Interdecadal variability of the South China Sea monsoon and its relationship with latent heat flux in the Pacific Ocean

We analyzed interdecadal variability of the South China Sea monsoon and its relationship with latent heat flux in the Pacific Ocean, using NCEP wind field and OAFlux heat flux datasets. Results indicate that South China Sea monsoon intensity had an obvious interdecadal variation with a decreasing trend. Variability of the monsoon was significantly correlated with latent heat flux in the Kuroshio area and tropical Pacific Ocean. Variability of latent heat flux in the Kuroshio area had an interdecadal increasing trend, while that in the tropical Pacific Ocean had an interdecadal decreasing trend. Latent heat flux variability in these two sea areas was used to establish a latent heat flux index, which had positive correlation with variability of the South China Sea monsoon. When the latent heat flux was 18 months ahead of the South China Sea monsoon, the correlation coefficient maximized at 0.58 (N=612), with a 99.9% significance level of 0.15. Thus, it is suggested that latent heat flux variability in the two areas contributes greatly to interdecadal variability of the South China Sea monsoon.     

重力式海洋平台沉箱的断裂分析

研究重力式海洋平台沉箱的表面裂纹最大深度,通过考虑沉箱有一个内表面裂纹,将问题简化为无裂纹重力式平台问题和带裂纹矩形板问题的叠加,应用有限元方法对重力式海洋平台无裂纹情形进行了静力分析,得到了与裂纹位置对应处的环向拉应力。计算裂纹矩形板的应力强度因子,得到海洋环境荷载下沉箱内表面裂纹的最大深度为0.066 8m,计算结果可供海洋平台的设计参考。     

鄂尔多斯盆地都思兔河流域白垩系含水层特征及供水前景分析

在鄂尔多斯盆地都思兔河流域供水水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明了流域含水层的结构、埋深以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律,探讨了各含水层之间的水力联系,并求取了含水层的水文地质参数;对比圈定了包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区;采用地下水流数值模拟方法对上述3处富水区地下水开采量进行计算,提出了27种地下水开采方案,并经过对比得到地下水开采推荐方案。结果表明:包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区主要补给为侧向径流及大气降水入渗补给,排泄方式以潜水面蒸发及向河流排泄为主;在地下水浅埋区,结合含水层单井涌水量的大小,确定采用管井开采方式、中段悬挂式非完整井结构,平均布井,井深300m,单一开采白垩系环河组的地下水,最大限度夺取潜水蒸发排泄量;根据推荐方案,上述3个富水区总开采量达到123 500m3/d,可为该地区地下水资源开发与利用提供技术保障。     

Heat calculation and numerical simulation in steam mining of permafrost gas hydrate

Steam mining method was injecting hot steam into the borehole to heat the hydrate strata at the same time of depressurization mining,which could promote further decomposition and expand mining areas of gas hydrate. Steam heat calculation would provide the basis for the design of heating device and the choice of the field test parameters. There were piping heat loss in the process of mining. The heat transfer of steam flowing in the pipe was steady,so the heat loss could be obtained easily by formula calculation. The power of stratum heating should be determined by numerical simulation for the process of heating was dynamic and the equations were usually nonlinear. The selected mining conditions were 500-millimeter mining radius,10 centigrade mining temperature and 180 centigrade steam temperature. Heat loss and best heating power,obtained by formula calculation and numerical simulation,were 21. 35 W/m and 20 kW.     

中老缅交界地区橡胶种植的时空格局及其地形因素分析

橡胶林地是东南亚地区主要的土地利用类型,动态监测橡胶种植并分析其时空变化规律,对于区域土地资源开发、生态环境保护以及维护边境安全稳定具有重要意义。本文基于遥感技术实地研究了中老缅交界地区1980-2010 年的橡胶林地分布格局及其时空变化规律,定量分析了橡胶林地的分布特征及其地形因素的影响与限制。结果表明:(1) 2010 年中老缅交界地区橡胶林地面积为60.14 万hm²,占土地面积的8.17%,是研究区最大的土地利用类型。就林地结构来看,橡胶成林(≥10 年) 与橡胶幼林(<10 年) 之比大体是5:7,近10 年来橡胶林地扩展迅速。(2) 1980-2010 年中老缅交界地区橡胶林地已由最初的7.05 万hm²增加到60.14 万hm²,扩展近9 倍,橡胶林地扩张显著。橡胶林地已呈现由集中至分散、由边境向国外,“以景洪为中心、北上南进、西拓东扩”的空间分布格局与地域扩展特征。(3) 中老缅交界地区橡胶种植受地形因素制约,橡胶林地4/5 以上集中在600~1000 m适宜区间,很少超过1200 m;近2/3 集中分布在8°~25°的坡地,极少或很少分布在超过35°的急陡坡;主要分布在南坡和东坡,北坡和西坡相对较少,橡胶种植强度也呈现相同规律。(4) 橡胶林地国别对比分析表明,中国境内橡胶林地在向高海拔、陡坡地扩展,老缅境内具有较大地形适宜空间,有利于橡胶种植的跨境发展。(5) 中老缅交界地区的橡胶种植必将由中国向老挝和缅甸跨境发展,老挝和缅甸境内,特别是近中国边境地区的橡胶林地持续扩张已是不可避免。     

中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究

台风灾害给中国沿海地区造成了严重损失,进行台风风险评估将为台风灾害有效规避提供科学依据,探讨台风强度等级和灾害损失之间的关系是台风风险定量评估的基础。利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174场成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了适合于我国的四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。研究表明:当台风强度等级达到第4等级时,灾害造成的损失率均有较大幅度的增加。本文构建的台风灾害损失标准可为进一步定量评估承灾体脆弱性及损失风险提供依据和参考。     

2009年中国一次沙尘暴过程中的水汽变化特征及WRF回报

通过对2009年4月22日至25日发生在甘肃、宁夏、内蒙古的一次沙尘暴观测和模拟回报试验,分析了沙尘暴过程中水汽及水热的变化特征,检验了天气研究和预报模式（WRF）对沙尘暴过程的模拟能力。结果表明,WRF能较好地再现出沙尘暴过程中水汽变化的基本特征。沙尘暴发生前,地面感热明显增加,大气中水汽明显减少。在沙尘暴过程中,扩散作用和气溶胶的凝结作用影响水汽的变化,而水汽的垂直方向变化较小;高空云水和云冰含量异常偏小,低层大气的温度和水汽含量下降。热力诊断的结果表明,沙尘暴过程中,由于水汽的相变,在600～800 hPa高度处,水汽凝结产生的视热源的加热率高达6 ℃·d-1,表明非绝热加热作用在沙尘暴的维持和发展起着重要的作用。     

荒漠区粗糙度长度的确定及在模式中的应用

利用2005年进行的“绿洲系统能量与水分循环补充观测试验”第3阶段的观测资料计算了金塔试验区内戈壁和沙漠的动力学和热力学粗糙度长度,沙漠和戈壁的动力粗糙度长度分别为1.81×10-3m和1.64×10-3 m,与黑河试验结果基本一致,均为沙漠的动力粗糙度大于戈壁。试验区内沙漠和戈壁的热力粗糙度长度分别是0.28×10-3 m和0.62×10-3 m。将计算得到的粗糙度长度代入Noah陆面模式,模拟的戈壁、沙漠上的地表温度和感热通量同观测值较为一致,优于原粗糙度长度的模拟结果,大大提高了该模式在沙漠、戈壁特殊区域的模拟能力,有利于将耦合了Noah模式的中尺度模式更好地应用到绿洲系统的研究中。     

基于CFD技术的河谷型城市风环境模拟——以兰州市城关区为例

本文应用CFD软件对多种流场的强大模拟功能,模拟小尺度的兰州市城关区风环境。选用SRTM资料表征兰州市城关区的地形,应用ArcGIS生成兰州市地形模型,计算相关参数,将计算得到的地形粗糙度和兰州多年气候资料转化为CFD模型的数字参数及模拟边界条件等,首次模拟得到河谷型地区兰州城关区的风环境。结果表明:（1）河谷型地区中,气流过山时风速达最大值,依山体高度增大,而在背风坡风速值明显降低,达到0～1 m·s-1;（2）气流过境时在沿河谷前进,且在谷底风速值达0～1 m·s-1;（3）在模拟城市热岛效应的对比实验中,地块加热对气流过境有停滞作用。     

城市热岛效应下浅层土中混凝土的酸腐蚀试验研究

针对城市热岛效应引起城区浅层土地温场升高这一观测结果,采用室内快速模拟试验方法,对城区酸性土壤腐蚀混凝土材料的温度效应开展了试验研究。试验研究了在温度为5℃、20℃和40℃条件下,混凝土试样在酸浓度分别为0%、5%和10%的沙土介质中放置30d、90d后的抗压强度变化规律,并对混凝土试样在腐蚀过程中的腐蚀系数变化规律和微观机理进行了分析;最后,对南京城区热岛效应环境下浅层土中混凝土材料酸腐蚀的强度变化规律进行了分析。试验结果表明,在同一腐蚀浓度下,混凝土试样抗压强度的下降速度随着温度的升高而不断加快,其腐蚀系数也随着温度的升高而不断增大;腐蚀介质的浓度越大,环境温度对混凝土腐蚀系数的影响就越明显;在温度为40℃、硫酸浓度为10%的沙土中放置30 d后,混凝土的腐蚀系数K达到45.21%,约是在5℃条件下腐蚀系数的2倍,相当于环境温度每上升1℃,混凝土腐蚀系数平均增加0.64%。该研究成果对于减轻城市热岛效应对岩土工程的影响具有重要意义。