The inertial range “outer scale” and optical turbulence

The crucial parameter used to calculate turbulence effects upon light waves propagating through the atmosphere is known as the structure constant, . As Tatarski has shown, this parameter depends upon the “outer scale” of the inertial sub-range of the turbulence. Recently there have been successful predictions of astronomical “seeing” conditions at Mauna Kea Astronomical Observatory which have increased interest in this subject and in the use of the so-called “Dewan Optical Turbulence Model”. In the case of the Air Force, there has been a longstanding need for such optical turbulence prediction, especially in the stratosphere. In the past researchers have used a relation due to Tatarski, (which plays a prominent role in this model) in order to deduce values of the “outer scale” from measurements. When doing this, they have been surprised to find values very much smaller than expected. The goal of the paper is to explain this unexpected result. As we will show, this result can be explained by two factors: (a) the average turbulent layer thicknesses are smaller than originally believed, and, more importantly, (b) only a minor fraction of the stratosphere is turbulent. In order to arrive at this conclusion, we used the high-resolution (10 m) wind profiles that were originally used to formulate the previously mentioned optical turbulence model. The U.S. Government’s right to retain a non-exclusive, royalty-free license in and to any copyright is acknowledged.     

原子力显微镜在环境样品研究与表征中的应用与展望

简要阐述了原子力显微镜仪器操作原理及最新成像技术发展情况;结合作者近期的研究工作,从环境微生物界面观察与表征、腐殖酸在微界面上的聚集行为观测、无机高分子絮凝剂的界面形貌及行为观察以及膜材料表面结构观测与表征等4个方面对原子力显微镜在环境领域内的应用情况作了概括介绍．最后,对原子力显微镜在环境微界面研究与表征中的应用前景进行了展望。     

区域土地利用变化的物质代谢响应初步研究

文章在描述相关研究进展的基础上,认为在物质资源不断减少的情形下,物质代谢效率提高对于人类社会发展具有更为重要的意义。并在此基础上,分析了土地利用方式、土地利用强度、土地利用布局等土地利用变化过程对于物质代谢变化的影响机理。以江苏省为例进行实证分析,构建区域土地利用变化的物质代谢驱动力模型。结果表明,随着1989年以来江苏省土地利用强度的不断提高,物质代谢通量快速增长。土地利用强度越高,物质代谢通量值越大,土地利用强度提高10%,则物质代谢通量将提高5.62%,因此,资源利用量与污染物排放量越多,带来的环境冲击也就越大;但土地利用强度越高,物质代谢效率值就越小,土地利用强度每提高10%,物质代谢效率就提高5.03%,因而单位GD P的资源利用量与污染物排放量也就越少。虽然物质代谢效率在提高,但是物质资源日益稀缺,物质代谢效率需进一步提升。最后提出了区域土地利用变化物质代谢效应响应的研究方向。     

近15年科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化分析

利用2期土地利用图形数据对科尔沁沙地及其周围地区的土地利用变化进行分析发现:1985～2000年该地区耕地增加15.34%,林地增加2.48%,草地减少6.28%,水域减少7.72%,城乡工矿居民用地增加1.99%,未利用地减少4.04%;其中草地向耕地转化的面积最大,为4932.00km²,占全区土地利用变化总面积的63.85%,转化的空间分布呈现出向科尔沁沙地边沿及其外围扩展的态势。经相关分析及文献调研得知,人口增长和经济发展是研究地区耕地增加、进而导致系列土地利用变化的根本原因;此外,土地开发和生态环境保护等宏观政策也是影响区域土地利用变的重要人文驱动力。     

岷江上游生态脆弱性驱动力分析

作为长江上游重要的生态屏障,岷江上游是典型的生态环境脆弱区。选取了测度岷江上游生态脆弱性的20个指标、25个样本年的2500个数据,采用逆向测度法构建了岷江上游生态脆弱性的测度指标体系,运用因子分析法得到了影响岷江上游的六大驱动因子:生态环境背景状况、人口承载与结构水平状况、水土流失状况、土地垦殖与利用状况、产业结构水平状况、投资水平与结构状况,为岷江上游生态脆弱区恢复重建及经济社会发展提供了科学依据。     

农村劳动力区域流动基本特点研究

给出了农村劳动力流出、流入率的定义,计算了全国各省（市、区）的劳动力流出、流入率,分析了农村劳动力流出、流入率分布的三大特征,论证了农村劳动力流动的３个基本条件,即经济、文化和旅行能力。进一步阐述了农村劳动力流出率分布的基本特征,基于这些分析给出了政策性建议     

高岭土对不同污染物微滤过程的影响

本研究采用原子力显微镜(AFM)结合自制的膜探针以及Zeta电位仪通过分别测量不同有机污染物,即腐殖酸(HA)、牛血清蛋白(BSA)和海藻酸钠(SA)与微滤膜之间的粘附力以及相应污染物的Zeta电位,对高岭土在不同有机物微滤过程的影响进行了系统性研究。结果表明,高岭土对污染膜通量衰减的影响主要发生在膜过滤的初期阶段,其存在使HA污染膜的初期通量衰减幅度增加,BSA和SA污染膜的初期通量衰减幅度减缓;清洗后HA污染膜的通量恢复率降低,而BSA和SA污染膜的通量恢复率增大。而且,高岭土的存在使膜-HA之间的粘附力变大以及HA溶液的Zeta电位变小,膜-BSA、SA之间的粘附力变小以及相应污染物的Zeta电位都增大。因此,膜-污染物之间粘附力以及溶液的Zeta电位的变化可以指示膜污染的变化趋势。     

有机粘土疏水性吸附过程的分子模拟:烷基碳原子数和有机物logK_(ow)的影响

基于从分子尺度上解析改性剂烷基碳原子数和有机物疏水性对有机粘土吸附能力的影响机制,以从头算的量子化学计算方法(MP2/6-31g(d))模拟了有机粘土在水溶液中的吸附过程.通过计算吸附前后几何构型、能量、化学键和电荷分布等参数的变化,分析了影响有机粘土疏水性吸附的关键因素,并对疏水性吸附作用力的化学本质进行了初步探讨.计算结果表明,烷基碳原子数增加对提高有机物吸附能的作用并不显著,长链烷基提高有机粘土吸附容量的真正原因在于其可提供更多的有机物吸附位.有机物的疏水性(以正辛醇-水分配系数logKow表征)是影响疏水性吸附过程的关键因子,水分子的引力作用对疏水性吸附具有决定性影响,理论上解释了普遍存在的有机物吸附量与logKow呈正相关的实验现象.疏水性吸附力的作用前提是有机物为疏水性,即当水分子的引力作用较弱时疏水性作用力才可以表现出来;而对于亲水性有机物,疏水性吸附力会被水分子的引力所抵消,吸附强度减弱.模拟红外光谱和电荷分布结果表明,吸附前后无化学键断裂和电子得失的发生,只有原子电荷密度的微小变化,据此推测疏水性吸附力以分子间弱相互作用力——London色散力为主.     

水资源约束力的内涵、研究意义及战略框架

针对世界和我国快速城市化进程中水资源对社会经济发展制约作用不断加强的态势,首次较为系统地提出了水资源约束力的概念,并在阐述其基本内涵和研究意义的基础上,就水资源约束力研究的战略框架进行了初步探讨。研究认为:水资源约束力研究是我国和世界21世纪水安全研究的重要内容之一;在水资源承载力、水资源压力研究的基础上,进一步研究水资源约束力,可以完整地揭示水资源系统与社会经济系统之间的相互作用和关系,对水资源科学的发展具有重要的理论和现实意义;当前应尽快建立并完善水资源约束力研究的理论体系,加强水资源约束力的基本理论、量化方法和实证研究,重点加强区域水资源约束力的产生、影响因素、影响机制、变化规律、调控途径等的研究,并不断拓展研究领域,加强水资源约束力与水资源科学其它领域的集成研究。     

浸润线缓慢上升对滑坡剩余推力的影响规律

地下水浸润线变化对滑坡下滑力、抗滑力和剩余推力的影响甚大。基于传力系数法,建立了浸润线缓慢上升时剩余推力改变量的计算模型,探讨了滑面倾角、浸润线角度和滑面内摩擦角与倾角正切比对浸润线缓慢上升前后滑坡剩余推力改变量的影响规律;将浸润线缓慢上升时剩余推力由增大到减小的分界点称为剩余推力变化临界点,分析了剩余推力变化达到临界点时的浸润线倾角分布规律;提出了剩余推力变化的临界线,确定了浸润线缓慢上升时剩余推力的增大区域和减小区域。