全球气候变化下海洋环流多尺度演变：联动协同与环境生态效应初探

海洋环流是海洋系统物质能量收支、配置、平衡、维持和变化的关键通道与机制。从全球海洋视角,基于目前海洋环流多变率动力过程与趋势演变的认知,重点综述气候变化下海洋环流的海盆尺度三维联动特征机制、洋际交换与协同、世界大洋经向输运变化以及相关的海洋气候与环境生态效应,依据研究现状和需求,提出研究建议。结果表明：全球一致性变暖路径与进程调控下,受驱动因子的演变与胁迫,海洋环流变化对副热带中高纬地区年际、年代际气候与环境变迁具有突出作用影响,并可产生显著环境生态效应和严重致灾风险。建议加大专精特新观测仪器自主研发,通过国际合作加大中高纬海洋环流多尺度动力过程综合调查的参与度和主导性,增强多学科融合交叉研究力度,有效提升深层次海洋环流变异及动力、环境、生态灾害影响的气候变化综合风险预测预评估和防治能力,为海洋领域能源开发、生态系统保护、气候变化应对与灾害风险治理提供必要的动力学参考。     

内衬式高压储气库群布局参数优化及稳定性分析

内衬式岩洞高压储气库兼具抽取率高、循环能力强,且能承受更高的内压力等优点,克服了传统压缩空气储能系统的诸多缺陷,是一种应用前景广阔的储能方式。论文以洞室埋深、内径和间距等3个最主要的储气库布局参数为影响因素,采用ABAQUS有限元软件基于正交试验设计模拟工况,以关键点的位移和塑性区面积作为评价指标,通过单因素试验研究了洞室间距、埋深及内径对围岩变形和稳定性的影响规律,提出了洞室群优化布局建议。研究表明:洞室埋深是影响储气库围岩变形和塑性区面积的最显著因素,其次为洞距和洞径;随着埋深的增大洞室围岩塑性区的发育区域得到有效的抑制,且塑性区主要分布于洞室顶部;增大洞距可有效削弱高内压对围岩的启裂效应;衬砌的最大拉应力主要分布在结构的顶部和底部,增大埋深或减小高径比都有助于提高衬砌的稳定性;综合分析表明储气库群的最优布局方案为埋深400 m、内径42 m、间距60 m。研究成果为内衬式高压储气库群的优化布局和稳定性评价提供了参考依据。     

末次盛冰期气候环境基本特征和数值模拟研究进展

末次盛冰期(LGM)是古气候学研究的热门时期之一,很多学者采用不同的研究方法探讨了该时期气候环境变量的特征和变化,尽管各自的侧重点有所不同,某些结论也尚不一致,但是目前初步形成了关于LGM时期的很多共识。针对近20年来不同学者利用重构数据和数值模式模拟等方法对LGM时期开展的研究工作,从物理海洋研究的角度和需求,对LGM时期的地形分布、大气辐射和CO2浓度、海冰和陆地冰川分布、海表面温度以及海洋环流等主要物理要素进行系统描述,总结了LGM时期气候环境的基本特征。结果发现LGM时期海洋表层温度降低,但存在着区域性的温度升高,深海海洋各大洋温度更趋于一致性,冰川受季节性影响较大,主要差别在于北半球,大西洋经向翻转流和南极绕极流的强度仍存在争议。随着LGM时期气候变化研究的深入,关于该时期气候环境基本特征的认识也会继续得以深化和完善,关于过去20年间LGM时期气候要素研究的综述也会对后续数据重构和数值模拟工作具有一定的参考作用。     

北极径流增加对大西洋经向翻转环流影响的模拟研究

观测显示过去几十年间北极入海径流呈现增加趋势,CMIP5耦合模式预测表明21世纪北极入海径流仍会增加,在RCP8.5路径下,21世纪末北极入海径流量将会是1950年的1.4倍。本文利用冰-海耦合数值模式研究了北极径流增加对大西洋经向翻转环流的影响。基于两个数值实验的结果表明,如果北极入海径流按每年0.22%的速度（与RCP8.5路径下的速度相当）增加,大西洋经向翻转环流的强度在100、150和200年后将会分别减弱0.6（3%）、1.2（7%）和1.8（11%） Sv。北极入海径流增加导致大西洋经向翻转环流减弱的主要原因是,北极入海径流增加的淡水被输运到北大西洋后,会抑制北大西洋深层水的生成,这也会导致北大西洋深层水海水年龄的增加。     

翻转课堂在地理信息系统课程教学中的实践与思考

针对教师主导的传统教学模式在地理信息系统课程教学中存在的不足,提出了将翻转课堂这一新的混合学习教学模式引入教学的想法。首先分析了地理信息系统课程实施翻转课堂的必要性和可行性,然后在综合考虑地理信息系统课程特点与中外教育文化差异的基础上进行了课程设计和组织实施。实践结果表明,实施翻转课堂确实能够提高学生学习主动性和教学质量,同时也对教师的专业水平和教学能力提出了更高的要求。     

广州市排水管道检测结果分析及修复技术选择

为确定适合广州市地下排水管道的修复方法,对广州老城区近100kin2地区进行调查。调查采用管道潜望镜（Quick View,QV）、管道闭路电视（closed—Circuit Television,CCTV）、管道声纳（Sonar）进行综合探测,结果表明,调查区域内的地下排水管道存在的主要问题是破损断裂、错位、路基下沉、管道淤塞现象,其中小直径管道的损坏情况较为严重,尤其是300mm的管道将近报废。针对地下排水管道的调查情况,结合现有修复技术的特点,经过对修复成本及施工的难易性的研究讨论,得出适合多种管道和缺陷类型的翻转内衬法（Cured In Place Pipe,CIPP）和施工要求相对简单的U型折叠法（U-fold）满足要求,并能够产生较高经济社会效益。     

内膜揭除——排水管道非开挖内衬修复的要素

本文概要论述了排水管道内衬修复技术应满足的一般特征;同时从天津开发区现有排水管道运行中面临的实际问题出发,分析了非开挖内衬修复工艺选择时的关注点;特别强调了内膜揭除在排水管道内衬修复技术应用中的必要性。     

气候系统翻转点的早期预警方法研究

针对气候系统的非线性特征导致预测/预警气候突变困难的问题,本文从气候系统的长程相关性出发,利用零维气候模型和两个折叠模型,研究了在一个动力系统缓慢趋近其临界翻转点的过程中,系统的长程相关是否有某种一般性变化规律.结果 显示,3个不同分岔模型在趋近其自身临界翻转点的过程中,表征系统长程相关性的Hurst指数均呈持续增大趋...     

大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性

大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋−大气耦合气候模型—COSMOS（ECHAM5/JSBACH/MPIOM）模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明：岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向—副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升温造成的海冰减少,促进了海洋热丧失,海表失热变重,有利于大西洋深层水的生成,最终两者的共同作用导致AMOC对岁差变化的响应偏弱。本文系统揭示了不同气候背景下,岁差尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差周期具有重要启示意义。