A microscale three-dimensional urban energy balance model for studying surface temperatures

A microscale three-dimensional (3-D) urban energy balance model, Temperatures of Urban Facets in 3-D (TUF-3D), is developed to predict urban surface temperatures for a variety of surface geometries and properties, weather conditions, and solar angles. The surface is composed of plane-parallel facets: roofs, walls, and streets, which are further sub-divided into identical square patches, resulting in a 3-D raster-type model geometry. The model code is structured into radiation, conduction and convection sub-models. The radiation sub-model uses the radiosity approach and accounts for multiple reflections and shading of direct solar radiation. Conduction is solved by finite differencing of the heat conduction equation, and convection is modelled by empirically relating patch heat transfer coefficients to the momentum forcing and the building morphology. The radiation and conduction sub-models are tested individually against measurements, and the complete model is tested against full-scale urban surface temperature and energy balance observations. Modelled surface temperatures perform well at both the facet-average and the sub-facet scales given the precision of the observations and the uncertainties in the model inputs. The model has several potential applications, such as the calculation of radiative loads, and the investigation of effective thermal anisotropy (when combined with a sensor-view model).     

住宅侧墙绿化的降温增湿效应研究

对住宅小区的侧墙绿化墙面与裸露墙面温湿度的对比分析发现,侧墙绿化可以有效地改善墙体的温湿度状况;同时通过观测爬墙虎的蒸腾速率,推算出其对环境的降温增湿效果;并通过有侧墙绿化与无侧墙绿化室内温湿度分析比较,说明侧墙绿化对室内温湿度的影响。     

青海高原地区近250 a来年平均气温变化及突变分析

用多条树轮重建的青海高原近250 a平均气温序列,利用线性趋势、小波变换分析和突变检测等方法对近250 a青海高原年平均气温的年际变化及突变特征进行了综合分析,结果表明:250多a来青海高原年平均气温波动明显,30 a滑动平均表现出1779～1811年和1934～2006年年平均气温偏高,其中年平均气温最高出现在1998年为1.3℃,1741～1778年和1812～1933年年平均气温偏低,其中年平均气温最低出现在1823年为-1.5℃,年气温总体呈上升趋势;在20 a以上相对大尺度上,年平均气温冷、暖交替的特征明显,经历了7个冷、暖交替阶段,在2～3 a,28 a左右,48 a和110 a时间尺度上的周期变化都比较明显。     

地面-坑道激电测深方法在山东玲珑断裂带深部找矿中的应用

在山东玲珑断裂带深部找矿中,考虑断裂带处在地电干扰和地形变化复杂地段,且深部地质体产状变化较大,仅依据半空间地面物探方法很难摸清地质体的展布形态,盲目布设钻孔会造成找矿成本的提高。为精确反演深部矿体的边界范围、走向及倾向,提高钻孔见矿率,降低找矿成本,在山东玲珑断裂带地面、坑道采用立体物探技术,试验通过布设多条方位不同的地-坑、坑-坑和地-地纵横激电中梯剖面和双向三极测深剖面,进行了二维电法剖面反演。在地面-坑道激电测深方法中,地面-坑道供电,坑道测量探测深度与坑道深度呈正相关,反映了深部巷道底板以下电阻率和极化率的分布状况,可以实现深地探测目的。由于地面-坑道供电,坑道测量装置处在半空间和全空间两个部分,需要采用"镜像法"和地下倾斜偶极源电流场特征对其装置系数k值重新推导,以反映坑道空间岩矿体真实电阻率的变化。坑道中梯剖面异常与单向三极剖面异常、双向三极电测深反演结果对应较好。经钻探验证,矿体分布与物探推断高极化体基本一致,为快速准确布设深部钻孔提供资料。     

高地应力硬脆性围岩开挖损伤区时效性扩展案例分析——特征与机制

硬脆性围岩在开挖完成后，其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应，这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上，以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果为目标函数，采用正交设计方法、最小二乘支持向量机模型、粒子群优化算法等方法，建立了考虑时间效应的LSSVM-PSO智能反演分析方法，并以锦屏二级水电站试验洞为例，研究了开挖完成后的25 d里，围岩强度在高地应力条件下的时效性演化特征，进而获得这一时段内开挖损伤区扩展过程。研究结果表明：（1）高应力地区，隧洞开挖后，围岩损伤区的主要扩展方向受地应力控制，且最大扩展方向为最小主应力方向，且破坏区（破坏接近度FAI≥2）也集中于该方向； （2）开挖损伤区面积随时间近似呈S形曲线变化，表明开挖损伤区初始发展较为缓慢，随着时间推移呈现线性增加的趋势，最后又逐渐趋于稳定；（3）开挖后第3～10 d为开挖损伤区快速增长阶段。该研究成果对高应力地区硬脆性围岩开挖损伤区时效性演化研究具有指导意义。     

红外仪激电仪超前探水技术研究

在１００号矿体工程的斜井开拓中,用构造推断及红外仪激电仪进行超前探水预测预报,经过现场实测、跟踪监测及含水曲线的研究分析,准确预报了前方含水构造部位,防止了水害,加快完成了该矿体的开拓,取得了明显的经济效益。     

槽隆与台向斜构造对比的流体包裹体研究

对槽隆与台向斜这两个不同构造单元的早古生代沉积地层进行了系统的流体包裹体对比研究,阐述了其各自的流体包裹体类型,测定了均一温度,进而探讨了流体包裹体特征所显示的两大构造单元的古地理环境。     

400年来北极巴罗角的温度变化特征

近４００年湖泊岩芯温度记录揭示,巴罗地区总的变化趋势是升温,平均升温速率为每百年０．４℃,但近２００年呈降温趋势。熵谱分析表明,近代巴罗地区温度波动存在３３年、４０年、２９年周期和９０年左右的世纪周期;１９２１～１９９４年巴罗气象台逐月温度资料统计分析和熵谱分析表明,现代巴罗温度变化有４个月、半年、１４个月、１６个月、３年、４年、７年和１０年周期。     

甘肃河西走廊沙尘暴与赤道中,东太平洋海温之间的遥相关分析

春、夏季甘肃河西走廊沙尘暴发生次数与赤道中、东太平洋海温之间遥相关分析结果表明：春、夏季河西走廊沙尘暴发生次数与前二年赤道中、东太平洋海温的负相关最好,时间过远或过近,相关性反而较差。利用前期的赤道中、东太平洋海温可以较好地预报出河西走廊春季沙尘暴发生的多寡。     

遥测地表温度与比辐射率的迭代反演方法──理论推导与数值模拟

首先在地表比辐射率为已知的条件下,提出一个非线性迭代温度反演模型,我们对不同的地表和大气条件进行了模拟计算,结果表明当大气温度廓线误差－２Ｋ－２Ｋ,水汽廓线误差±２０％时的温度均方根误差为０．４８Ｋ。当大气模式误差一个模式时反演的温度均方根误差为０．８５Ｋ。在此基础上,引人相邻像元的概念,相邻像元的大气状况可以认为是相同的,应用两个时相的遥感影像数据,假定在两个相近时相之间地表比辐射率值不变,建立地表比辐射率与温度的反演模型。我们对不同的地表和大气条件进行了模拟计算,结果表明当大气温度廓线误差－２Ｋ－２Ｋ,水汽廓线误差±２０％时地表温度均方根误差小于１．５Ｋ,地表比辐射率均方根误差小于０．０２,地表辐射均方根误差为１％;当大气温度廓线误差－２Ｋ－２Ｋ,水汽廓线误差±１０％时,地表温度均方根误差小于１．０Ｋ,地表辐射均方根误差小于０．６％。