三峡上游地区一次西南涡暴雨过程中尺度特征诊断和数值模拟

结合高空、地面实况观测数据以及1°×1°NCEP客观再分析资料,对2009年6月28日20时至29日20时(北京时)发生在三峡上游地区的一次区域暴雨过程进行了中尺度特征诊断,结果表明本次过程是东北低涡和副高稳定少动的大尺度环流背景形势下,由于高原低值系统在东移过程中与西南涡结合而产生的强降水天气过程。高原上不稳定能量的扰动和下传为西南涡的产生提供了必要能量条件,高低层的水汽平流和水汽辐合的交汇地带与最强降水带存在较好的一致性。另外,利用WRF中尺度数值模式对该次过程进行了数值模拟,结果显示在同化了地面和高空常规观测资料后,模式模拟效果得到明显改善,模拟降水能够大致体现该次过程的总的降水演变和分布情况,但后期模拟降水偏大。数值诊断结果发现,盆地西部与上升气流相伴的正涡度柱的演变过程与强降水的发生过程密切相关,该因子对于正确预报降水发生时间具有指示意义。     

不同边界层方案对一次西南涡暴雨过程模拟的对比试验

利用WRF中尺度预报模式（V3.7.1版本）采用6种边界层参数化方案（YSU、MYJ、ACM2、MYNN2.5、BouLac、QNSE）,对2015年8月16日~19日一次西南低涡强降水过程进行数值试验,对比分析了不同边界层方案对西南涡特征、降水及边界层物理量场等模拟的影响。结果表明：6种边界层方案对西南涡路径、强度及降水的模拟具有明显的影响,其中ACM2方案对低涡移动路径和降水的模拟效果最好。不同边界层方案模拟的位势高度和风场、相对涡度、垂直速度和相当位温的分布具有显著的差异,YSU和QNSE方案模拟的西南低涡中心的正涡度柱可从对流层低层伸展到200 hPa,ACM2方案模拟的相对涡度与实况最接近。6种方案均较好地模拟出了边界层高度、地表感热和潜热通量的日变化特征,其中QNSE方案模拟的边界层高度和地表热通量的值最大,而ACM2模拟的值较小,这可能与QNSE方案考虑了湍流与波的共同作用等更为细致的物理过程有关。可见,不同边界层方案对西南涡暴雨过程中不同物理量场的模拟有着较大的影响,选择合适的边界层方案能提高对西南涡天气过程的预报准确率。 关键词： 参数化方案;西南低涡;降水;边界层结构;数值模拟     

基于WRF三峡地区不同区域降水中下垫面效应数值试验研究

利用具有代表性的三峡地区区域性降水个例,基于WRF模式,在模式下垫面中加入长江水体以及修改局地地形,研究局地环流和气象要素对局地下垫面变化的响应。结果表明：加入长江水体后,不同区域性降水个例空间降水变化上,没有出现明显的降水变化区,表明长江水体对区域局地性降水影响较小;同时加入长江水体和修改地形高度后,空间上降水具有明显的变化,且与修改地形后的降水空间变化较一致,表明局地地形对区域降水空间变化具有重要影响;加入长江水体后,近地面2 m高度相对湿度变化上,不同区域性降水个例表现不一,总体上对局地相对湿度影响较小;近地面2 m温度、地表向上的水汽通量和地表向上的潜热通量均为增加,在局地地形的“喇叭口”效应作用下,长江水体拐弯处增加效应明显     

基于GIS淹没模型的城市道路内涝灾害风险区划研究

在求取襄阳中心城区重现期雨量与可抽排雨量的基础上,采用基于GIS暴雨洪涝淹没模型计算不同重现期致灾雨量的淹没水深和范围;依据城市内涝对道路的实际影响,制作城市道路内涝灾害风险区划图。结果表明,该方法能够直观表达研究区域内不同雨量阈值的内涝灾害淹没风险分布,定量评估淹没水深、淹没范围。同时给出了城市道路内涝灾害风险区划图,结合城市道路信息,准确定位高风险易涝街区,为政府部门决策提供科学依据。     

资源的优势陷阱和资源型经济转型的途径

本文以资源优势陷阱效应以及资源型经济转型模式为研究主题。首先讨论了资源型产业的经济学特征，剖析了资源型区域的经济症结及区域发展隐患，揭示了资源优势的陷阱效应和资源型经济的本质，接着，重点研究了竞争优势生成模式，产业结构代谢模式和企业转型嬗变模式。     

基于STIRPAT模型的中国城镇生活能源消费影响因素研究

为探究人口规模、收入水平、消费倾向、节能政策和技术等因素对中国城镇生活能源消费的影响,基于拓展的STIRPAT模型并运用2000~2013年中国省际面板数据对各影响因素的效应进行评估。结果显示:城镇生活能源强度、城镇居民消费倾向、人均可支配收入、城镇化率、总人口、政策综合力度6个因素的增长率每变化1%,将会引起城镇生活能源消费量增长率0.9322%、0.8537%、(0.559 2+0.169 2 ln DI)%、0.599 8%、0.408 0%、-0.012 0%的变化,表明除节能政策外,其余5因素均正向促进城镇生活能耗增长。其中生活能源强度对城镇生活能耗影响最大,节能政策虽会抑制城镇生活能耗增长,但作用较为微弱。政府需继续加强节能政策综合实施力度,从而实现生活能源消费领域的节能减排。     

基于土壤侵蚀模型的滑波临界雨量估算探讨

针对滑坡临界雨量确定目前存在的问题,提出一种基于土壤侵蚀模型的滑坡临界雨量估算的新方法。该方法基本思路是：降雨引起土壤侵蚀,当土壤侵蚀达到一定强度时可诱发滑坡,因此利用土壤侵蚀模型可以推算滑坡临界雨量。以湖北省秭归县为例进行试验,从降雨-土壤侵蚀-滑坡的成灾机理入手,利用卫星资料、地理信息资料及降雨资料,计算降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形（坡长、坡度）、植被覆盖和土地利用类型等因子,基于USLE土壤侵蚀模型,计算滑坡发生时土壤侵蚀强度,通过分析多个滑坡个例,确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推算不同预警点滑坡临界雨量。相比以往仅仅分析灾情与降雨之间关系的传统方法,该方法有较为清晰的物理意义,实际业务中也易于实现,在滑坡预警预报中有较高实用价值     

基于NLM的三峡重庆库区面源污染负荷研究

随机性、模糊性、不确定性很强的面污染源是水环境污染中最主要的污染源。面源污染负荷的准确估算是研究和治理面源污染的基础。现在的面源污染数字模型大多数建立于DEM之上，高成本的DEM限制着这类模型的发展。新兴模型——NLM以面源污染发生机理完善而著称。借助于NLM，以三峡重庆库区为例研究分析面源污染的机理，面源污染负荷随时间的变化以及面源负荷受各因素的影响程度等。从硝化、反硝化、矿化、吸附等作用过程中更深层地剖析了面源污染行为；掌握了面源污染物TP、NH3-N、NO3-N的随时间的变化规律及降雨量、土壤有机成分、土壤气温、总辐照等因子对各污染物负荷的影响及相互关系。总之，NLM为开展面源污染负荷及影响因素的研究提供了科学依据。     

人工湿地系统去除藻毒素研究

以含水华的鱼塘水作为进水灌溉两套上行流－下行流人工湿地系统,系统内种植芦苇等水生植物。灌溉一周后收集人工湿地进出水水样,用ＨＰＬＣ法检测其藻毒素定量,结合温度、电位、溶氧等理化指标和细菌、藻类数量的变化,分析人工湿地系统对藻毒素的去除效果及影响其效果的可能因素。结果表明,人工湿地系统对藻毒素有一定的去除效果优于茭白－石菖蒲组合的湿地系统。在三种主要藻毒素ＲＲ、ＹＲ、ＬＲ中,湿地对ＹＲ的去除效果最好     

基于SPEI的西南农业区气象干旱时空演变特征

干旱已成为西南农业区的具有一定破坏力的自然灾害,研究干旱的时空变化对该区干旱的评估、预测具有重要的现实意义。根据西南农业区1962~2012年月气象资料,利用Penman-Monteith公式计算蒸散发和标准化降水蒸散指数(SPEI)值;采用线性回归、Mann-Kendall方法、小波分析和旋转经验正交函数(REOF)等方法分析了西南农业区干旱时空变化。研究结果表明:(1)西南农业区整体呈干旱化趋势;2000年以来年、四季变干趋势更加明显;秋季变干趋势显著;年均SPEI指数不存在显著突变点;年和四季干湿变化均存在2~8 a左右的振荡周期。(2)根据REOF分解的前6个空间模态,将西南农业区划分成6个干湿特征区域:云南高原东部区、汉中盆地区、东部山地区、云南高原西部区、四川盆地区、贵州高原区;其中云南高原东部区变干趋势显著,汉中盆地区和东部山地区有变湿润趋势,但并不明显;6个分区干湿变化普遍存在2~6 a左右的振荡周期。研究结果可为西南农业区防旱、抗旱提供科学参考。     

区域水资源可持续利用评价的FAHP-PP模型

正确评价区域水资源可持续利用,对区域社会、经济的可持续发展以及生态环境的良性循环都具有重要意义,而区域水资源可持续利用指标体系及评价方法研究是水资源可持续利用研究的基础。借鉴现有评价指标体系的优点,并充分考虑现有评价指标体系所忽略的某些环境因素对水资源可持续利用的影响,针对区域社会-经济-环境复合系统的特点,提出了由区域水资源条件、水资源开发利用程度、区域水资源与社会协调程度、区域水资源与环境协调程度4个子系统及评价指标组成的区域水资源可持续利用评价指标体系。根据水资源系统的随机性、模糊性等特性以及系统评价的公正、客观要求,为规避评价方法的主观性与客观性影响,分别应用主观性较强的模糊层次分析法（FAHP）与客观性较强的投影寻踪模型（PP）对区域水资源可持续利用水平进行评价,并将两种方法的评价结果进行加权求和以实现优势互补,以此建立了区域水资源评价的一种新模型（FAHP PP）,然后通过以上海市1998～2007年水资源可持续利用情况为例对该评价指标体系的合理性及方法的有效性进行了说明.