SOME ASPECTS OF THE INTERACTION OF BLOWING SNOW WITH THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER

Several possible effects of blowing snow on the atmospheric boundary layer are investigated, mostly within the general framework of the Prairie Blowing Snow Model (PBSM). The processes of snow saltation and suspension are first described. Variations to the drift density profile are tested and the effects of stratification and density variation calculations are evaluated. Despite high density gradients of blowing snow, stratification effects on turbulence and the velocity profiles can generally be neglected. However, with saltating or suspended snow in a constant shear stress layer, part of the shear stress is carried by the particles. A highly simplified, single-phase approach, based on the density variation of the air–snow mixture coupled to a simple turbulent stress–strain relationship, is used to illustrate this. Sublimation rates in a column of blowing snow are calculated using the PBSM and results are compared with those obtained with a modified formulation which incorporates a spectrum of sublimating particles of varying sizes at each height in a steady-state surface boundary layer and different specifications of the ventilation velocity.     

SNOW WETNESS ESTIMATES OF VEGETATED TERRAIN FROM SATELLITE PASSIVE MICROWAVE DATA

The Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) radiometer is a useful tool for monitoring snow wetness on a large scale because water content has a significant effect on the microwave emissions at the snowpack surface. To date, SSM/I snow wetness algorithms, based on statistical regression analysis, have been developed only for specific regions. Inadequate ground-based snow wetness measurements and the non-linearity between SSM/I brightness temperatures (T_Bs) and snow wetness over varied vegetation covered terrain has impeded the development of a general model. In this study, we used a previously developed linear relationship between snowpack surface wetness (% by volume) and concurrent air temperature (°C) to estimate the snow wetness at ground weather stations. The snow condition (snow free, dry, wet or refrozen snow) of each SSM/I pixel (a 37 × 29 km area at 37.0 GHz) was determined from ground-measured weather data and the T_B signature. SSM/I T_Bs of wet snow were then linked with the snow wetness estimates as an input/output relationship. A single-hidden-layer back-propagation (backprop) artificial neural network (ANN) was designed to learn the relationships. After training, the snow wetness values estimated by the ANN were compared with those derived by regression models. Results show that the ANN performed better than the existing regression models in estimating snow wetness from SSM/I data over terrain with different amounts of vegetation cover.     

干旱区地下水位降幅空间分布特性研究

基于GIS和地理统计学的理论、方法对所取观测井地下水位降幅数据进行空间分布特征分析。结果表明:数据服从正态分布,结构符合球状模型,空间数据存在东西方向和南北方向的二价函数趋势;地下水位降幅由北向南呈环状递减,最深降幅达30m,绿洲群大部分居于20～30m降幅之间,为地下水开采密集区,大于10m降幅的面积约69300hm2。利用Kriging最优内插法生成等值线图,可以更准确和直观地展示整个研究区的地下水资源状况、生态环境可能发生退化的区域及未来发展方向。     

欧亚春季雪盖对印度洋偶极子的影响

文章研究了欧亚春季雪盖对印度洋偶极子的影响。研究发现,欧亚春季雪盖与印度洋偶极子关系密切,两者之间存在显著的反相关关系。欧亚春季雪盖异常导致夏季赤道印度洋垂直纬向环流以及印度洋和欧亚大陆之间的垂直经向环流发生异常,是欧亚春季雪盖与印度洋偶极子存在反相关关系的主要原因。欧亚春季雪盖异常可能是印度洋偶极子发生的一个重要的外在诱发因子。     

拉萨河冬季径流对气候变暖和冻土退化的响应

20世纪90年代以来,拉萨河流域的气温经历了10年升高0.54 ^oC的气候变暖,这期间以秋冬季升温为主。在近40年 (1963~2004年) 气候和28年 (1976~2004年) 月径流数据的基础上,研究了具有多年冻土的高海拔拉萨河流域的冻土和水文响应。结果表明,冬季径流对11~2月气温升高具有显著响应,在12~2月份增加了16%,其中2月份增加22%。水热相关分析表明,10~11月地表温度升高0.8~0.9 ^oC导致冬季河流水量增多,介于0.9~1.5m深度的季节冻土深度和温度变化导致了径流量变化的响应。20世纪90年代的气候变暖使得多年冻土区的季节冻土深度萎缩了大约14cm,冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著。但冻土积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性。     

深基础降水喷射泵的特性方程

为方便工程技术人员优化设计并合理地选用降水同心式喷射泵, 介绍了同心式喷射泵井点降水系统结构和应用特点, 建立了深层降水喷射泵降深与结构、性能参数等之间的优化数学模型.既可通过该数学模型, 按降水深度和排水量的要求, 选择工作泵的压力和流量, 设计喷射泵的结构; 又可根据喷射泵设计的数学模型计算特定降深的排水量, 进行深基础降水设计.      

邢台地震b值的深度变化特征分析

对1966~1984年邢台地震目录进行了整理,应用基于MATLAB的Z-MAP软件分析了地震目录的完整性,将目录划分为地震活跃时段、地震活动过渡时段、地震活动相对稳定时段。主要分析了各时段地震深度b值、沿断层深度剖面扫描b值,根据深度b值变化对邢台地震演化特点进行了分析。     

中国避暑型与避寒型宜人气候的分布特征及差异

宜人气候可以分为避暑型和避寒型两种类型,但现有研究鲜有关注国内两类气候的分布特征及差异。本文采用1981—2010年2132个国家气象观测站数据,基于温湿指数、风寒指数和着衣指数计算各个气象站点的气候综合舒适指数,结合协同克里金空间插值方法对全国避暑型和避寒型宜人气候的分布特征进行了研究,并对两类气候的地域差异进行了分析。结果表明：① 中国避暑型气候区包括40°N以北的西北边疆和东北地区、西北中部地区及西南地区三大集中分布区。中国避寒型气候区集中分布在北回归线以南的低纬地区。② 国内夏冬两季的气候不舒适地域广阔,包括环渤海、长三角等经济发达、人口稠密地区,避暑型与避寒型气候资源的开发潜力显著。③ 两类宜人气候呈现明显的地域分离特征,拥有避暑和避寒双重属性的地方极少。④ 国内避寒型气候是稀缺资源,具有垄断性特征;而避暑型气候相对分布广泛,是一种相对遍在性资源。本文不仅丰富了宜人气候分布特征研究的理论成果,而且可为地方气候资源的旅游开发提供科学依据。     

柔性水囊潜堤消波特性的溃坝水槽试验研究

柔性水囊潜堤由橡胶制成,内部充水,具有结构简单、造价低廉等优点,能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。为了探究柔性水囊潜堤的消波特性,在溃坝水槽内开展溃坝波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的试验研究,重点探究柔性水囊潜堤与溃坝波相互作用过程中水位变化特性,并与半圆柱刚性潜堤的性能进行比较;同时分析柔性水囊潜堤内部初始水压和浸没深度等参数对其消波性能的影响。结果表明：柔性水囊潜堤能够用作临时防波堤来衰减波浪;与半圆柱刚性潜堤相比,柔性水囊潜堤在降低溃坝波无量纲最大水位、提高消波性能方面更具优势;内部初始水压是影响柔性水囊潜堤消波性能的重要因素,适当降低内部初始水压,有利于增强柔性潜堤的变形程度,进而增加波能耗散,可获得更好的消波效果;而增加浸没深度即潜深,会使得柔性水囊潜堤对溃坝波的影响程度降低,消波效果减弱。