台风湍流积分尺度与脉动风速谱——基于实测数据的分析

基于4个台风过程中的长时间序列风速、风方向观测数据，分析研究了近地台风的湍流积分尺度和脉动风速谱等脉动特性。介绍了湍流积分尺度的几种常见的计算方法，基于实测台风数据，分析研究了台风过程中湍流积分尺度的变化以及不同计算方法的稳定性。根据实测数据计算了纵向脉动风速谱，并与Von-Karman谱、Davenport谱、Simiu谱和Harris谱等经验谱进行了比较，给出了最适合描述台风纵向脉动风速谱的经验谱。还计算了横向脉动风速功率谱，并与基于各向同性湍流理论推导出的水平横向脉动风速谱进行了对比。     

高速电机驱动的空气循环制冷技术研究

空气循环制冷技术是一种常用的制冷技术 ,广泛应用在地面设备空调通风和飞机环境控制系统等诸多领域 ,保障人员的舒适和设备的安全。高速电机驱动的空气循环制冷技术是高速电机驱动技术与空气循环制冷技术结合产生的新型技术构想 ,采用该技术的空气循环系统具有结构简单、节约能源等优点。通过介绍该技术方案的工作原理 ,分析了高速电机驱动技术在空气循环制冷系统中应用的可能性及其实现手段。研究表明 ,高速电机驱动技术将为空气循环制冷技术的发展带来较大的影响     

厌氧-好氧一体化反应器处理高浓度有机废水的运行特性研究

本实验采用新型厌氧—好氧一体化反应器处理高浓度有机废水,主要研究了系统的启动与运行性能,并对系统的NH3 N去除效果作了初步考察。实验结果表明:在16℃～24℃的自然温度下,采用递增负荷、厌氧和好氧分期启动的方式,系统可在38天内达到较好的启动效果;在系统负荷运行期内,当系统总进水COD浓度平均值为3601 8mg/L,总出水COD浓度平均值为384 0mg/L,系统容积负荷平均值为2 54kgCOD/(m3·d),系统总HRT平均值为35 1h时,系统总COD去除率平均值达90 6%。实验还发现:当进水NH3 N浓度为280 3～350 7mg/L,整个系统的NH3 N去除率在68 5%～91 7%,平均为81 0%。由此说明,本反应器具有很好的COD去除性能和NH3 N去除效果,适合于处理COD浓度高且含有中等NH3 N浓度的有机废水。     

沉水植物对富营养化水体的净化效果研究

通过建立小型围隔区,研究了沉水植物对富营养化水体中氮、磷等污染物的净化效果,以及对底泥中磷含量的影响.结果表明:(1)在放养沉水植物的围隔水体中各种营养盐浓度明显低于对照围隔;(2)沉水植物对磷的吸收能够有效地保持底泥中磷的含量,而在对照围隔中的底泥中磷元素含量却不断增加;(3)经50天后,水体中TN、NH4 -N、TP、PO43--P和CODMn平均去除率分别为36.3%、70.5%、54.6%、65.4%和43.1%.     

政府调控、市场机制与城市发展

深入探究政府调控和市场机制对城市规模的影响有利于解决目前中国大城市人口快速膨胀,城市病频发,而中小城市发展潜力不足,对人口吸纳能力有限,城市发展规模存在两极分化的问题。从探究影响城市发展的因素入手,通过对不同地区和不同规模城市的面板数据回归分析,发现中国属于典型的"自上而下"的城市发展模式,尤其是城市科层制的层级结构直接决定了城市规模大小,政府财政分权行为更加剧了城市规模两极分化趋势。市场机制对城市规模具有一定的影响,但其作用方向和效果明显依赖于政府调控水平,且科层制的城市等级结构弱化了市场机制对城市规模影响效果的发挥。政府和市场机制对不同区域、不同规模城市的影响效应不同。市场机制在东部城市产生涓流效应,而在中西部则发挥着聚集极化作用。市场机制在特大和大城市已产生涓流效应,加之政府"抑大崇小"的城市发展战略使得这种效应愈加明显,中等城市则处于极化效应和涓流效应更替中,小城市则表现为更多的聚集极化效应。为形成大中小城市合理分工的城市体系,其关键在于正确处理政府调控和市场机制的关系。政府应指导城市发展方向,为其创造良好的宏观环境,市场则应在微观资源配置中起决定性作用。建议根据城市发展和市场经济需要,对现有的行政区划进行适时调整和变动。调整公共资源在特大及大中小城市传统分配政策,实现公共资源由按行政级别配置向按照人口规模配置转变。同时,建立跨区域的相应的协调机制,以市场力量突破行政界限探索城市健康发展。     

基于卫星夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟

中国能源统计数据"横向不可比,纵向不可加"现象依然突出,尤其是分省能源消费统计千差万别,给分省碳排放评估带来了较大困难,如何利用卫星遥感数据科学合理地估算中国分省碳排放是当前亟须研究的问题。本文运用DMSP/OLS全球稳定夜间灯光数据,在通过相互校正、年内融合和年际间校正等系列处理得到中国分省稳定夜间灯光数据的基础上,首先分别构建中国分省稳定夜间灯光亮度DN值与人均碳排放和单位面积碳排放之间的时空地理加权回归模型,两个模型整体效果均较好,拟合优度分别高达96.74%和99.24%;其次运用稳定夜间灯光亮度DN值对分省人均碳排放和单位面积碳排放进行时空模拟;最后运用人口规模和土地面积对分省碳排放进行估算。估算结果显示:(1)整体来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际值6.3349×109t较为接近,两个模型的相对误差均在0.5%以内。(2)分年度来看,所有年份的相对误差均在5%以内,2006年分省加总碳排放模拟值与实际碳排放6.2036×109t最为接近,绝对误差和相对误差均较小,两个模型模拟值的相对误差均为0.04%。(3)分省域来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际碳排放均非常接近,除海南和宁夏外,其余28个省区市的相对误差均在1%以内。(4)分年度分省域来看,以2013年为例,40%省份的相对误差在2%以内,70%省份的相对误差在5%以内。从整体、分年度、分省域、分年度分省域的估算结果来看,基于稳定夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟效果良好。因此,运用卫星夜间灯光数据可以较为准确地对中国分省碳排放进行估算和预测,为卫星遥感影像数据服务分省碳排放监测和评估提供一种补充性参考。     

灌溉和降雨条件下生态沟渠氮、磷输出特征研究

为了研究长沙县金井河流域农业源头生态沟渠氮和磷的输出特征，对灌溉和降雨条件下及不同季节生态沟渠水体氮、磷的变化特征进行监测研究。研究结果表明：灌溉和降雨期间，生态沟渠中总氮的输出最大值为270 mg/L，其输出的主要形态为氨态氮和硝态氮，总磷的最大值达032 mg/L。灌溉后，生态沟渠氮、磷的输出均呈单调递减变化，在灌溉初期均最高。降雨后，总氮、总磷沿程变化趋势均呈递减变化；生态沟渠对水体总氮、总磷去除率分别达64%、70%；各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势，其中总氮、氨态氮含量在雨后第3 d达到最高，总磷含量在雨后第2 d达到最高。在不同季节中水体氮、磷的变化以冬季总氮、氨态氮和磷浓度最高     

三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征

根据三峡库区初期水位涨落情况,以空间代替时间法,连续两年对典型消落带区域地上植被进行调查,通过计算生态位宽度和生态位重叠来分析不同水淹时间下优势草本植物生态位的变化特征。结果表明,一年水淹区段在未水淹时,植物生态位宽度普遍较窄,此时生态位明显特化,而第二年水淹极大的增加了适应干湿变化的物种的优势度。水淹前生态位重叠值大于0.5的只有12对,小于0.2种对为189对,其中生态位重叠值为零的为103对;水淹后生态位重叠值大于0.5的有24对,小于0.2种对为53对,其中生态位重叠值为零的为6对,说明生境由干燥到湿润的变化,对湿润环境相对适应的物种存活,优势植物生态位重叠明显增加。经两年水淹区段中,第一年以毛马唐的生态位宽度最高,其余17种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的61%,第二年以雾水葛和鳢肠的生态位宽度较大,其余15种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的50%,共同出现的物种仅有8种。生态位重叠值大于0.5的种对由5对上升到17对,生态位重叠值为零的种对由10对减低到2对,说明连续水淹产生更加均一的生境类型,对资源要求相似的物种是增加的。     

中国春季降水与南印度洋偶极子的关系研究

利用美国国家海洋和大气管理局海温资料和1951~2010年中国160站月降水量资料，分析了前期冬季（12~2月）印度洋海表温度与中国160站春季降水的关系及其影响机制。研究表明：冬季印度洋海温异常的空间模态主要有两种：符号一致的单极和东、西符号相反的南印度偶极。将第2模态的时间系数定义为南印度洋偶极子指数。该指数与中国次年春季降水关系较好，并利用NCEP/NCAR再分析资料进行机制分析，发现主要南印度洋偶极子通过以下途径影响中国春季降水：中高纬，SIOD的影响主要引起低纬度的海温及对流异常，通过中低纬度间的相互作用，在中高纬产生较强的遥响应，从而影响同期冬季欧亚大陆的环流变化，这种扰动在西风气流的作用下引起后期春季北太平洋地区对流活动异常，通过中低纬度间的相互作用，加强中高纬地区的遥响应，表现为欧亚大陆EUP波列；低纬，SIOD的影响主要引起南海-海洋性大陆的海温及对流异常，引发经向环流异常，导致黄河至长江中下游地区垂直运动异常和气流辐合异常     

汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点，以汉江上游流域LUCC模拟为例，构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型，并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加，其中建设用地增幅最大，与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符；除建设用地增幅变化较大之外，1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近，表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律，在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上，应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下，汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势，LUCC对径流量年内影响较汛期显著，多年平均蒸散发量呈增加趋势