基于生态事件序列的时态关联规则挖掘

本文分析了时态关联规则挖掘的相关定义,介绍了强时态关联规则挖掘的步骤,设计并实现了基于时间约束的T-Apriori算法。提出了生态事件和生态时间序列的概念,以我国南海大亚湾海域的赤潮现象为例,研究了基于生态事件序列的时态关联规则挖掘问题。     

黑龙江流域洪峰水位特征分析

黑龙江流域地跨中、俄、蒙三国,沿岸地区洪水灾害频繁,在一定程度上制约了当地国民经济的发展。因此,有必要对流域的洪峰水位变化特征进行分析,为流域水资源管理提供可靠依据。结合SPSS对相邻两站的洪峰水位进行相关分析,相邻两水位站的相关系数均较大,成极显著相关,且有非常显著的统计学意义。经回归分析得出相邻两站间洪峰水位均成线性关系,且不包含常数项。降水量对洪峰水位影响分析表明,最大洪峰雨量的影响最为显著,其次是汛期雨量,相关关系最不显著的是年降水量。     

两次区域性暴雨过程副高三维结构对比分析

为探讨夏季不同大气环流背景下区域性暴雨过程副高结构特征及其对降水的贡献,利用2005年6-7月降水量和NCEP／NCAR逐日再分析等资料,采用特征指数分析和物理量诊断方法,对比分析了2005年夏季两次区域性暴雨的副高三维结构特征。结果发现,夏季不同的大气环流背景下,两次区域性暴雨过程副高结构性质分别表现为热力性高压脊和动力性高压脊特征,从而导致两次暴雨过程的水汽供应条件和产生强烈上升运动的大尺度背景场存在差异。     

热带印度洋-太平洋热力异常联合模对我国夏季降水的影响

基于我国160个台站的降水资料和西太平洋副热带高压指数,利用典型相关分析和合成分析等方法,研究了热带印度洋-太平洋热力异常联合模对我国夏季降水的影响,并探讨了该联合模与西太平洋副热带高压的关系。结果表明,该联合模对我国夏季降水有一年到半年的超前影响,且以冬季联合模对次年夏季降水的影响最显著。当冬季联合模出现正异常时,次年夏季我国四川地区、长江流域、华北南部降水偏多,而华北北部和江南大部分地区降水偏少;反之亦然。进一步分析表明,冬季热带印度洋-太平洋热力异常联合模对我国夏季降水的影响可能是通过夏季西太平洋副热带高压的变动来实现的。     

降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的一种参数化方案

将任一中尺度区域的平均瞬间径流率考虑为区域平均降水量和地表土壤层水分渗透垦的余项.根据降水量在地理空间上分布的实测资料拟合其空间概率密度函数(PDF),并结合土壤入渗物理过程的数学描述及其经验公式,精确估计出地表土壤渗透率及其空间分布,由此建立区域地表径流率的统计-动力学估计方案.换言之,区域内地表产流率可视为区域平均降水量与区域平均的土壤下渗量之差值,而区域内土壤的平均下渗量又町分为非饱和区和饱和区两部分的下渗量来分别计算.就陆面水分循环的物理过程而言,地表入渗现象是在一定的下垫面特性基础上,由一定的水分供应源而形成的.根据大气降水向地表层输送水分的物理过程,在满足植被表层覆盖需水(截流水)和地表层土壤人渗水基础上,多余的降水量才会形成地表径流.凶此,推求地表产流率的主要关键在于地表土壤层需水量.为此奉文根据土壤水分通量方程推导出水分入渗公式.又从描述土壤水分和降水的空间PDF出发,推导出非均匀土壤含水量及降水气候强迫所形成的次网格尺度区域平均径流率计算公式.利用长江三角洲地区1996年降水量和土壤特性等实测资料建立区域平均地表径流率的估计公式,并对其影响凶素进行敏感性试验.结果表明,该方法与用Mosaic方法计算的区域径流率(或产流率)结果十分接近.由此可见,该文提出的降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的这种统计-动力参数化方案,具有相当的可靠性与可行性.     

利用TRMM卫星资料对人工增雨云系模式云微观场预报能力的检验

文中利用TRMM卫星测雨雷达探测反演的云水、雨水、云冰和降冰4种云参数产品及实况降水资料,对比检验该人工增雨云系业务模式对云微观场和地面降水场的预报能力.结果表明,人工增雨云系模式系统对降水的预报能力要略优于现行业务运行的GRAPES模式;人工增雨云系模式系统能较好地预报云系系统云物理微观量的垂直结构特征,模式预报的微观场与卫星监测吻合较好;在播撒窗区的水平分布上,模式预报的各水凝物分布形势和强中心位置与卫星监测一致,其大小也接近监测值;人工增雨云系模式能较好地预报云的微观场和天气形势场,可作为云系人工增雨条件决策的重要参考依据.     

一种用于突发性场地污染模拟的解析模型

为了及时有效地应对各种突发性环境污染事故,有必要开发一种简单实用、适于各类型污染物的场地污染数学模型。通过污染事故发生后污染物在包气带、饱和带迁移转化的概化,建立了污染物运移的自由入渗模型以及降雨入渗模型并给出各自相应的解析解。无降雨时,考虑污染物在重力作用下随包气带向下渗透的作用,建立一维垂直入渗模型。有降雨时,考虑污染场地(包气带)中污染物迁移和转化的对流作用、扩散作用及挥发、生物降解、吸附、根系吸收等作用,建立包气带剖面二维溶质运移模型和饱和带平面二维溶质运移数学模型。建模过程中,假定降雨量的平均分布及土壤质地、水力参数以及有机物成分、种类均相同,同时假定污染物与多孔介质间的作用为线性吸附,植物根系对污染物的吸附遵循一级动力学。基于模型的解析解,实现案例的模拟计算。模拟结果表明:该模型具有适用范围广、模拟高效快捷等优点,能够较准确预测污染发生后污染物在土壤中的动向、到达饱和带的时间以及饱和带中污染物的迁移情况。     

Discussion of “Neuro-fuzzy models employing wavelet analysis for suspended sediment concentration prediction in rivers”

Citation Abrahart, R.J. & Mount, N.J. (2011) Discussion of “Neuro-fuzzy models employing wavelet analysis for suspended sediment concentration prediction in rivers by S.A. Mirgagheri et al. (2010, Hydrol. Sci. J. 55(7), 1175–1189).” Hydrol. Sci. J. 56(7), 1325–1329.     

Runoff-generated debris flows: Observation of initiation conditions and erosion–deposition dynamics along the channel at Cancia (eastern Italian Alps)

In the Dolomitic region, abundant coarse hillslope sediment is commonly found at the toe of rocky cliffs. Ephemeral channels originate where lower permeability bedrock surfaces concentrate surface runoff. Debris flows initiate along such channels following intense rainfall and determine the progressive erosion and deepening of the channels. Sediment recharge mechanisms include rock fall, dry ravel processes and channel-bank failures. Here we document debris flow activity that took place in an active debris flow basin during the year 2015. The Cancia basin is located on the southwestern slope of Mount Antelao (3264 m a.s.l.) in the dolomitic region of the eastern Italian Alps. The 2.5 km² basin is incised in dolomitic limestone rocks. The data consist of repeated topographic surveys, distributed rainfall measurements, time-lapse (2 s) videos of two events and pore pressure measurements in the channel bed. During July and August 2015, two debris flow events occurred, following similarly intense rainstorms. We compared rainfall data to existing rainfall triggering thresholds and simulated the hydrological response of the headwater catchment with a distributed model in order to estimate the total and peak water discharge. Our data clearly illustrate how debris entrainment along the channel is the main contributor to the overall mobilized volume and that erosion is dominant when the channel slope exceeds 16°. Further downstream, sediment accumulation and depletion occurred alternately for the two successive events, indicating that sediment availability along the channel also influences the flow behaviour along the prevailing-transport reach. The comparison between monitoring data, topographical analysis and hydrological simulation allows the estimation of the average solid concentration of the two events and suggests that debris availability has a significant influence on the debris flow volume. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.