基于地理探测器的区域土壤耕层有机碳含量 多元复合模型构建——以珠三角核心区为例

区域土壤耕层有机碳含量的精确测算,对于研究全球碳循环至关重要,但其影响因素多,空间变异性强,现有插值测算方法精度偏低。从提高测算精度出发,基于地理探测器技术,改进传统的协同克里格插值方法,构建多元复合模型进行区域土壤耕层有机碳含量的测算,并以珠三角核心区为例进行实际验证。结果表明：1）珠三角核心区土壤耕层有机碳含量空间变异与地形、水文、土壤和农田利用方式等有关,不同因素的贡献力存在较大差异,各因素贡献力（q统计量）在0.076~0.201之间,其中土壤理化性状与农田利用方式的贡献力大于地形、水文,区别不同因素的贡献力进行土壤耕层有机碳含量的精确测算应是客观要求。2）依照地理探测器分析结果,基于不同因素贡献力构建土壤耕层有机碳含量多元复合模型,插值测算精度明显提升,在珠三角核心区普通克里格、地理加权回归克里格和BP神经网络克里格的土壤耕层有机碳含量插值结果精度较多元复合模型下降16.62%、23.86%和37.33% 。由结果发现,多元复合模型突破了现有算法中辅助因素数量的局限,有效抑制了区域SOCC测算过程中的影响因素耦合噪声,降低了测算结果的不确定性。     

艾肯达坂风雪流形成机制及其治理

根据天山艾肯达坂地区的野外观测和风洞模拟实验,导出山区风雪流输送量与风速随高度分布方程,指出贴地气层分离是形成道路雪阻的主要原因。首次提出利用透风式下导风清除道路积雪的理论与方法,在风雪流灾害防治工程的实施中取得了巨大的经济和社会效益。     

Bed material transport estimated from the virtual velocity of sediment

This study evaluates the possibility of determining bed material transport using the virtual rate of travel of individual particles, dimensions of the active layer of the streambed, and porosity and density of streambed material. Magnetically tagged stones and scour indicators were employed in Carnation Creek, British Columbia, to quantify transport rates. Observations cover flows up to 36 m³ s⁻¹ (τ* = 0·081). Transport rates, ranging from 0·090 to 9·7 kg s⁻¹ (0·12–13·2 m³ h⁻¹), display a relatively sensitive trend with maximum stream power, as expected. Error analysis indicates that uncertainty in virtual velocity covers the majority of sample variance. An evaluation of the two measurement techniques used to delineate active layer dimensions, magnetically tagged stones and scour indicators, indicates that they yield comparable depths, widths and transport rates over the range of flows observed. Issues for further study are discussed. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

西安南郊丰水年秋季土壤水分研究

 通过对西安南郊丰水年秋季土壤含水量的测定，研究了地下0~6 m之间土壤含水量的变化与土壤干层的恢复问题。研究结果表明，丰水年西安南郊人工林下2~3 m的土壤含水量在20％左右，远远高于正常年份的土壤含水量，而且大于表层和深层的土壤含水量。分析得出，土壤干层发育较弱的地区在降水丰富的年份可以得到一定程度的恢复；西安地区基本适合进行人工造林；通过人工措施，增强降水入渗和土壤含水量，对树木成活和长期的生长应当具有明显的作用。     

流褶层及韧变带研究

流褶层与韧变带是地壳拉伸变形，顺层固态流变作用下的产物。流褶层是以原始层理为变形面或再经递进变形的褶皱变形岩层或岩石共生组合层位。韧变带具明显的层控性，受岩石成分和应变程度控制，不同环境和不同成分岩石的韧变带具有相异的组合型式和变形机制，井具有一定的递变规律。流褶层和韧变带可分属不同层位，但流褶层可实现向韧变带的转化。     

大连市大气污染物质量浓度与气溶胶光学厚度的相关性分析

分别对2015年6~12月和2016年6~12月大连地区的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据进行数据统计分析,基于ENVI软件平台利用MODIS数据反演大连地区的气溶胶光学厚度,通过回归建模研究气溶胶光学厚度与大连地区10个地面监测站点的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据的相关性。回归建模以气溶胶光学厚度（AOD）为自变量,以大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃为因变量,在SPSS软件中分别选取线性、对数、三次、乘幂、指数5种函数类型进行研究,通过对比回归模型的拟合优度R²,选择最优拟合模型,探讨利用遥感数据反演气溶胶光学厚度监测大气污染的相关性。结果表明：气溶胶光学厚度与NO₂、PM2.5和PM10的最优拟合模型均为三次模型,其拟合优度R²分别是0.685、0.801和0.845;与O₃和SO₂的最优拟合模型为指数模型,其R²为0.367和0.482;与CO的最优拟合模型为对数模型,其拟合优度R²为0.810。该结果为分析大气气溶胶污染来源以及治理提供了数据。     

洞庭湖区减压井井管及滤层结构试验研究

为研究适用于洞庭湖区二元结构堤基的减压井结构型式,采用室内试验对比分析了土工织物包扎塑料花管式、钢管式、砂滤体式及无砂混凝土式井管的排水减压效果,并结合洞庭湖区何家堤减压井试验工程研究了合理的滤层结构。试验表明,塑料盲沟和毛细板减压井是适合洞庭湖区二元堤基的两种减压井结构型式。     

Simulation of a Stably Stratified Atmospheric Boundary Layer Using One-Dimensional Turbulence

One-dimensional turbulence (ODT) is a single-column simulation in which vertical motions are represented by an unsteady advective process, rather than their customary representation by a diffusive process. No space or time averaging of mesh-resolved motions is invoked. Molecular-transport scales can be resolved in ODT simulations of laboratory-scale flows, but this resolution of these scales is prohibitively expensive in ODT simulations of the atmospheric boundary layer (ABL), except possibly in small subregions of a non-uniform mesh.Here, two methods for ODT simulation of the ABL on uniform meshes are described and applied to the GABLS (GEWEX Atmospheric Boundary Layer Study; GEWEX is the Global Energy and Water Cycle Experiment) stable boundary-layer intercomparison case. One method involves resolution of the roughness scale using a fixed eddy viscosity to represent subgrid motions. The other method, which is implemented at lower spatial resolution, involves a variable eddy viscosity determined by the local mesh-resolved flow, as in multi-dimensional large-eddy simulation (LES). When run at typical LES resolution, it reproduces some of the key high-resolution results, but its fidelity is lower in some important respects. It is concluded that a more elaborate empirically based representation of the subgrid physics, closely analogous to closures currently employed in LES of the ABL, might improve its performance substantially, yielding a cost-effective ABL simulation tool. Prospects for further application of ODT to the ABL, including possible use of ODT as a near-surface subgrid closure framework for general circulation modeling, are assessed.     

北京721特大暴雨极端性分析及思考(一): 观测分析及思考

2023年7月29日至8月2日,受台风“杜苏芮”北上减弱低压影响,河北出现罕见特大暴雨天气过程(以下简称“23.7”暴雨过程),其中位于冀南的邢台市梁家庄自动站52 h累积降水量高达1 003.4 mm。利用常规地面与探空资料以及区域自动站资料、雷达拼图与ERA5再分析资料等,对“23.7”暴雨过程的降水演变特征、环流形势与环境条件、中尺度特征进行了初步分析。结果表明: 此次暴雨过程具有持续时间长、累计雨量大、覆盖范围广等特征;台风“杜苏芮”登陆北上后,受500 hPa华北北部“高压坝”阻挡而停滞,河北大部地区整层水汽总量达到其气候平均态的2倍以上,环境大气具有低的抬升凝结高度和自由对流高度及一定的对流不稳定能量,以及850 hPa倒槽切变线稳定少动提供的持久辐合抬升条件,使得降水回波长时间维持在河北西南部太行山前和河北中部。边界层东南风急流伴随台风倒槽向北发展,急流核风速在河北中部超过22 m·s^-1,大暴雨过程中地形作用明显。边界层急流影响河北西南部期间,回波强度30~40 dBz、质心高度低于6 km的多个对流单体先后移过梁家庄站上空,造成梁家庄站累计出现24 h的短时强降水;边界层急流北移后,8 m·s^-1左右的偏东风使太行山前层积混合云降水回波继续长时间维持造成雨区重叠,是梁家庄站52 h累积降水量超过1 000 mm的主要原因。

     

2013年6月30日皖南山区对流性暴雨成因及漏报原因分析

利用常规观测资料、地面加密观测资料、FY-4A卫星云图资料、多普勒天气雷达资料和ERA5再分析资料,对2021年6月14日傍晚到夜间豫南一次对流性暴雨过程进行了分析。结果表明：此次过程发生时,850 hPa以上为西南到偏西气流,边界层内冷空气侵入豫南,风场形成了气旋性切变和辐合,过程中水汽条件和热力条件较好,动力强迫主要位于边界层。本次降水可分为两个阶段：14日18∶00—15日00∶00时为对流的触发与演变阶段,冷空气南下形成的地面中尺度辐合线南压到豫南触发了准线状对流,之后辐合线断裂,位于驻马店的东段辐合线进一步南压,对流随之南压减弱,而南阳盆地内风场形成了中尺度气旋性旋转和辐合,对流在此维持;15日00∶00—06∶00为对流的再次增强与维持阶段,随着近地面冷空气再次增强,南阳中部到驻马店西部一带的对流增强并稳定少动。南阳站附近形成了中尺度气旋式辐合中心并长时间维持,利于此处对流不断生成并东移,驻马店西部山地的喇叭口地形对风场的辐合抬升作用也促进了对流的维持。