环境气象指数的设计方法探讨

在大规模的现场和用户调查的基础上,结合现场观测和试验分析等手段,依据人类生活环境对气象条件的敏感性和依从性原理,提出了涉及人类生活、公共事业、休闲、旅游、农业生产、工程建设、医疗卫生等多种行业的环境气象指数的7种设计方法：回归统计法、因子加权法、经验模式法、历史资料反查法、动力统计法、延伸法、概念模型法,将7种方法单独应用或综合应用,江苏省气象部门开发研制了八大类73个环境气象指数。结合几个环境气象指数的研究实例,阐述了各种设计方法中的关键技术和要点,文中提出的环境指数设计方法较为简单实用,易于业务化,对气象指数的研究和业务工作均有一定的借鉴作用。     

2013年长江中下游夏季高温干旱演变过程及环流异常成因简析

利用改进的CIn指数,结合NCEP/NCAR再分析资料,逐候分析2013年夏季长江中下游地区高温干旱演变过程和高温异常成因。结果表明：改进后的CIn指数能够准确识别此次干旱过程,整体持续时间近一个月。旱情从7月第4候湖南南部开始,8月第3候干旱程度最强,特旱中心位于湖南省中东部,浙江省为高温中心,8月第4候旱情得到缓解。在干旱成因上,极涡位置异常偏西,影响长江中下游地区冷空气偏弱,南亚高压东伸与西太平洋副热带高压西伸明显;鄂霍次克海至菲律宾一带呈较强的EAP遥相关型,其中长江中下游地区位势高度的正异常加强了西太平洋副热带高压的中心强度并使其位置偏西;乌拉尔山地区的阻塞高压与西太平洋副热带高压相对峙,有利于西太平洋副热带高压长期稳定地控制在长江中下游地区;同时欧亚大陆与西太平洋海陆温差增大,东亚夏季风偏强,西太平洋副热带高压异常偏北,长江中下游地区下沉气流强盛,在西太平洋副热带高压和南亚高压共同作用下,造成持续的高温干旱过程。     

节能温度、供热气象指数及供热参数研究

对北京市2001～2002年采暖季的室内外气象一热力试验数据进行科学分析,求出实际条件下不同环境温度、风速、辐射等气象条件下的节能温度,提出了供热气象指数及等级划分标准,推算出总供热量、供回水温度差及通过控制回水温度而知供水温度等供热参数,并已在北京市供热作业中投入应用,为实时供热调度提供了参考依据,是节能、增效、减污的基础。     

浙江仙居县漂流旅游的气候影响因素探讨

采用仙居县漂流旅游项目营业开始迄今的客流量和同期的降水、相对湿度、风速和气温等气象资料对仙居县永安溪漂流的气候影响因素进行了研究。分析了当地的人体舒适度指标,统计了月平均舒适天数,同时探讨了降水和高温的影响,得出适宜的气候条件,计算了各指标的距乎百分率,并与客流变化作对比分析。结果表明：5月和10月气候适宜且旅游流量高;4月、7月和9月也为适宜时段,但客流量少,旅游资源有待进一步挖掘。     

金沙江观音岩水库消落带绝对优势植物的表型可塑性与适应策略

金沙江是长江上游梯级大库富集之地,在金沙江地区选择典型水库开展植物表型可塑性和适应策略研究对该区一众水库生态治理具有重要的参考价值。本文以金沙江观音岩水库消落带为研究区,定量比较了经多年周期性水淹干扰后,绝对优势植物根茎叶性状的表型可塑性,分析了绝对优势植物应对主导因子的关键性状及其协同响应特征和权衡策略。结果表明:1)调查共记录了植物种类11科21属21种,优势度大于0.1的仅有狗牙根和苍耳,为绝对优势种。2)淹水对狗牙根和苍耳功能性状具有极显著影响,是二者功能性状变异的主导因子。3)狗牙根的株高、主茎长、分茎数量、主茎宽、叶片数量和叶面积,以及苍耳的分茎数量、叶片数量、根冠比和比叶面积的表型可塑性指数均超过0.6,是应对淹水的敏感性状。但是,狗牙根的叶片数量、叶面积以及苍耳的比叶面积对淹水的可塑性响应表现出短期时效性,为非适应性可塑性。4)淹水深度调控狗牙根在“逃避”策略和“静默”策略之间的权衡选择,并通过不同的性状组合以及地上和地下部分资源分配以协同响应。5)淹水导致狗牙根和苍耳的生态对策趋同,均采取S/SR策略。此外,相比于狗牙根为水库消落带的普遍推荐种,苍耳因其存在水质污染风险而褒贬不一,但苍耳具有重要的药用价值,能否在每次淹水来临前进行刈割值得进一步探讨。     

无定河流域不同水土流失区底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

无定河流域位于黄土高原与毛乌素沙地过渡带,水土流失严重,生态环境具有脆弱性和波动性。于2021年春季(4月)和秋季(10月)对无定河流域上、中、下游及其6条支流和流域内的3个淤地坝开展水生态系统调查,旨在厘清无定河流域底栖动物群落特征,构建底栖动物生物完整性指数并开展健康评价。无定河流域春季共采集到底栖动物105种,平均密度为181 ind./m²,平均生物量为0.760 g/m²,秋季共采集到底栖动物67种,平均密度为94 ind./m²,平均生物量为0.454 g/m²。通过对两季度研究区域内底栖动物27个生物参数开展分布范围检验、判别能力分析和相关性分析,构建无定河流域底栖动物生物完整性指数,对全流域40个样点(6个参照点和34个受损点)进行B-IBI健康评价。评价结果表明,总体上无定河流域底栖动物生物完整性较好,40个样点中春季有19个处于健康或亚健康状态,秋季有23个处于健康或亚健康状态,其中无定河上、中游干支流大都以健康和亚健康为主,无定河下游干支流以及3个淤地坝水体健康状况较差。在不同水土流失类型区域,底栖动物群落特征和生物完整性评价具有显著性差异。本研究结果可为无定河流域河流健康评估提供科学依据。     

堆石料三维形状量化及其对颗粒破碎的影响

筑坝堆石料由于尺寸较大,必须对其按一定比例缩尺后才能用来开展室内三轴试验。但缩尺前后颗粒形状难免会有差异,如何评价颗粒形状变化对堆石料变形特性的影响是十分重要的。引入了高精度的三维激光扫描技术对紫坪铺面板坝筑坝堆石料2.5～5、5～10、10～20 mm以及20～40 mm 4个粒径组的颗粒进行了空间形状分析,在此基础上进一步开展了单一粒组的三轴试验,研究了4个粒组的颗粒形状指标与颗粒破碎率的相关性。试验表明,紫坪铺堆石料颗粒破碎率随着其平均球度的增加而减小,并且呈近似半对数线性关系;随着围压的增加,颗粒形状对颗粒破碎的影响逐渐减弱,颗粒强度的影响逐渐增大。紫坪铺堆石料的颗粒强度随着颗粒尺寸的增加逐渐减小,但其破碎率反而随着颗粒尺寸的增加而逐渐减小,主要是因为试验所采用的紫坪铺堆石料颗粒尺寸越小时,其形状越不规则。因此,研究缩尺效应对颗粒破碎率的影响时,要同时考虑颗粒尺寸和颗粒形状。     

基于GSI值量化和修正方法的岩体力学参数确定

为了准确确定岩体力学参数,通过综合分析多种地质强度指标(GSI)量化方法,提出了一种改进的GSI值量化和修正方法。首先,利用测线法估算结构面平均间距(d)和岩体块度指数(RBI)的改进型岩体块度率(RBR),根据岩体三维结构面网络,获得岩体体积节理数(Jv)和岩体结构等级(SR),然后采用上述参数和结构表面条件(SCR)及结构表面特性参数(Jc)进行了GSI值的定量化处理。为了克服GSI体系的缺点,考虑结构面产状和地下水对岩体力学性质的影响,提出了GSI值的修正方法和公式。以某铅锌矿体的矿岩体为例,根据改进的GSI值量化和修正方法及Hoek-Brown强度准则来确定矿岩体力学参数,通过与原位变形试验的对比分析,验证了该方法的精确性和可行性。该方法为从室内岩石力学试验合理地获取节理岩体力学参数提供了理论及实现的依据。     

梅雨期暴雨个例模拟及其中小尺度结构特征分析研究

利用中尺度数值模式MM5和多普勒雷达观测资料，对2002年7月22~23日发生在长江中游一次梅雨暴雨过程进行模拟和分析。模拟结果与观测资料相比基本吻合。主要研究内容包括暴雨过程α中尺度到γ中尺度的回波结构以及动力特征和云降水粒子的分布。研究结果表明:在长江中游地区存在一条东北西南走向低空切变线，切变线北侧偏东气流中回波较弱，而南侧西南气流中不断出现强对流云团发生发展、合并分裂现象，形成沿着切变线分布的α中尺度对流带。对流带中有多个东北西南向的β中尺度波列，这些波列由从西南向东北方向移动的γ中尺度回波所构成。新回波大多产生在老回波的后部。γ中尺度回波具有相应尺度的气流辐合辐散结构。各种云降水粒子与动力场相互配合，上升运动位置和强弱决定云水的位置和强弱。云发展初期降雨首先产生于低层，以暖雨过程为主，成熟期云中冰相粒子对降水非常重要。强回波区的降水会在近地面产生出流。在西南气流中，远离切变线的回波移速大于靠近切变线的回波，容易产生回波合并；强回波由于降水而产生下沉和辐散气流，易导致回波分裂。     

黄河口及其邻近水域强壮箭虫密度的时空分布及其与环境因子的关系

为探究强壮箭虫（Sagitta crassa）在黄河口及其邻近水域的时空分布特征及其与生物和非生物环境等因子的关系,本文依据2013—2014年在黄河口及其邻近水域6个航次的调查数据,采用丛生指标（I）、聚块性指标（A）和负二项分布参数的倒数（C_A）等聚集指标,分析了强壮箭虫的空间分布特征;应用广义可加模型（GAM）研究了强壮箭虫密度的时空分布和环境因子的关系。结果表明,黄河口及其邻近水域强壮箭虫平均密度为21.85 ind/m3,春、秋季高,冬、夏季低;其密度的空间分布以黄河入海口附近水域为密集中心,向远岸水域逐渐降低;强壮箭虫在黄河口及其邻近水域的聚集特征随密度的变化存在两次聚集和两次扩散;水深、表层水温和浮游桡足类密度是影响其密度时空分布的主要因子,总偏差解释率为55.11%,强壮箭虫密度随水深的增加而减小,随表层水温的升高先增加后减小,随桡足类密度的增加而增加。强壮箭虫密度受黄河口及其邻近水域环境因子变动的影响,具有明显的季节变化和空间分布规律。