New snow metrics for a warming world

Snow is Earth's most climatically sensitive land cover type. Traditional snow metrics may not be able to adequately capture the changing nature of snow cover. For example, April 1 snow water equivalent (SWE) has been an effective index for streamflow forecasting, but it cannot express the effects of midwinter melt events, now expected in warming snow climates, nor can we assume that station-based measurements will be representative of snow conditions in future decades. Remote sensing and climate model data provide capacity for a suite of multi-use snow metrics from local to global scales. Such indicators need to be simple enough to “tell the story” of snowpack changes over space and time, but not overly simplistic or overly complicated in their interpretation. We describe a suite of spatially explicit, multi-temporal snow metrics based on global satellite data from NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and downscaled climate model output for the U.S. We describe and provide examples for Snow Cover Frequency (SCF), Snow Disappearance Date (SDD), At-Risk Snow (ARS), and Frequency of a Warm Winter (FWW). Using these retrospective and prospective snow metrics, we assess the current and future snow-related conditions in three hydroclimatically different U.S. watersheds: the Truckee, Colorado Headwaters, and Upper Connecticut. In the two western U.S. watersheds, SCF and SDD show greater sensitivity to annual differences in snow cover compared with data from the ground-based Snow Telemetry (SNOTEL) network. The eastern U.S. watershed does not have a ground-based network of data, so these MODIS-derived metrics provide uniquely valuable snow information. The ARS and FWW metrics show that the Truckee Watershed is highly vulnerable to conversion from snowfall to rainfall (ARS) and midwinter melt events (FWW) throughout the seasonal snow zone. In comparison, the Colorado Headwaters and Upper Connecticut Watersheds are colder and much less vulnerable through mid- and late-century.     

应用GeoStar建立数字佛像三维模型的研究

通过使用GeoStar系列软件进行数字三维佛像建模 ,进一步实现佛像的动态漫游 ,从而得出了一种基于等值线图建立数字表面模型并进行空间漫游的可行技术 ;通过研究卧佛的历史资料 ,对数字佛像模型进行修补 ,探讨了实现佛像表面三维可视化复原的方法     

数字经济发展对城市碳排放影响的空间效应

为探讨数字经济对城市碳排放影响的空间效应,基于2011—2017年286个城市面板数据综合测度数字经济发展水平,运用空间杜宾模型及空间DID模型分析数字经济发展对城市碳排放的影响。主要得到以下结论：① 数字经济发展存在明显的空间异质性,发展格局从“多点式”零星分布向“组团式”聚集形态转变,但各城市发展层级差距仍未改善,长三角成为重要的数字经济高水平集聚区。② 数字经济发展显著改善了城市碳排放,通过引入“智慧城市”这一外生政策冲击进行检验,发现结论具有稳健性,而且这种效应存在明显的空间异质性,东部地区数字经济发展对碳排放的负向影响作用较强,位于城市群内部的区域受数字经济的影响更大。③ 数字经济发展对碳排放的作用在不同经济圈层内有所差异,空间外溢具有边界效应,在1100km处外溢达到峰值。④ 数字产业发展、数字创新能力以及数字普惠金融是数字经济影响城市碳排放效应发挥的重要因素。     

2017年九寨沟MS7.0地震对周围地区的静态应力影响

基于九寨沟M_S7.0地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型,本文计算了该地震在周围主要活动断层上产生的库仑应力变化、在周围地区产生的应力场和位移场和同震库仑应力变化对余震的触发.结果表明：（1）九寨沟地震造成虎牙断裂中段库仑破裂应力有较大增加,已经超过0.01 MPa的阈值,虎牙断裂北段、塔藏断裂中段和岷江断裂北段北部的库仑破裂应力有较大降低,因此尤其要注意虎牙断裂中段的危险性.（2）水平面应力场在该地震震中东西两侧增加（拉张）,张应力起主要作用.在震中南北两侧降低（压缩）,压应力起主要作用.从水平主压和主张应力方向来看,均呈现出条形磁铁的磁场形态.从剖面上的应力场来看,在上盘的面膨胀区域内,大部分点的主张应力方向与地表是垂直的,在其他区域内,主张应力和主压应力均以震中为中心,向外呈辐射状.（3）从地表水平位移场来看,震中东西两侧物质朝震中位置汇聚,南北两侧物质向外流出,在震中处的最大水平位移量达43 mm.从地表垂直位移场来看,震中南北两侧出现明显的隆升,隆升最大值达56.8 mm.震中东西两侧出现明显的沉降,沉降最大值达74.5 mm.从剖面的位移场来看,九寨沟地震为左旋走滑地震,且有一定的正断成分.由分析可以推测该断层破裂在大致22~26 km的深度上就截止了.并推测下盘物质运动的动力来自震源北东东方向（四川块体）深度在6~30 km的下盘下层物质,上盘物质运动的动力来自震源北西西方向（巴颜喀拉块体）深度在0~6 km的上盘上层物质.（4）通过计算不同深度上主震对余震的触发作用可知,主震后的最大余震受到了主震的触发作用,多数其他余震也受到主震的触发作用.主震的发生促使了库仑应力增加地区余震的发生,抑制了一部分库仑应力减少地区余震的发生.

     

基于数值模型的地下水水位预警体系研究——以临汾盆地为例

地下水是中国许多城市主要的供水水源,对地下水的过量开采将导致地下水降落漏斗、地面沉降和地裂缝等环境地质问题.进行地下水水位预警体系的研究对于合理开发和有效利用地下水资源具有重要的现实意义,笔者以临汾盆地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水水位预警体系,研究结果可为当地水资源的可持续利用提供科学依据.     

离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。      

克拉美丽山南缘西段盆山耦合机制

克拉美丽山位于准噶尔盆地东部,晚古生代克拉美丽洋盆向北俯冲消亡,西伯利亚板块与准噶尔地块在该地区发生碰撞造山。目前,就石炭纪之后克拉美丽山的构造活动存在持续挤压、拉分、伸展、挤压-伸展转换多种观点,构造样式也各不相同。本文应用断层相关褶皱理论,从盆山过渡带现今构造样式入手来探讨克拉美丽山南缘西段盆山耦合机制。研究结果表明,克拉美丽山西段在石炭纪之后经历了中二叠世早期、早三叠世早期、晚三叠世末期、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世早期和古新世末期6 次构造隆升。前4 期相对稳定沉积,晚白垩世早期,晚古生代地层沿着下二叠统底部的泥岩层滑脱面以叠瓦状构造楔样式向南楔入,构造缩短量大于15 km,现今盆山构造样式初步形成。始新世构造楔遭受后期突破断层改造。始新世后,克拉美丽山大规模的构造活动基本停止,地层遭受剥蚀最终形成现今地质结构。     

鄂尔多斯盆地下石盒子组盒8段储集砂体发育控制因素及沉积模式研究

以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组盒8段储集砂体为研究对象,在众多前人研究成果的基础上,综合研究了盆地内下石盒子组盒8段沉积演化过程中储集砂体发育特征,主要表现为:岩石类型多样,包括含砾粗砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩等;成因复杂:包括冲积扇砂体、河流砂体、辫状河三角洲砂体等;分布广泛:具有广覆式大面积分布特征。在上述基础上,系统深入分析了控制盒8大面积砂体分布的关键因素,主要包括:强物源、多物源供给是基础,多水系发育是前提,平缓古地貌是背景,高流速河流是动力。其中,强物源、多物源不仅为盆地内提供了丰富碎屑物质,而且控制着盆地内不同区域储集砂体的岩性特征;多水系发育为形成大面积砂体分布提供了条件,发源于物源区向盆地内搬运陆源碎屑物质的六条水浅流急的辫状河道在盆地中部汇合交叉控制着单层砂体厚度及其连片性。平缓古地貌控制着多河道发育和长距离搬运过程中河道摆动、迁移频繁,并相互叠置交叉。高流速河流控制着平缓古地形上发育的多河道不断交叉、复合。并定量计算了盒8段储集砂体沉积时的地形古坡度,平均坡降为1.10m·km^-1,平均坡度为0.063°;古河流水体平均流速为8.31m·s^-1。进而,结合盆地内钻井实际建立了下石盒子组盒8段独具特色的"强物源供给的缓坡浅水辫状河三角洲沉积模式"。     

基于熵权-正态云模型的泥石流灾害易发性评价

近年来,由于极端天气事件频发和工程建设活动加剧,泥石流灾害对人类的威胁愈加严峻。因此,在综合分析泥石流灾害发育特征及形成机理的基础上,进行泥石流灾害易发性评价对防灾减灾工程活动具有指导意义。选取沟谷岸坡坡度、沟床纵坡比降、植被覆盖率、单位面积固体物源储量、汇水面积、雨季降雨量建立评价指标体系,采用熵权法确定评价指标权重,将泥石流灾害易发性分为高易发、中易发、低易发和不易发四级,建立基于正态云模型的泥石流灾害易发性评价方法,并以西秦岭地区5条泥石流沟为例验证了该评价模型的合理性。进一步将该模型用于陕西吴堡井沟泥石流灾害易发性评价,结果表明井沟泥石流具有中易发性,评价结果与实际相符。     

不同空间尺度的山洪灾害风险评价模型对比研究

以山洪灾害风险评价的多准则决策模型、最大熵模型、信息量模型三种常见模型为研究对象,选取河西走廊和张掖市为地理区划（大中）、市域（小）空间尺度研究区,构建山洪灾害风险评价指标体系,分别完成基于三种模型的两种空间尺度的山洪灾害风险评价制图,基于甘肃省地质灾害调查与区划报告数据从模型验证、空间自相关、精度对比和尺度效应等角度对比分析三个模型应用于不同空间尺度的适应性,并给出优选模型。结果表明：最大熵模型是河西走廊（地理区划）空间尺度上山洪灾害风险评价的优选模型;多准则决策模型不适用于张掖市（市域）空间尺度评价,且三个模型运行结果均没有河西走廊（地理区划）空间尺度上表现良好;三个模型的尺度效应明显,在地理区划空间尺度上应用较良好,缩小至市域空间尺度上模拟结果误差增大;不同空间尺度上,最大熵模型均优于多准则决策模型和信息量模型,适用于地理区划（大中）、市域（小）空间尺度的山洪灾害风险评价。