度、土壤容重明显增加,其变化幅度是松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地;③沙漠化对草地土壤理化特性的影响程度表现为松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地,其原因主要是松嫩沙地原始土壤的理化性质要好于呼伦贝尔沙地。     

1956-2006年阿克苏河径流变化及其对区域水资源安全的可能影响

应用新疆塔里木河流域天山南坡阿克苏河流域1956-2006年的实测径流资料, 分析了阿克苏河流域各支流径流变化的特征与趋势. 结果表明, 近50 a来, 阿克苏河流域径流量呈显著的增加趋势, 其中冰川融水是其主要贡献量. 径流量在1994年发生了增多的跃变, 原因可能是气温持续升高引起冰川消融径流急剧增多, 导致以冰川融水补给为主的河流径流量大增. 这种趋势能够持续多久, 取决于未来的气候变化及流域上游冰川系统的响应. 随着冰川的加剧退缩和较小冰川的消失, 短期内会给阿克苏河流域带来丰富的水资源;但是随着冰川补给峰值过后径流量逐渐减小, 将会给塔里木河流域带来严重的水资源和生态安全问题. 冰川的强烈退缩, 还会带来一系列的洪水灾害问题.     

土-结构-流体动力相互作用的实时耦联动力试验

针对振动台试验中无限地基难以模拟和数值分析中流-固耦合作用难以计算两个难题,将最近发展的实时耦联动力试验方法引入土-结构-流体动力相互作用问题的研究。以一个渡槽结构为例,其中渡槽-水体作为物理子结构,采用振动台进行物理试验,而无限地基作为数值子结构,采用集总参数模型进行数值模拟。两个子结构之间实时交换数据,联合评估整个耦合体系的动力响应。试验结果和有限元数值模拟结果吻合良好,表明该试验方法具有较高精度。对不同特性地基土进行的试验对比分析结果表明：对于软土地基,考虑土-结构相互作用(SSI)的结构反应幅值明显减小,周期延长;随着地基土变硬,SSI效应逐渐变弱,结构反应最终收敛至刚性地基解。     

Satellite retrieval of hurricane wind speeds using the AMSR2 microwave radiometer

The AMSR2 microwave radiometer is the main payload of the GCOM-W1 satellite,launched by the Japan Aerospace Exploration Agency in 2012. Based on the pre-launch information extraction algorithm,the AMSR2 enables remote monitoring of geophysical parameters such as sea surface temperature,wind speed,water vapor,and liquid cloud water content. However,rain alters the properties of atmospheric scattering and absorption,which contaminates the brightness temperatures measured by the microwave radiometer. Therefore,it is difficult to retrieve AMSR2-derived sea surface wind speeds under rainfall conditions. Based on microwave radiative transfer theory,and using AMSR2 L1 brightness temperature data obtained in August 2012 and NCEP reanalysis data,we studied the sensitivity of AMSR2 brightness temperatures to rain and wind speed,from which a channel combination of brightness temperature was established that is insensitive to rainfall,but sensitive to wind speed. Using brightness temperatures obtained with the proposed channel combination as input parameters,in conjunction with HRD wind field data,and adopting multiple linear regression and BP neural network methods,we established an algorithm for hurricane wind speed retrieval under rainfall conditions. The results showed that the standard deviation and relative error of retrievals,obtained using the multiple linear regression algorithm,were 3.1 m/s and 13%,respectively. However,the standard deviation and relative error of retrievals obtained using the BP neural network algorithm were better(2.1 m/s and 8%,respectively). Thus,the results of this paper preliminarily verified the feasibility of using microwave radiometers to extract sea surface wind speeds under rainfall conditions.     

新疆北部覆膜滴灌棉田的碳交换日、生长季变化特征

利用涡动相关系统测定新疆石河子棉区覆膜滴灌棉田的CO₂通量,分析2010年棉花各生育期净生态系统碳交换（NEE）的日变化特征,并将[NEE]拆分为生态系统总生产力（GEP）和生态系统呼吸（R_eco）,分析三者的生长季变化特征及其影响因素。结果表明：在播种期和苗期,棉田白天和夜间的NEE变化幅度都较小;其他生育期NEE白天呈‘V’形变化,夜间为正值且变化小。NEE的日变化主要受太阳总辐射影响。GEP、R_eco和NEE的生长季变化趋势与叶面积指数变化相对一致,最大日累积量均出现在花铃期,分别为11.8,8.0和-6.2 g C·m^-2·d^-1。播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的日平均[NEE]分别为2.6,1.6,-1.2,-2.8和0.5 g C·m^-2·d^-1。整个生长季棉田NEE累积量为-122.2 g C·m^-2,表现为碳汇。由偏相关分析可得,GEP,R_eco和NEE的生长季变化与气温的相关系数最高,其次为饱和水汽压差,再次为太阳总辐射和土壤温度,结果表明气温是影响棉田GEP,R_eco和NEE生长季变化的主要气象因素。气温对棉田GEP,R_eco和净碳吸收起促进作用,而饱和水汽压差对其起限制作用。     

2002年塔里木河流域"四源一干"地表径流情势

2002年塔河流域内平原及山区气温都明显偏高, 平原降水偏多, 山区降水略偏多.3～10月 0 ℃层高度接近常年.塔里木河4条源流出山口天然径流量273.9×108m3, 比多年平均值227.0×108m3多46.9×108m3, 偏多20.7%, 属丰水年.其中发源于天山山脉的阿克苏河和开都河-孔雀河径流增幅大, 水量充沛, 属丰水年; 而发源于喀喇昆仑山脉的叶尔羌河和源于西昆仑山的和田河径流量保持多年均值年.4条源流入塔里木河水量为54.82×108m3.在塔里木河干流上游段耗水量25.42×108m3, 是干流最大的耗水区段, 中游段耗水量24.55×108m3, 下游段耗水量7.38×108m3.上、中游区间耗水量49.97×108m3, 占阿拉尔站年径流量的90.8%.从7月20日至11月10日共计114 d由博斯腾湖向塔里木河下游生态应急输水, 从博斯腾湖调水12.67×108m3, 恰拉水库分水闸向塔里木河输水2.339×108m3, 大西海子水库下泄3.313×108m3, 年内台特玛湖形成了28.74 km2的水域面积, 下游沿河地下水位普遍回升, 影响范围达800 km2, 生态效益十分显著.