民勤绿洲农田生态系统能值空间分异特征

利用能值分析方法对2011年民勤绿洲18个乡镇农田生态系统的环境资源条件、投入产出结构和可持续性进行了系统分析,构建了反映民勤绿洲农田生态系统综合水平的能值指标体系,运用主成分分析方法对其进行了综合评价和排序。结果表明：民勤绿洲农田生态系统可持续性强的是夹河乡,其他乡镇农田生态系统为消费型生态经济系统,可持续性弱;民勤绿洲农田生态系统能值综合水平存在着明显的地域差异,呈现东北片高于西南片、绿洲边缘带高于中心带的地理分布特征;民勤绿洲农田生态系统总体上不具有可持续性,不协调发展型区域和极不协调发展型区域农田面积占民勤绿洲农田总面积的73.68%,强、中、弱协调发展型区域只占26.32%。因此,目前民勤绿洲农田生态系统面临的不可持续性应当引起相关部门的高度重视。     

江浙典型茶园土壤有机质空间异质性分析

茶园土壤有机质分布有明显的空间性,如何凭借有限的采样点数据预测研究区的有机质分布,对了解茶叶种植区土壤状况、指导茶园经营管理、提高茶叶品质和产量有重要意义。本文对江浙4种名茶种植区,利用描述性统计,以及地统计学中的半方差函数模型、空间插值等方法对比分析了茶园土壤有机质的空间异质性。研究结果表明:(1)4个研究区的土壤有机质平均水平均较高,适合茶叶生长,且浙江省2个茶叶种植区的有机质平均水平高于江苏省2个茶叶种植区的有机质水平;(2)半方差函数模型拟合表明,溪龙乡种植区有机质含量表现出中等空间相关性,而其他3个种植区表现出强烈的空间相关性;(3)各种植区土壤有机质的空间分布以结构性因子(土壤理化性质、地形地貌)为基础,受人类活动、经营模式、茶园管理等随机性因子影响,整体趋势上表现出局部变异的特征。     

2001-2013年川西高原旱情监测及其地形分异

利用2001-2013年EOS-MODIS归一化植被指数产品数据,应用距平植被指数法（AVI）对川西高原进行了干旱监测,并分析年平均干旱发生频率与海拔高度、坡度和坡向地形因子的关系,进一步结合研究区土地利用数据,分析了不同地形因子干旱频率差异的原因。研究表明：（1）受积雪覆盖的影响,川西地区干旱监测只在一定区域内适用,该适宜区为川西海拔4 300 m以下区域。（2）川西高原干旱发生频率同各地形因子都具有较强的相关性,其中,高程影响最为复杂,与不同高度带地表覆被类型的差异性有关;坡向影响非常明确,主要受稳定水汽来源输入的影响;坡度的影响具有较强的局域性,与不同坡度的保水蓄水能力及覆被类型有关。     

基于地形精化的金星重力场模型VGM2013

高精度金星重力场的获取,是金星探测的重要内容.本文利用最新的金星地形和重力模型,通过高通滤波后的残差地形（RTM）并在考虑均衡改正的情况下改进了重力的短波成分,最终提出了一个新的金星重力模型VGM2013,该模型赤道分辨率达10 km量级,大大高于现有的金星重力场模型,最终结果是金星表面重力加速度和重力扰动.研究中同时发现金星在Airy-Heiskanen均衡模型下的全球最优补偿深度为30 km,金星地壳的密度可能小于当前认为的2700~2900 kg·m^-3.VGM2013模型的结果可为将来的金星探测器定轨和着陆导航提供参考,作为重力计算的先验模型.但由于该模型没有包含短波重力观测信息,不建议直接用于更小尺度的地质和地球物理解释.     

Dissimilarity of Scalar Transport in the Convective Boundary Layer in Inhomogeneous Landscapes

A land-surface model (LSM) is coupled with a large-eddy simulation (LES) model to investigate the vegetation-atmosphere exchange of heat, water vapour, and carbon dioxide (CO₂) in heterogeneous landscapes. The dissimilarity of scalar transport in the lower convective boundary layer is quantified in several ways: eddy diffusivity, spatial structure of the scalar fields, and spatial and temporal variations in the surface fluxes of these scalars. The results show that eddy diffusivities differ among the three scalars, by up to 10–12%, in the surface layer; the difference is partly attributed to the influence of top-down diffusion. The turbulence-organized structures of CO₂ bear more resemblance to those of water vapour than those of the potential temperature. The surface fluxes when coupled with the flow aloft show large spatial variations even with perfectly homogeneous surface conditions and constant solar radiation forcing across the horizontal simulation domain. In general, the surface sensible heat flux shows the greatest spatial and temporal variations, and the CO₂ flux the least. Furthermore, our results show that the one-dimensional land-surface model scheme underestimates the surface heat flux by 3–8% and overestimates the water vapour and CO₂ fluxes by 2–8% and 1–9%, respectively, as compared to the flux simulated with the coupled LES-LSM.     

Impact of terrain heterogeneity on near-surface turbulence structure

This study investigates the impact of terrain heterogeneity on local turbulence measurements using 18 months of turbulence data taken on a 30 m tower at the SIRTA mixed land-use observatory under varying stability conditions and fetch configurations. These measurements show that turbulence variables such as the turbulent kinetic energy or momentum fluxes are strongly dependent on the upstream complexity of the terrain (presence of trees or buildings, open field). However, using a detection technique based on wavelet transforms which permits the isolation of the large-scale coherent structures from small-scale background fluctuations, the study shows that, for all stability conditions, whatever the upstream complexity of the terrain, the coherent structures display universal properties which are independent of the terrain nature: the frequency of occurrence, time duration of the coherent structures, the time separation between coherent structures and the relative contribution of the coherent structures to the total fluxes (momentum and heat) appear to be independent of the upstream roughness. This is an important result since coherent structures are known to transport a large portion of the total energy. This study extends to all stability conditions a numerical study by Fesquet et al. [Fesquet, C., Dupont, S., Drobinski, P., Barthlott, C., Dubos, T., 2008. Impact of terrain heterogeneities on coherent structures properties: experimental and numerical approaches. In: 18th Symposium on Boundary Layers and Turbulence. No. 11B.1. Stockholm, Sweden., Fesquet, C., Dupont, S., Drobinski, P., Dubos, T., Barthlott, C., in press. Impact of terrain heterogeneity on coherent structure properties: numerical approach. Bound.-Layer Meteorol.] conducted in neutral conditions which shows that a reason for such behavior is that the production of local active turbulence in an internal boundary layer associated with coherent structure originating from the outer layer and impinging onto the ground is not sensitive to the nature of the terrain.     

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响

利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7～8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合.重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用.结果表明:降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升.降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱.这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 g·kg-1的过冷云水.祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响.降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱.地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm.     

下垫面非均匀流域的幂指数TOPMODEL的模拟研究

利用取消流域土壤表层饱和导水率0K、土壤饱和导水率有效衰减系数m和地下水补给速率R为空间均匀假设的幂指数TOPMODEL,对流域水量平衡各分量进行敏感性研究试验,揭示空间非均匀性对幂指数TOPMODEL模拟结果的影响。从特定研究流域所得结果中可得的主要结论有:1)0K、m和R的空间变化对流域的逐日地表径流和基流以及逐日总径流有影响,针对设定的0K、m和R的空间变化,其中m的空间变化较明显地增加了逐日地表径流和洪峰流量。2)就设定的0K、m和R的空间变化而论,对流域多年平均年总径流以及蒸发模拟结果影响不大,但改变了径流在地表径流和基流之间的分配;其中R的空间变化影响最显著,m和0K的空间变化影响则较小。     

绿洲内城镇气候效应的数值模拟

利用数值模式MM5探讨了绿洲内的城镇以及城镇进一步扩大后对绿洲小气候的影响,模拟结果显示：在边长约50 km的三角形绿洲内实际存在的远离绿洲中心的5 km×4 km的城镇,对绿洲小气候的影响较小;当城镇位于绿洲中心后,对绿洲小气候的影响将增强;城镇远离绿洲中心有利于绿洲的良性发展。当城镇范围扩大后,其对绿洲小气候的影响将变得明显,白天城镇上的辐合中心将减弱低层辐散的绿洲风强度,有利于绿洲周边荒漠暖干空气侵扰绿洲;向城镇辐合产生的上升运动,将使绿洲上的低层水汽向高空输送,加大水汽的损耗;绿洲内城镇的存在也升高了绿洲总体边界层高度,不利于水汽在低层的滞留;城镇的增大将不利于绿洲的良性发展。绿洲内的城镇增加相同的面积,横风向扩展城镇试验中城镇对绿洲冷岛效应的破坏强于城镇沿顺风向扩展。     

大民屯凹陷油气运聚史研究

运用油气组成非均质性,以大民屯凹陷丰富详实的分析测试资料为基础,"反演"了两大油气系统的油气主运聚方向.结果表明,大民屯凹陷油气总体组成非均质性、分子构成非均质性以及含氮化合物分布三方面的运移示踪效应基本一致,可以相互印证."反演"结果表明,正常油和高蜡油都是围绕各自生油洼陷中心向周围构造高部位的斜坡带运移,在有利的圈闭中成藏.沿着该运移路径上如果有合适的圈闭条件就会聚集成藏,这为下一步勘探目标预测提供了依据.流体定年技术分析结果表明,大民屯凹陷主成藏时期为沙一、二到东营早期.安福屯洼陷成藏稍早于荣胜堡洼陷,因而高蜡油成藏略早于正常油.