Changes of precipitation extremes over South Korea projected by the 5 RCMs under RCP scenarios

The change of extreme precipitation is assessed with the HadGEM2-AO - 5 Regional Climate Models (RCMs) chain, which is a national downscaling project undertaken cooperatively by several South Korean institutes aimed at producing regional climate change projection with fine resolution (12.5 km) around the Korean Peninsula. The downscaling domain, resolution and lateral boundary conditions are held the same among the 5 RCMs to minimize the uncertainties from model configuration. Climatological changes reveal a statistically significant increase in the mid-21st century (2046- 2070; Fut1) and the late-21st century (2076-2100; Fut2) precipitation properties related to extreme precipitation, such as precipitation intensity and average of upper 5 percentile daily precipitation, with respect to the reference period (1981-2005). Changes depending on the intensity categories also present a clear trend of decreasing light rain and increasing heavy rain. In accordance with these results, the change of 1-in-50 year maximum precipitation intensity over South Korea is estimated by the GEV method. The result suggests that the 50-year return value (RV50) will change from -32.69% to 72.7% and from -31.6% to 96.32% in Fut1 and from -31.97% to 86.25% and from -19.45% to 134.88% in Fut2 under representative concentration pathway (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios, respectively, at the 90% confidence level. This study suggests that multi-RCMs can be used to reduce uncertainties and assess the future change of extreme precipitation more reliably. Moreover, future projection of the regional climate change contains uncertainties evoked from not only driving GCM but also RCM. Therefore, multi-GCM and multi-RCM studies are expected to provide more robust projection.     

城市生态安全水平的物元评判模型研究

作为人口高度集聚的人工生态系统,城市生态系统的安全性更加具有脆弱性。该文选取了若干公认的反映城市生态安全水平指标,建立了类型识别的物元评判模型。应用于我国十大城市,得出以下结论:处于"较安全"的城市有南京市、深圳市、大连市;处于"临界安全"的城市有上海市、广州市、南昌市、合肥市;处于"不安全"的城市有天津市、武汉市。评价结果基本与实地相符,说明建立的物元评判模型是可行的。     

考虑水文变异的黄河干流河道内生态需水研究

气候变化及人类活动导致水文变异,变异前后样本总体分布显著不同,即改变了当地生态系统的水文状况,打破生态平衡。本文使用滑动秩和检验(Mann-Whitney U检验) 分析水文变异,并对水文变异成因做了系统的分析。在此基础上,对变异前各月平均流量序列用线性矩法推求GEV分布参数,求出概率密度最大流量,并将其视为相应月河道内生态流量。本文用该法计算黄河干流7 站各月河道内生态流量,即得河道内生态需水情况。分析表明,考虑水文变异的河道内生态需水计算方法是可行的;水文变异后,黄河流域干流各水文站满足生态需水的频率大大降低,汛期降低幅度比非汛期大;黄河生态系统水环境恶化的主要原因是人类活动。     

煤层气在煤储层中的扩散及其影响因素

煤层气在煤储层中的扩散是指从煤基质孔隙表面上解吸的煤层气运移到割理系统的主要过程。发生扩散的前提条件是气体浓度差的出现，衡量扩散能力大小的重要参数是扩散系数。前者为由解吸速度、解吸气量和煤层气产量、井孔压力降等因素控制的动态参数，而后者为主要受扩散物质性质、扩散介质特征、扩散系统的温度、压力和孔隙结构形态等因素影响的静态参数。煤层气在煤储层中的扩散量与煤层气浓度差和扩散系数呈正比关系。     

涡北河网区三维地震采集技术

涡北勘探区属于河网地带,难以进行正常的地震施工。为此,本文提出了一种以规则束状观测为基础和特殊观测系统相结合的数据采集方法。该方法适应了这种复杂的地表条件,获得了"空白区"的地震资料,为今后类似地表条件地区的三维地震勘探提供了经验。      

贡嘎山东坡亚高山不同林地土壤水分特性与生态环境效应

森林土壤水分特性，包括水分的渗透与蒸发、保持与贮存等对森林生态环境都有重要意义。本文研究了长江上游贡嘎山亚高山不同森林类型土壤的水分特征及其生态环境作用，结果表明：成熟林、过熟林土壤在储水、渗透、容水、蒸发和持水特性等多数方面利于保持和改善生态环境，次生或林分单一森林类型次之，林木皆伐后最差。研究区以成熟林和过熟林为主，生态环境保护较好。尽管该区与长江上游其它地区一样同具自然地理条件差、生态环境脆弱的特征，但由于该区森林植被和环境得到了有效保护，土壤水分特性好，促进了森林生态系统的良性循环，生态环境问题得到进一步改善。     

于桥水库流域农业非点源磷污染控制区划研究

以于桥水库流域28个次级小流域作为区划对象,以影响该区域农业非点源磷污染的6个主要因子,包括降雨侵蚀力因子(R),土壤可蚀性因子(K),地形因子(LS),植被覆盖因子(C)以及土壤有效磷含量(SAP)和化肥磷施用量(FP),作为区划因子,采用系统聚类法进行区划,将于桥水库流域分为4类磷污染控制类型区,分析了各个类型区的生态环境特征、农业非点源磷污染特征和主要影响因子,提出相应的控制措施。为进一步进行更深入的研究提供科学依据。     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实，通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子，在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上，利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子，从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造，进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明，该方法能够描述台风海面风场的非对称分布，具有较好的应用前景。     

基于实测波浪的单桩式海上风电基础波浪力计算研究

基于实测波面的波浪力获取作为结构动力响应分析以及数字孪生模型建立的必备环节,对海上风电数字化运维至关重要。为了满足更大的装机容量需求,单桩式海上风电基础趋于大型化,其尺度因子D/L也随之增大;并且实际海域均为非规则波,以尺度因子划分波浪力计算理论的方法对非规则波的适用性尚不明确。通过建立数值水槽,依据实际工况对不规则波与桩基的作用进行数值模拟,得到入射波浪场与桩基所受波浪力,在此基础上,基于入射波浪场分别采用Morison方程以及绕射理论求解波浪力并将之与数值模拟结果进行对比,分析了不同波浪力计算理论关于尺度因子的适用性,同时探究了波浪要素对计算精度的影响。结果表明：Morison方程在波高较大时精度下降;相对于Morison方程,绕射理论在该尺度下的精度更高。最后,通过分析实测数据进一步探讨了典型工况下的波浪力特征,以期通过实测波面计算波浪力的方法为实际服役风机波浪力计算提供技术支持。