长江源区水文气象要素变化及其与大尺度环流因子关系研究

长江源区水文气象要素变化及其归因研究一直备受全球关注,现阶段研究多侧重于水文气象要素时空变化特征分析,针对长江源区水文气象要素与大尺度环流因子相互关系的研究不足。论文利用Mann-Kendall法、去趋势波动分析法和小波分析法,探究长江源区1957—2012年水文气象要素趋势性、波动性和周期性变化规律,分析水文气象要素与大尺度环流因子的相关关系,通过研究水汽通量揭示大尺度环流因子对水文气象要素变化的驱动机制。结果表明：20世纪90年代,长江源区气候暖干化,进入21世纪后,长江源区气候暖湿化趋势明显;长江源区水文气象要素序列具有正长程相关性,长江源区气候未来会继续呈现暖湿化变化趋势。长江源区水文气象要素都存在着1~5、10~24和25~45 a三种时间尺度周期变化规律。南亚季风是影响长江源区降水量和流量较为重要的大气环流因子,南亚季风驱动下的西南方向气流是长江源区主导气流和水汽来源。     

大尺度障碍物与泄爆面对天然气内爆炸的协同作用规律研究

为阐释民用建筑内部大尺度物品与门窗等泄爆面对天然气爆炸灾害的协同作用机制,基于典型厨房空间布局及内部物品特征,借助计算流体动力学技术研究了不同泄爆面开启压力和不同大尺度障碍物体积阻塞率条件下天然气内爆炸火焰速度、爆炸超压的分布规律。研究结果表明:大尺度障碍物与泄爆面对室内天然气爆炸过程具有显著的协同作用,共同促进火焰速度与爆炸超压的显著增长,并缩短峰值超压到达时间;大尺度障碍物的存在虽然显著降低了室内天然气的体积,但从增加房间内湍流源和相对长径比的角度进一步促进了泄爆效应;大尺度障碍物与泄爆面协同作用下,室内火焰速度呈现明显的阶段性特征,并在泄爆面附近发生波动。研究结论可为民用建筑物内气体爆炸事故调查分析和灾害评估提供科学依据。     

良渚聚落时空分布特征及其与环境变化的关系

良渚聚落是长江下游早期人类活动最重要的场所之一,是中华文明的重要源头。目前已广泛运用考古手段探索良渚聚落的人地关系,但大尺度分析聚落整体分布特征还相对薄弱。基于良渚聚落的相关资料,运用GIS空间分析技术,对聚落数据进行核密度、标准差椭圆、泰森多边形分析,揭示良渚聚落空间演变特征。结果表明：（1）良渚聚落一到四期总体呈现“南密北疏”的分布格局;由核密度可知其由多模式变为单核心模式;由标准差椭圆可知良渚聚落重心逐步向北迁移,同时椭圆形状在第四期发生重大变化;由泰森多边形可知聚落规模呈现一、二期最高等级领地数量相同,南北齐头并进发展,三、四期北部最高等级领地比南部多,出现群星环绕的局面。（2）良渚聚落的减少或增加与气候密切相关,同时气候变化带来的自然灾害如洪涝等进一步影响聚落的发展,而自然灾害的进一步加剧,有可能导致聚落群间的战争等一系列社会经济变化,最终导致良渚聚落逐渐衰落直至灭亡。     

跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

国外大尺度生态廊道保护进展与秦岭国家公园建设

大型山脉在其走向上往往是生物扩散和分布的天然廊道。然而,由于人类干扰引起的生境碎片化,山地廊道的连通性已大为降低。20世纪以来,人们普遍意识到当前或过去的自然保护措施往往规模太小,无法维持许多物种的长期生存及其所依赖的生态过程。因而,山地廊道的连通性保护日益受到关注,大尺度生态廊道被认为是长远意义上保护气候变化下生物多样性的最优策略。综述连通性保护和生态廊道的概念、发展历程及国外大尺度生态廊道建设实践的经验,并从连通性保护的角度对秦岭国家公园建设提出一些建议,强调大尺度的连通性保护和生态廊道建设对于国家公园自然生态系统的长远保护具有重要意义。     

中国水环境非点源污染负荷的估算研究

中国已占水环境容量中,除了点源污染以外,非点源污染也占有相当比重,非点源污染负荷的定量化研究势在必行.国外对非点源污染的研究开始较早,成果也较成熟.从20世纪80年代以来,中国也逐渐认识到非点源污染的存在及其危害性,开始了非点源污染的控制研究.但是中国对非点源污染问题的研究现在尚处于初级阶段,多为借鉴国外模型.文章分析了国内外对非点源污染的研究方法和研究现状,介绍了适合中国国情的非点源污染负荷估算的方法,包括流域水文估算法、大尺度区域中非点源污染负荷估算的方法.     

大尺度区域非点源污染负荷估算方法研究的意义、难点和关键技术——代“大尺度区域非点源污染研究”专栏序言

科学、规范的规划可以有效地协调人类、环境和社会之间的和谐关系,大尺度区域非点源污染负荷调查是很多规划工作的重要基础.针对当前非点源污染负荷估算方法的不足和困难,以全国水资源规划为契机,从水质水量结合的角度阐述了规划层次的大尺度区域非点源污染负荷估算方法的意义、用途和关键技术.     

黄河源区玛曲极端气候变化及生态环境影响研究

基于黄河源区玛曲1967-2014年的日气温和降水资料,利用时间变异性和相关性分析方法,对近几十年来玛曲极端气温和降水的变化进行了研究.结果表明:近几十年来研究区极端降水时间变化趋势不明显,但气温极端化趋势较为明显,极端气候的突变开始于1980年代;所有极端气温指数均呈现一致的显著增加或者减少趋势,极端降水指数在1980年代和1990年代间存在显著的波动特征,2000年后变化较为平稳;研究区极端气候变化与大尺度环流因子相关性较弱.极端气候变化将导致黄河源区涵养水源能力降低、草地退化沙化、湿地面积萎缩、水土流失加剧、生态难民增多.     

1961-2020年ENSO事件下黑龙江省盛夏降水异常大尺度环流成因分析

利用1961-2020年黑龙江省盛夏（7、8月）降水量、NCAR/NCEP再分析高度场和Ni?o3.4 SST资料,采用定义亚洲环流/Ⅰ型,即ACⅠ西风环流指数分析,相关计算、高度场及物理量场合成等方法,分析ENSO事件下盛夏遥相关形势及与降水异常大尺度环流关系。结果表明：春、盛夏Ni?o3.4 SST为暖（冷）位相时,盛夏500 hPa高度场易引起西高（低）东低（高）或两高（低）一低（高）波列形式,ACⅠ环流指数正（负）值明显。揭示出降水异常主要受Ni?o3.4 SST遥相关与ACⅠ环流共同影响。降水偏多,高空200 hPa急流轴位于42°N,急流中心区出口左前方,低层气压降低,利于东北低涡发展;850 hPa风场南支急流和日本海急流输送大量水汽进入低涡;高低纬系统相互作用,北部冷气流与南部季风气流交绥有利于降水加强;黑龙江省区域整层垂直上升气流为多水提供了动力条件。