Operation of two major reservoirs of Iran under IPCC scenarios during the XXI century

We assess the effects of prospective climate change until 2100 on water management of two major reservoirs of Iran, namely, Dez (3.34 × 10⁹ m³) and Alavian (6 × 10⁷ m³). We tune the Poly‐Hydro model suited for simulation of hydrological cycle in high altitude snow‐fed catchments. We assess optimal operation rules (ORs) for the reservoirs using three algorithms under dynamic and static operation and linear and non‐linear decision rules during control run (1990–2010 for Dez and 2000–2010 for Alavian). We use projected climate scenarios (plus statistical downscaling) from three general circulation models, EC‐Earth, CCSM4, and ECHAM6, and three emission scenarios, or representative concentration pathways (RCPs), RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5, for a grand total of nine scenarios, to mimic evolution of the hydrological cycle under future climate until 2100. We subsequently test the ORs under the future hydrological scenarios (at half century and end of century) and the need for reoptimization. Poly‐Hydro model when benchmarked against historical data well mimics the hydrological budget of both catchments, including the main processes of evapotranspiration and streamflows. Teaching–learning‐based optimization delivers the best performance in both reservoirs according to objective scores and is used for future operation. Our projections in Dez catchment depict decreased precipitation along the XXI century, with ?1% on average (of the nine scenarios) at half century and ?6% at the end of century, with changes in streamflows on average ?7% yearly and ?13% yearly, respectively. In Alavian, precipitation would decrease by ?10% on average at half century and ?13% at the end of century, with streamflows ?14% yearly and ?18% yearly, respectively. Under the projected future hydrology, reservoirs' operation would provide lower performance (i.e., larger lack of water) than now, especially for Alavian dam. Our results provide evidence of potentially decreasing water availability and less effective water management in water stressed areas like Northern Iran here during this century.     

百年来天山阿克苏河流域麦茨巴赫冰湖演化与冰川洪水灾害

阿克苏河源区的冰川融水和冰湖溃决洪水, 对我国境内阿克苏河乃至整个塔里木河的径流补给及下游的防洪安全都有着举足轻重的作用. 萨雷扎兹-库玛拉克河的麦茨巴赫冰川湖(Merzbacher Lake)为众多冰川湖中最大的一个, 同时又是频繁发生突发性溃决洪水的冰湖, 在1932-2008年的67 a内发生溃决突发性洪水62次, 其频率高达92.5 %以上. 随着气温的变暖, 冰川减薄后退, 冰川融水增多、 冰湖库容增加, 洪水总量在不断增大. 冰川洪水的总量已经由1960-1970年代的1×10~8m~3左右, 增加到1990年以来的3×10~8～4×1~8m~3 , 最高达5×1~8m~3 多; 年最大流量1990年代较1950年代增多37%, 洪水频率也在不断增加. 库玛拉克河流域冰川物质平衡变化也对冰湖溃决洪水影响很大, 冰川消融的越多, 产生的冰川洪水洪峰也越大. 随着全球气候进一步变暖, 将会加大下游的防洪压力. 所以, 要加强冰川消融观测及冰湖水位的监测, 建立预警系统, 进行冰湖溃决洪水预报, 为下游的防洪安全和水电安全运行提供科技支持.     

太湖湖滨带类型划分及生态修复模式研究

太湖湖滨带岸线总长405 km,73%以上被防洪大堤所包围,其余部分临近山体,属于典型的大堤型湖滨带.按照湖滨带地形地貌分为大堤型、山坡型、河口型三类,根据水文条件和露滩情况,又将大堤型分为长期露滩、间歇露滩、无滩地型,山坡型分为有滩地型、无滩地型,形成6种类型的湖滨带.根据以上太湖湖滨带划分类型,结合湖滨带生境、气候、水文条件以及植被分布现状等因素,分别采取生态保育、生态修复、生态重建的对策,设计了不同类型的太湖湖滨带生态修复模式,并分别提供了形象的修复模式示意图,以期为太湖及其类似湖滨带的生态修复提供一定的借鉴.     

基于震情会商实时异常分类记录的综合异常指数研究

为进行异常特征或异常判据的定量分析,在多种预测手段(方法)的异常隶属度转换的基础上生成单项异常指数时间序列,再通过将多种预测手段(方法)单项异常指数时间序列逐时段累加取均值,得到综合异常指数时间序列,实现前兆信息的定量化。研究中根据新疆台站分布、历史地震及地震构造背景等,选定7个研究区进行应用研究。各研究区综合异常指数时间进程曲线分析表明,台站相对密集的北天山3个研究区综合异常指数在中等地震前出现较明显的短期异常,而台站相对稀疏的南天山地区几个研究区除柯坪块体的阿克苏-乌什-阿合奇地区的综合异常指数在巴楚-伽师6．8级地震前出现明显的短期异常外,其它地区综合异常指数时间进程曲线稳定性及异常对应效果较差。     

河南省内黄县河流地质考古研究

河流地质考古学是基于地层研究河流和考古遗址之间关系的学科。近年来我们在河南省内黄县开展的河流地质考古研究揭示了黄河复杂的演化历史,在此基础上进一步探讨了古代人类活动与周围环境的相互作用。本文主要介绍了2010~2016年我们在河南省内黄县3个全新世遗址（岸上、三杨庄和大张龙村）的地质考古工作中所取得的成果。研究区域内遗址的地层记录表明,许多考古遗址被深埋于地下,并可能影响了3000 a B.P.以来的河流沉积过程。我们在岸上遗址发掘了A、B、C、D共4处青铜时代的沟渠遗迹,这些沟渠的堆筑可能影响了后期的沉积过程并导致了遗址周边微地貌的改变;在三杨庄遗址识别出了多层不同时期的人为古土壤,包括新石器晚期、战国时期、汉代和唐代;在大张龙村发现了北宋时期黄河泛滥沉积物,其沉积过程可能受周边村落遗址的影响。根据测得的14C年代和沉积层厚度,本研究进一步对这3处遗址的沉积速率进行了估算,并与前人对华北平原沉积速率的相关研究进行了对比。结果表明,这3处遗址所显示的沉积速率自3000 a B.P.开始显著增加,与对早期历史时期黄河河道沉积速率的估算结果相吻合。因此,基于遗址的地质考古研究能够为探索人与环境的互动关系提供大量信息。未来的工作中,我们需要开展更多基于考古遗址的河流地质考古研究,以深入探讨华北平原的自然沉积过程与文明演进过程之间的关系。

     

2004年全球重大气候事件概述

2004年全球气候持续偏暖。年初，暴雪席卷欧洲多国，美国受到罕见大雪袭击，南亚和墨西哥遭遇低温严寒。北半球夏秋季，西太平洋、大西洋热带风暴活动频繁。日本、菲律宾和美国受灾严重。年内，非洲、亚洲部分国家发生严重干旱；同时，南亚、南美洲及非洲多国暴雨致洪。年内，欧洲伊比利亚半岛、日本和澳大利亚遭遇高温热浪。     

半干旱区植被覆盖度对边界层气候热力影响的数值模拟

在陆－气相互作用的中小尺度系统研究中，水平非均匀下垫面的强迫作用是主要的物理过程。本文利用能量闭合二维陆面过程与大气边界层耦合模式，研究了我国西北半干旱地区（３８°Ｎ，１０５°Ｅ）夏季下垫面物理特征的变化对区域边界层气候的影响。结果表明：土壤湿度、植被覆盖度对局地环流和区域边界层气候的形成起着决定性的作用。模拟结果揭示了在半干旱地区大面积植树造林、提高植被覆盖度，可涵养土壤水分，改善局地生态环境，是人工持续改造干旱、半干旱荒漠地区局地气候的重要途径。     

1993年北半球环流特征及其对我国天气气候的影响

１９９３年北半球主要环流特征表现为：５００ｈＰａ副产持续加强西伸，位置偏南；亚洲中纬度春，夏经向环流发展，东亚太平洋遥相关型稳定；西藏高原５００ｈＰａ位势高度持续偏高，印缅槽持续偏弱；１００ｈＰａ位势高度场低纬持续偏高，中，高纬持续偏低，夏季南亚高压位置异常偏高。热带海洋出现明显异常，一次新的厄尔尼诺现象发生。热带海洋和北半球大气环流的异常对我国天气气候产生明显影响。     

基于RS数据的黄河三角洲湿地信息提取及湿地动态变化研究

本文采用分层分类和决策树分类方法,对黄河三角洲1986、1996、2009年3个时期Land-sat-TM数据进行了处理,提取了黄河三角洲湿地信息,分析了三角洲湿地20年间的动态变化。结果表明,湿地变化整体呈先增多后减少的趋势,其中人工湿地比重不断增加,面积增加最多的是盐田湿地,减少最多的是滩涂湿地,土地盐碱化加重;采用分层提取湿地信息的方法精度达到90%,结果优于监督分类和非监督分类。     

基于ERA-20C再分析数据的中国近海波候研究

基于ERA-20C再分析数据,综合分析了1950—2010年间中国近海的海表风速、风浪、涌浪和混合浪的分布特点。结果表明,中国近海的风场主要受东亚季风控制,在南海南部靠近越南的海域夏季形成7 m/s的风速大值中心,冬季风速则可达9 m/s。风浪场的空间分布特点与风场相似,而受传播效应和浅水效应的影响,涌浪场四季均在吕宋海峡和东海东南部出现波高的大值中心。春夏季节中国近海大部分海域涌浪占优,与风速大值中心对应,夏冬季节南海南部10°N附近存在风浪池。趋势分析结果显示,风速和混合浪有效波高的线性趋势呈现相似的空间分布,南海的风速和波高分别以0.27 cm·s^-1/a和0.74 cm/a的速率显着增加。而渤海分别以-0.49 cm·s^-1/a和-0.85 cm/a的速率显著降低,黄海的变化率分别为-0.43 cm·s^-1/a和-0.79 cm/a。将中国近海风速和波高的年际变化分别与气候指数尼诺3.4进行相关分析,结果显示,冬季大部分海域的相关系数为负,而夏季在南海和东海海域则为正。