BP 神经网络模型在环境气象灾害预测中的应用研究--以湖南省为例

依据环境气象数据与自然灾害统计数据,建立BP神经网络模型,对湖南主要气象灾害（洪灾、旱灾、冰冻灾）及受灾经济损失进行实例预测,将在MATLAB7软件中的仿真结果与传统的多元线性回归模型分析结果进行比较和误差分析。结果表明,BP神经网络模型在洪灾、旱灾受灾率方面的预测效果和精度优于多元回归模型,而由于冰灾训练样本不足及经济损失与输入因子的线性相关程度高,在冰灾与受灾经济损失率方面稍逊于多元回归模型。     

Application of CFD on the sensitivity analyses of some parameters of the modified Hartmann tube

The aim of this work is to determine the influence of operating parameters such as the dispersion pressure, the ignition delay and height on the dust flammability. A Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation, based on an Euler–Lagrange approach, was developed with Ansys Fluent™ and validated experimentally. Such analysis will facilitate the choice of the most conservative conditions for a flammability test. This paper is focused on a case study performed on wheat starch with the modified Hartmann tube. The dispersion process of the powder was studied with granulometric analyses performed in situ and high speed videos. Tests were performed with injections at gas pressure ranging from 3 to 6 bars and the evolution of the particle size distribution (PSD) was recorded at different ignition heights (5, 10 and 15 cm over the dispersion nozzle). The observations highlighted the presence of agglomeration/deagglomeration processes and dust segregation. Besides, a CFD simulation analysis was aimed at evaluating the impact of a set of parameters on the PSD and the local turbulence, which are closely linked to some flammability parameters. For this computational analysis, the CFD simulation was coupled with a collision treatment based on a Discrete Element Method (DEM) in order to consider the cohesive behavior of the combustible dust. Thus the results suggest performing the injection of the gases at approximately 5 bars for the flammability tests of wheat starch in order to obtain the finest PSD at a given ignition height. It is also shown that the finest PSD are obtained at 5 cm over the dispersion nozzle. However, the local instabilities and turbulence levels are so high during the first stages of the dispersion that the flame growth can be disturbed for short ignition delays. Moreover, the stabilization of the bulk of the dust cloud requires longer periods of time when the ignition sources are located at 15 cm. As a result, the recommended height to perform a flammability test is 10 cm in this case. Finally, this study proposes some tools that might improve the procedure of dust flammability testing.     

论重大突发事件应急决策气象服务

随着经济的快速增长和改革的逐渐深入,我国重大突发事件屡见不鲜,事件突发性强、社会关注度高,且部分事件受天气制约因素大,因此做好决策气象保障工作对重大突发事件管理起着非常关键的作用;同时,其服务产品领导阅读率较高,关注度和重要性不可小觑。因此立足于业务实践,对国家级气象部门的重大突发事件应急决策气象服务进行总结、分析和探讨,旨在不断提升决策气象服务产品的质量,展现气象行业的重要性,更好地服务政府和人民。     

兰州市不同径粒大气颗粒物污染特征及气象因子的影响分析

空气污染程度与就诊率、呼吸道发病率及死亡率等有着密切的联系。兰州市在上世纪末曾被喻为卫星上看不到的城市,它的大气污染程度一直以来为人们所关注。利用2013年国家环保部公布的兰州市5个监测点（涵盖了4区1县）大气细粒子PM10及PM2.5的监测数据,针对全年的日均PM2.5与PM10质量浓度并结合了同期的气象因子进行分析研究,结果表明：春冬季为兰州大气中两种颗粒物的污染的高峰期（春季峰值为3月份,PM10及PM2.5质量浓度的月均值为309和103μg· m-3,超标倍数为1.062与0.436;冬季峰值为11月份,PM10及PM2.5质量浓度的月均值为203和85μg· m-3,超标倍数为0.353与0.7）,夏秋季为低谷（波谷为9月份,PM10及PM2.5的月均值为96和39μg· m-3,均低于国家标准）。PM2.5与PM10质量浓度比值均在0.4与0.5之间,呈一定的线性关系,大气污染较轻。当温度在-3~0℃之间时,大气中PM2.5与PM10质量浓度变化较剧烈。露点温度高于-3.15时,使得PM10的质量浓度下降明显;当日均露点温度高于1.85时,PM2.5的质量浓度随着露点温度的增大而降低,说明湿沉降对着两种粒子的清除作用明显。降水对大气中的两种颗粒物均呈现清除作用,但是在降水后PM10质量浓度迅速回升,但PM2.5质量浓度却变化不大。风向偏西时,大气中细颗粒污染物浓度增加。风速的增加对PM2.5有一定的清除作用,但由于兰州市的地貌特征,使得大气中PM10的质量浓度增加。上述结果为兰州市大气污染的监测与治理及大气污染预报提供了重要的依据。     

重金属元素在厦门-漳州土壤剖面中的分布特征及其环境意义

利用等离子体发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线光谱法等研究了厦门、漳州两市的9个土壤剖面样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Hg和As共8个重金属元素在剖面上的分布特征,以及Cu、Pb、Zn三种元素的全量与有效态含量在剖面上的变化特征,探讨了重金属元素垂向变化的环境意义。结果表明部分重金属元素在土壤表层有富集现象和相似的迁移和富集规律;Cu、Pb、Zn三元素的有效态与全量的相关性随着深度而变小,这表明Cu、Pb、Zn三元素的全量与有效态含量间的相关性与人类的活动关系较为密切。     

地球化学元素记录的沂河中游16.9~4.7 ka BP气候变化

临沂商品城剖面记录了末次冰消期至中全新世沂河中游的气候环境变化,其地球化学元素的古环境意义显著。分析表明末次冰消期至中全新世沂河中游的古气候环境经历了5个阶段:(1)16866～13630cal a B.P.气候回暖但仍以冷湿为主;(2)13630～10440cal a B.P.气候变冷变干,并记录到了YD气候事件;(3)10440～8670cal a B.P.暖湿气候显著;(4)8670～6420cal a B.P.冷暖波动仍以暖湿为主;(5)6420～4698cal a B.P.稳定的暖干气候环境。     

珠江三角洲大气干沉降金属元素浓度和来源分析

本文对珠三角地区137个大气干沉降样品中金属元素含量和来源进行了分析。金属元素几何平均浓度高低依次为Fe>Zn>Mn>Pb>Cu>(Ni,Cr,Rb)>V>(Li,Y)>Co>(Cd,Cs)>Tl,其中Fe的浓度最高为31573mg/kg,Tl的浓度最低为1.0mg/kg,金属元素浓度主要与周边环境和当地发展类型影响有关,采样点位于工业区周边的金属元素浓度最高,城市居民区和近郊区次之,远离城市和工业地区的相对较低。富集因子分析表明Cd、Zn、Cu、Ni和Pb元素受人类活动影响显著,污染严重;相关性分析得出Cu、Pb、Zn具有显著性相关,Cr、Ni分别与Mn、Co、Li、Zn显著性相关,表明它们可能具有相同来源;因子分析得出Rb、Cs、Y、Mn、Ni、Li、Co主要受到土壤扬尘来源的影响,Pb、Cu、Cd及Ni、Cr与当地工业化和城市化过程密切相关,其中Pb元素主要受到燃煤和交通扬尘的污染,Cu和Cd元素主要来源于工业生产中产生的重金属污染。     

青藏高原淡水湖泊水化学组成特征及其演化

青藏高原淡水湖具有高生态价值和高脆弱性并存的特点.以海拔5 080 m±10 m的打加芒错湖水为研究对象,测试及分析了湖水化学组分,探讨了其主要离子来源、控制因子和湖泊水化学演化趋势.结果表明,湖水阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以HCO3-为主,为HCO3-Ca型水;TDS为71.2～199.8 mg·L-1,矿化度低;受地表径流的稀释作用和富铝贫钙的地质背景约束湖区东南部水体的EC、Ca2+和HCO3-浓度均较低.湖水的Na+/(Na++Ca2+)为0.08～0.75,Cl-/(Cl-+HCO3-)为0.11～0.35,Ca/Na值为0.58,Mg/Ca值为0.12,HCO3/Na值为1.46,据Gibbs模型和元素化学计量分析表明,其化学组成主要受硅酸盐岩风化控制.湖区流域参与风化的矿物岩石包括斜长石(钙长石、钠长石)、钾长石、云母、石膏、盐岩等,但以斜长石风化为主,湖水的K/Na值平均为0.059,表明流域钾长石风化程度较低.湖水中方解石、白云石、石英、石膏等矿物饱和指数(SI)大于0,石盐的SI则小于0,揭示了青藏高原上淡水湖泊演变成咸水湖的变化趋势.     

卫星遥感洞庭湖主汛期水体时空变化特征及影响因子分析

基于1989~2011年的长时间序列卫星遥感数据,利用综合水体信息提取方法提取了洞庭湖区6~9月主汛期的水体信息,通过较高分辨率卫星遥感数据验证,水体面积提取精度达到90%以上。洞庭湖年平均径流入湖量、NCEP再分析资料计算的湖体上空和流域累计月平均降水量分别与水体面积变化的关系进行分析,结果表明: 1989~2011年间洞庭湖水体面积最大值主要分布在7和8月,这两个月也是洞庭湖区域发生洪涝灾情的高风险期;洞庭湖水体面积与年平均径流入湖水量的相关系数为0.67(置信度为95%);2003年以前,洞庭湖主汛期间水体面积波动比较大,2003年三峡水库运行后,洞庭湖的面积波动有所减少;洞庭湖上空累计月平均降水量对于水体面积存在正相关性,相关系数为0.68(置信度为99%);2003年以前,洞庭湖流域累计月平均降水量和水体面积相关系数为0.50(置信度为90%),2003年三峡水库运行后,两者相关性有所减弱。     

杭州灰霾天气超细颗粒浓度分布特征

利用快速迁移率粒径谱仪(FMPS)对杭州2013年12月6～11日连续灰霾天气和灰霾消退过程超细颗粒进行监测,分析颗粒物浓度变化和粒径谱分布特征及其与气象的相关性.结果表明,颗粒物日变化特征为夜晚数浓度较高,凌晨数浓度开始降低,08:00和18:00上下班高峰期出现一个小峰值,体现出明显的交通源峰值,表明交通排放对大气污染影响较大.灰霾天气下颗粒物最高数浓度达到8.0×104cm-3.粒径谱呈双峰分布,峰值粒径分别为15 nm和100 nm,粒径在100 nm附近的粒子占大多数,粒子以爱根核模态和积聚模态为主,平均数量中位径CMD(count medium diameter)为85.89 nm.而在灰霾消退过程,颗粒物数浓度降低,峰值粒径向小粒径演变,粒径在100 nm附近的粒子逐渐减少,核模态粒子增多,大于积聚模态,平均CMD为58.64 nm.气象因素中能见度和风力与数浓度主要呈负相关,相关系数R分别为-0.225和-0.229,相对湿度与数浓度正相关,相关系数R为0.271,冬季大气比较稳定,水平温度与数浓度的相关性较小.研究灰霾天气数浓度分布和气象因素的综合影响对其形成机制及控制有重要意义.