西北地区不同等级沙尘暴的空间变化与防治

通过资料分析,揭示了西北地区不同等级沙尘暴的分布范围与物质组成的空间变化及发生动力。研究表明,西北特强沙尘暴活动范围从荒漠源区一直到东南沿海及港澳地区,强沙尘暴活动范围包括荒漠源区到我国东部的河南郑州、开封、许昌以及山东菏泽等地,中等沙尘暴分布在荒漠源区到甘肃兰州等地,弱沙尘暴分布范围小,以点状分布为主;不同等级沙尘暴的物质浓度和组成不同;产生不同等级沙尘暴的动力不同;给黄土高原带来大量粉尘物质和造成严重灾害的主要是强和特强沙尘暴;对西北地区不同等级沙尘暴灾害的防治应采取分级防治和分区防治相结合的措施。     

沙尘暴灾害风险评估指标体系初探

以自然灾害系统理论为基础,阐述了沙尘暴灾害风险的概念;从致灾因子危险性、孕灾环境稳定性和承灾体脆弱性三个方面分析了沙尘暴灾害风险构成;根据其风险构成特点初步研究了这三个方面的风险评估指标,探讨了这些指标在沙尘暴灾害风险评估中应用的意义。     

我国北方沙尘暴与植被覆盖度关系研究

利用NOAA/AVHRR和旬归一化植被指数NDVI数据,计算了1983-2000年中国北方13省市区的植被覆盖度,分析了这些地区植被覆盖度的时间变化趋势和空间分布规律,研究了中国北方沙尘暴与植被覆盖度之间的关系。结果表明:我国北方沙尘灾害频次与植被覆盖度有很好的对应关系,1983-2000年的18年间,我国北方大部分地区植被覆盖度增加,这段时期沙尘灾害频次总体呈降低趋势,其中20世纪80年代我国北方大部分地区植被覆盖度增加,这一时期我国北方沙尘暴发生频数下降;20世纪90年代,我国北方大部分区域植被覆盖度呈下降趋势,特别是华北和西北干旱与半干旱地区,下降趋势显著,这一时期我国北方沙尘暴发生频数在减少中有回升趋势。研究结果表明,植被覆盖度是影响中国北方沙尘暴频次变化的重要因素。     

近50年来中国沙尘暴空间分异格局及季相分布--初步研究

采用全国396个站点的沙尘暴观测资料，结合1：100万中国数字高程图和1：100万中国沙漠分布图，在地理信息系统支持下，重建了1951～2000年中国沙尘暴的空间分异格局，并对沙尘暴灾害发生时间的月相、季相的多年平均状况进行了分析。研究表明：全国沙尘暴空间格局总体呈西南-东北分异，我国沙尘暴的空间和强度变化分布呈现明显的周期变化规律。根据全国各省受影响的程度来看，重点区域在西北，并相对集中分布在新疆南部、西藏北部、青海中西部、内蒙中西部、甘肃、宁夏、陕西北部、山西北部、河北北部及河南部分地区。灾害发生的最大、最小年份和多年平均状况的影响界线分布基本一致，只是影响程度不同。从灾害发生时间的月相和季相过程看，可以分成3种类型和两个过渡带，重度区域从11月一直延续到次年6～7月，时间跨度很长，并与中国沙源地空间分布格局密切相关；其它受影响的区域主要发生在3～5月，且程度较轻。最后指出了在定性到定量的沙尘暴研究中，除了需要对沙尘暴的天气特征进行定量研究外，应该对与沙尘暴有关的下垫面的参数及其时间变化规律进行定量的研究，从而提高沙尘暴的研究精度。     

我国西北地区“5.5”沙暴的危害与对策

本文简述了我国西北地区风沙尘暴灾害的概况，并着重对１９９３年５月５日该地区特大风沙尘暴的形成、发生与危害状况作了论述；同时，在分析了大量资料的基础上，提出了治理对策。     

城市自然灾害的研究

我国绝大部分城市始建于1000～2000年以前,随着自然环境、地质地貌的改变,经常受到风沙尘暴、洪涝、滑坡、泥石流、地裂地陷、地面沉降、地震、海啸、海浸、酸雨、高温等灾害的侵扰。本文在对上述灾害分类阐述的同时,提出了防治城市自然灾害的三步骤,即在搞清灾害发生的原因及规律的基础上,进行预测性研究,进而采取工程措施,以减少损失。     

2001年我国主要气象灾害综述

2001年，我国气象灾害频繁，干旱，台风，暴雨，沙尘暴，高温，冻害，雪灾等都有不同程度的发生，特别是干旱尤为严重，各种气象灾害给国民经济造成较大损失，本文就几种主要气象灾害的发生特点及影响进行分析和评述。     

1999年我国主要气象灾害及异常气候事件

１９９９年,我国先后出现了干旱、暴雨洪涝、台风、风雹、沙尘暴、雪灾和冻害等多种气象灾害,特别是干旱持续时间长、范围广,旱情重。除上述气象灾害外,本年度还出现了冬暖,夏凉、春寒、倒春寒、夏季高温和秋老虎等异常气候事件,本文主要是几种主要气旬灾害和异常气候事件的发生特点和影响进行了分析和评述。     

内蒙古中西部地区土壤紧实度初步研究

沙尘暴的发生与沙尘暴源地的下垫面状况密不可分,下垫面要素中土壤紧实度等地表状况指标是沙尘暴灾害下垫面因子的危险度研究的重要内容。选取沙尘暴源地的内蒙古中西部地区为研究区域,于2004年4月进行了土壤紧实度实地采样,对获取的36个采样点的数据进行了统计分析,发现在不同的植被覆盖类型下,地表的土壤紧实度值具有明显的分异特征和分布范围。以1∶10万的内蒙古土地利用类型图为依托进行重分类,对研究区域的土壤紧实度值进行空间上的了反演。并通过2009年第二次实地采样对该反演的精度进行了验证,排除干扰因素后,发现土壤紧实度的反演结果良好,因此可以获得空间范围上土壤紧实度的一个粗略范围值。研究结果可为日后进行土壤紧实度对沙尘暴的影响和贡献等级划分以及沙尘暴下垫面脆弱性风险评估和区划提供数据支持。     

紧急救援志愿者飞行队

我国幅员辽阔,是灾害多发国家,除地震灾害外,其它如：洪涝灾害;旱灾;虫灾;雪灾;森林草场火灾;黄河凌汛;江河、湖、海、沼泽、湿地变化;土地沙化及沙尘暴等均为多发性自然灾害。长期以来,重大灾害一直是党中央、国务院十分关心的头等大事,也是关系到广大人民群众利益的头等大事。     

风雨联合作用下风向对大跨度悬挑屋盖的压力分布影响研究

强降雨通常伴有强风作用,风向成为影响结构表面压力分布的重要因素之一。目前大跨度挑檐屋盖设计基本只考虑垂直于结构表面的单独雨荷载作用,对风雨联合作用下建筑表面压力分布研究甚少。研究风雨联合作用下,不同风向对大跨度悬挑屋盖表面的压力分布影响特性。基于数值模拟平台,采用欧拉-欧拉方法,模拟得到了不同风向工况下大跨度悬挑屋盖结构表面平均压力分布规律,并研究得到了一次自然降雨过程中最不利抗风雨位置,对相应大跨度悬挑结构设计提出了有益参考。     

考虑地形和土地覆盖影响的参数化台风风场模拟

现有参数化台风风场模型通常采用单一地表粗糙度假设,忽略地形和土地覆盖的影响,使得参数化台风风场模型不能真实反映台风风场。本文基于GTOPO30(Global Topographic Data of 30 arc seconds)全球数字高程数据和USGS(U.S.Geological Survey)全球土地覆盖数据,将地形地貌效应等效为地表粗糙长度,建立了受西北太平洋台风影响的东亚地区的地表粗糙长度空间分布;并对比验证了3个典型地貌的地表粗糙长度。然后,对参数化台风风场模型进行了适当修正,使其能耦合地形起伏对风场产生的抬升和沉降作用。以WRF(Weather Research and Forecasting)模式的模拟结果为基准,采用3个历史台风案例,考察了地形地貌对参数化台风风场模拟的影响。对比结果表明,考虑地形地貌效应可以显著提升参数化台风风场模型对台风空间结构的模拟能力。考虑地形地貌影响的参数化台风风场模型的模拟结果与实测结果吻合较好。     

平面局部凸出的双坡房屋表面风压特性分析及体型优化研究∗

以计算流体动力学和大气边界层基本理论为依据,对平面局部凸出的双坡野营房屋表面风压分布特性展开研究,在此基础上对其建筑外形进行合理的优化。研究过程中运用Fluent软件对模型进行分析和计算,并将数值模拟与TTU实测的结果进行对比,进而确定数值风洞的相关参数。将我国野营房屋使用的功能要求以及人体活动所需的空间尺度等作为依据,在此基础上建立模型,并在风向角、辅助建筑相对尺寸和建筑平面布置形式等的变化下,计算分析房屋表面的风压分布规律,最后将结果归纳为房屋的风荷载体型系数,以便抗风设计使用。进一步将房屋表面风压的平均值、极值和标准差作为优化目标,对平面局部凸出的双坡野营房屋的体型进行优化,最终得到该类型房屋风作用最小的合理建筑外形,以提高其抗风性能。结果表明:轻型双坡野营房屋因自身凸出的辅助建筑的存在,建筑周围的气流运动会受到影响,从而使建筑表面风压分布规律发生变化,更会出现主体建筑局部风荷载体型系数发生变号的现象,鉴于以上情况,可知辅助建筑对建筑表面风压的影响在抗风设计中必须予以重视。     

长江南通段江面风的观测分析

通过在长江南通段江面、江岸建立风观测站,并在江岸建设80m高的风梯度观测塔,与邻近气象站开展了较长时间的风同步观测,获得了实地观测数据.利用同步风观测数据进行对比分析,揭示出长江南通段江面风的观测事实,并利用风梯度观测资料,分析给出了风随高度的变化规律.在此基础上,结合邻近气象站长年的风观测资料,推算了该处的设计基本风速及其他工程设计风参数.分析表明,该处江面风况明显有别于邻近气象站,风参数计算结果也明显高于风工程理论推算值.     

“一一·二四”海难渤海风场的数值模拟

用中尺度数值模式 ＭＭ５对 １９９９年 １１月 ２４日烟台附近发生重大海难事故的渤海风场进行了数值模 拟，探讨了该次冷锋大风的风场特征和影响机制．结果表明：用９０ｋｍ的粗网格可以成功地模拟地面冷高压 与锋面的发展和移动，以及高空环流形势的演变．而通过３０ｋｍ细网格的模拟发现，在冷锋后的行星边界层 中．存在着一条宽度为 ２００ ｋｉｎ的中尺度强风带，最大风速位于 ９２５ｈＰａ，它与高空的极锋急流并不相连；细 网格还模拟出了渤海中尺度低压的发展过程，它使近地面层大风的强度显著加强．模拟还表明，海陆差异对 近地面的风场分布有重要的影响，强风带移入渤海后，在渤海海域形成一个 ２００—３００ ｋｍ的中尺度强风 区．因此，采用具有较高分辨率的中尺度数值模式，对提高渤海大风的预报水平，避兔海难事故的发生更具 有重要意义．     

沙尘暴发生过程中的风速和土壤湿度变化

利用内蒙古中西部二连浩特、乌拉特中旗和乌海等3个地区2001—2004年的6小时风速风向观测资料和每小时的土壤湿度观测资料，以及同期的沙尘暴观测数据，统计研究了在沙尘暴发生季节，沙尘暴发生过程中风速与土壤湿度的关系和变化特征。结果表明，内蒙古中西部沙尘暴主要发生在春季，在这个季节，沙尘暴的发生主要受西风影响，沙尘暴发生过程中的风速达到最大，沙尘暴发生前和发生后风速变化较大，统计样本中的最大变幅达12m／s；统计样本中土壤湿度在沙尘暴发生前达到最小值，在沙尘暴发生过程中和发生后则没有明显的规律性的变化。土壤湿度是制约沙尘暴发生的较为重要的下垫面要素之一。     

土壤湿度与风速对沙尘暴发生的贡献程度分析

在沙尘暴研究中，大风和下垫面的土壤湿度是影响沙尘暴发生的两个重要因子，它们分别以数值形式定量记录，但这种定量因子与沙尘暴发生的定性特征之间难以建立联系，从而影响了沙尘暴的定量研究。利用内蒙古中西部地区二连浩特、乌拉特中旗和乌海等3个观测站点2001年4月至2004年4月的土壤湿度、风速及相应的沙尘暴记录资料，采用数量化理论Ⅱ这种可以将定性分析与定量分析相结合的方法，研究了沙尘暴发生时风速和土壤湿度对沙尘暴的贡献程度。结果表明：在不同地区、不同地貌的自然条件下，风速和土壤湿度对沙尘暴发生的贡献程度相差甚远，乌拉特中旗和二连浩特地区风速的贡献大于土壤湿度的影响，而对乌海地区来说，土壤湿度对沙尘暴的贡献要大于风速的影响。     

青藏铁路客城区段风沙特点及沙害防治措施的研究

青藏线哈（尔盖）－格（尔木）段位于青藏高原,横穿柴达木沙漠,集沙漠特征与高原气候于一体,不少地段曾因少害造成行车中断和机车掉道等事故,其中以客城最为突出,在以往相关研究的文献中,确定主风向是以风的频率为主。但在以防止沙子上道为主要目标的铁路防沙中,本文提出的以输沙量为依据所确定的主风向,能为防沙措施提供更为合理的依据。在该段铁路防沙中,采用了竹片栅栏与碎石方格相结合的阻、固措施,其中碎石方格系在铁路防沙中首次使用。经过观测,证实阻沙措施降低了风速;固沙措施增加了地面的粗糙度,大大减少了输沙量,为植物的生长创造了有利条件。在该地采有碎石方格固沙既有使用奉命长,又有取材方便的优点,自防沙工程竣工以来取得了明显的经济效益,同时减轻了工人的劳动强度,确保最该段行车安全。     

风速资料在大型工程中的应用和订正方法

针对大型工程设计和工程气象专题评估对风速资料的特殊要求,探讨适合工程应用的气象站观测风资料和工程现场短期风观测资料的订正方法。根据多个工程现场和气象站的同步风对比观测试验结果及其在工程设计中的实际应用效果,提出在工程应用气象站的风速资料时,进行距地高度、下垫面影响以及时距订正是必要的;不同工程2 min/10 min不同时距风速订正系数和阵风系数应根据现场环境测定,其值与建筑荷载规范推荐的气象站取值有明显差异;对工程现场的长年风速资料外推重构时,根据现场短期观测结果,在对邻近气象站长年历史资料采用均一性t检验法和比值法订正差异显著年份的记录后,利用数理方法重建的结果较好。     

轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙平面外受力性能试验

本文提出了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,是由内部嵌入钢筋的尾砂微晶发泡板与轻钢龙骨组合而成。为研究其风吸或风压作用下弹性变形性能以及平面外受弯破坏全过程,进行了8个轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙足尺试件的单向加载试验。试件参数包括组合墙高度、发泡板强度、嵌入发泡板的钢筋直径、发泡板是否带釉面、发泡板是否复合轻质砌块。每个试件均进行3个工况的加载,前两个工况模拟风吸作用,加载至试件外表面产生裂缝;第三个工况模拟风压作用,加载至试件破坏。采用门式加载架,悬吊试件实现简支,通过简支分配梁将集中荷载分成与试件八点接触加载,各加载点设置球铰支座。研究表明:轻钢龙骨与发泡板有良好的平面外共同工作性能;采取增大组合墙截面高度、提高发泡板材料强度、发泡板设置釉面层、发泡板复合粉煤灰砌块的构造措施,均可提高组合墙的平面外受力性能,复合粉煤灰砌块对提高试件平面外承载能力效果最为显著;利用截面换算方式对组合墙板平面外极限承载力进行计算,计算结果与试验符合较好。结合试验数据及外围护墙板的风荷载计算公式,计算出组合墙的极限风荷载值,为该组合墙的设计及工程应用提供了参考。