改进的有限单元法在河流水质数值模拟中的应用

利用有限单元法进行二维水质模拟不用考虑河流速度和流量分布等资料,可以直接根据河床地形特点求出水质分布.但传统方法需要利用作图法求出累积流量曲线,是整个模拟过程中最耗人力物力的过程.为解决这一问题,探讨了拉格朗日插值法在复杂河段二维水质模型数值计算中的应用,运用该方法对三峡长寿段的排污口对干流影响进行了数值计算,并将计算结果与作图法的结果进行了比较,比较结果验证了该方法具有省时、高效的优点,具有更加广阔的应用前景.     

downscaling procedures as a tool for integration of multiple air issues

In assessing the risks associated with climate change,downscaling has proven useful in linking surfacechanges, at scales relevant to decision making, tolarge-scale atmospheric circulation derived from GCMoutput. Stochastic downscaling is related to synopticclimatology, weather-typing approaches (classifyingcirculation patterns) such as the Lamb Weather Typesdeveloped for the United Kingdom (UK), the EuropeanGrosswetterlagen (Bardossy and Plate, 1992) and thePerfect Prognosis (Perfect Prog) method from numericalweather prediction. The large-scale atmosphericcirculation is linked with site-specific observationsof atmospheric variables, such as precipitation, windspeed or temperature, within a specified region. Classifying each day by circulation patterns isachieved by clustering algorithms, fuzzy rule bases,neural nets or decision trees. The linkages areextended to GCM output to account for climate change. Stochastic models are developed from the probabilitydistributions for extreme events. Objective analysiscan be used to interpolate values of these models toother locations. The concepts and some applicationsare reviewed to provide a basis for extending thedownscaling approach to assessing the integrated riskof the six air issues: climate change, UV-B radiation,acid rain, transport of hazardous air pollutants, smogand suspended particulates.     

基于格点数据的中国1961—2016年≥5 ℃、≥10 ℃有效积温时空演变

为了解气候变暖对农作物种植区域的影响,基于5日滑动平均、累积距平、MK检验、多元回归插值方法,选用格点数据对中国农业热量资源进行分析。结果表明：（1）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温整体呈上升趋势,且≥5 ℃整体升幅更为显著,两者升幅均表现为南方地区最大,北方次之,青藏高原最小,秦巴山区积温呈现下降现象。（2）在空间分布上,≥5 ℃、≥10 ℃有效积温整体表现出自南向北随纬度更替变化的地带性分布和自东向西随海拔变化的阶梯状分布,东、中部地区受纬度影响明显,西部地区受海拔影响强于纬度。适宜喜凉作物种植的区域远大于喜温作物的适宜种植面积。（3）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温均在1997年发生突变,突变后≥5 ℃、≥10 ℃各积温带界线呈现向北、向高海拔移动的趋势,积温整体升高。南方地区≥5 ℃、≥10 ℃积温增幅整体大于北方,青藏高原及高山山区增幅最小,秦岭地区积温增幅为负。（4）≥5 ℃、≥10 ℃有效积温初始日（结束日）整体呈提前（推迟）现象,且多数格点提前（推迟）日数在0~10 d以内,持续时间在突变后整体延长。青藏高原≥5 ℃、≥10 ℃积温初始日（结束日）提前（推迟）天数最大。     

SWAT模型降水输入参数的改进研究

水文模型的运行和模拟精度,很大程度上依赖于输入参数的质量。论文通过不同途径获取的降水数据作为SWAT模型的输入参数,比较分析模型模拟精度。研究发现通常SWAT模型在模拟过程中选择的降水站点是固定的,如果某些年份缺失数据则会调用天气发生器,天气发生器基本可以满足SWAT模拟的需要,可以取得比较满意的结果。利用空间插值为缺乏降水观测的子流域提供降水输入参数,一定程度上提高了SWAT的模拟精度。不过在某些降水过程时空变率较大的情况下,空间插值的降水量往往偏低,导致SWAT模型对洪峰的模拟效果不好。     

高维空间插值在海洋环境数据预处理中的应用

基于国家海洋局东海分局环境监测中心1999到2006年在上海海域的原始监测数据,提出了一种新的数据预处理方法.该方法在高维空间中使用最邻近插值算法,消除了周期性变化以及边界截断误差的影响,实现了对研究区域任意时间,任意地点的插值,在海洋环境领域有着一定的应用前景.     

影响精确界定我国酸雨区空间分布的因素探讨

利用酸雨监测网的实测数据对影响精确界定我国酸雨区空间分布的因素进行了深入分析,结果表明:首要影响因素是酸雨监测网的站点数量及其空间分布,可导致在同一插值与地统计方法下所获得的酸雨区的分布存在较大差异;其次是选择正确、合适的空间插值方法及其相应参数的设置,反距离加权(IDW)插值法的重酸雨区分布比克里格(Kriging)插值法多而广;最后是精确的面积比测算方法,网格法计算的酸雨区面积比小于等值面法.建议我国酸雨监测网建设应优先在西藏、内蒙古北部及西部等地区布点,进行酸雨区空间分析时应采用多种插值方法进行比较与分析评估,确保在现有酸雨监测网的基础上获得精确、可靠的酸雨区空间分布.     

不同三维模型对铅酸蓄电池污染场地土壤Pb空间分布预测的影响

为准确界定污染场地土壤中污染物三维分布范围和受污染土壤土方量并提供相关技术方法和思路,以某典型铅酸蓄电池污染场地为例,对比研究了不同三维插值模型(三维克里格、反距离加权、最邻近点)在不同水平垂直向异性系数设置,对土壤铅污染评价和污染边界分布的影响.研究结果显示,不同模型预测的精度不同,随着水平垂直比值增大,平均误差和均方根误差有增大趋势;通过对比修复目标表明,反距离加权统计的受污染土方量最大,其次是三维克里格和最邻近点,统计值相差约为13%;从污染评价结果和预测精度来看,三维克里格模型和反距离加权要优于最邻近点,选择适宜的模型和合理的参数设置对准确界定污染边界和降低不确定性具有重要影响.     

Ecological Zoning of Forests in Areas Exposed to Industrial Air Pollution

Morphometric characteristics of the growth of forest stands located at different distances from a large copper-smelting plant were estimated. The set of diagnostic parameters obtained was used for calculating summary parameters of the state (SPSs) of the forest stands and to grade their values for zoning the forests. The results of using semivariance analysis demonstrated the appropriateness of kriging, a method of spatial interpolation, for mapping the surfaces of the state of forests. The map-scheme of the zones differing in the state of forest stands (made on the basis of summary parameters) was compared with the topographic map of the area, which made it possible to estimate the effect of large forms of relief on the location and configuration of the zones.     

海拔误差影响气温空间插值误差的研究

利用气象站点的气象要素值进行空间内插以获取无气象站点区域的气象要素值是有关陆地表层过程研究中首先要解决的问题。气温是重要的气象要素之一,海拔高度对气温影响非常显著。论文利用美国地质调查局EROS数据中心生产的全球数字高程模型(GTOPO30)和中国地面气象资料分析了气温内插的点误差及其空间扩散的问题。分析表明,由于中国气象站点地理位置(经纬度)存在有±30″的误差,忽视地理位置的误差将导致的气温点误差为-5.3～+8.6℃,而且点气温误差随着空间内插扩散到其它相邻的像元。     

中国陆地生态信息空间化技术研究(Ⅱ)——太阳辐射要素

论文以MTCLIM模型为基础,根据中国的实际情况,对模型的参数进行了优化与调整,建立了适合我国的基于温度、降水和相对湿度等因子的太阳总辐射计算模式。提出了太阳总辐射空间化的模式,即先参数化,然后采用合适的空间插值方法(论文中采用地统计学方法)实现空间化。同时鉴于逐日太阳总辐射空间化工作量庞大,提出了在计算月均日结果的基础之上,采用线性插值技术快速得到逐日太阳辐射值。从而得到了中国太阳总辐射的空间分布结果。