澜沧江的跨境径流量变化及其对云南降水量场变化的响应

随着澜沧江-湄公河次区域经济合作等重大区域合作行动的蓬勃开展,该流域水文水资源系统的变化、规律及其影响已成为国际关注和研究的热点。为考查气候变化对澜沧江-湄公河流域水文水生态环境变化影响的基本事实,以云南境内澜沧江径流量观测数据和云南的同期降水量场观测数据为基础,应用小波变换和相关系数的统计分析方法,研究了澜沧江跨境径流量变化的多时间尺度特征及其对云南降水量场变化的响应。结论为:澜沧江上下游的年径流量变化表现出了十分明显的多时间尺度变化特征,它们之间的差异主要表现在较小的时间尺度上,而对于较大的时间尺度,它们之间的变化特征是十分相似的;澜沧江上下游的年径流量变化与云南的年降水量场变化之间存在有十分显著的相关关系;云南年降水量场变化的多时间尺度特征与澜沧江上下游的年径流量变化的多时间尺度特征是相似的。总之,澜沧江的跨境径流量变化主要是由于云南降水量场的变化造成的,特别是在较大的时间尺度上,澜沧江上下游的径流量变化都对云南降水量场的变化有极好的响应特征。     

兰州市PM_(10)污染变化特征及其成因分析

利用2001年1月～2007年12月兰州市空气质量日报数据,结合时间尺度分离法,分析研究了兰州市PM10污染的年、季变化特征、年变化趋势及其成因.结果表明,2001年以来兰州市PM10污染有所减轻,年日均PM10浓度由2001年的236μg.m-3下降为2007年的127μg.m-3,空气质量为优、良的天数增加了1.3倍,但年平均PM10浓度仍超过国家二级标准,超标率为25%;PM10污染存在明显的季节变化,冬半年的11月、12月和1～4月PM10浓度较高,月平均最大值和次大值分别出现在12月(271μg.m-3)和3月(245μg.m-3),5～10月PM10浓度较低,基本维持在150μg.m-3以下;61.2%的中度污染和50.6%的重度污染发生在冬季,67.4%的优良天数出现在夏季和秋季;2001～2007年,兰州市PM10浓度每年下降12.6%与兰州市烟、粉尘年排放量变化趋势一致;由于沙尘、浮尘天气造成的自然尘排放量的年际变化对PM10浓度年际变化趋势的贡献约为21%,而局地气象条件的扰动对PM10浓度年际变化的影响很小.近年来兰州市PM10污染状况的改善主要是由本地污染物排放量的减少造成的,同时也受沙尘、浮尘天气年际变化的影响,要长期有效地改善兰州市大气环境质量,不仅要制定科学合理的本地减排措施,还应考虑周围生态环境的改善.     

自然灾害风险的行为主体特性与时间尺度问题

文章认为：要正确理解灾害风险的概念内涵,首先必须深刻认识灾害风险的行为主体特性,即,自然灾害风险是相对于行为主体——人类及其社会经济活动而言的;灾害风险依赖风险载体某种“价值”的存在而存在;灾害风险随人类某种社会经济活动目标的变化而变化。文章还认为：时间尺度问题,尽管比较复杂,但却是深刻认识、正确评价和有效管理灾害风险所必须澄清的基本问题,灾害风险中的时间尺度可通过如下几方面加以理解和认识,即,不同类别的风险载体具有不同的灾害风险有效时间尺度;不同种类的灾害风险具有不同的时间尺度特性;在不同的时间尺度上,同类灾害风险具有不同的形式和特点。     

近60a来中国洪涝灾情变化趋势持续性和周期性研究

本文利用Hurst指数和小波分析工具对洪涝灾情的1950~2010年的变化动态作了分析,揭示了灾情序列的趋势持续性、特征时间尺度、周期特征和突变点,同时还定性地预测了洪涝灾情的未来走势。研究结果发现:1)根据Hurst指数计算结果,受灾面积时间序列的Hurst指数为0.9338,具有很强的正持续性。未来有进一步增加的趋势。因灾死亡人口数时间序列的Hurst指数为0.4845,具有很弱的反持续性。而房屋倒塌间数时间序列的Hurst指数为0.6124,具有较弱的正持续性,未来有较弱的减少趋势。2)小波分析方法具有较好时空域特性,可以描述洪涝灾害灾情变化的多尺度特征,将隐含在灾情序列中随时间变化的周期震荡显现出来,并确定灾情序列中的突变点位置,为深入探索中国洪涝灾害的时空复杂性提供了全新的理论工具。3)中国洪涝灾害灾情都存在多时间尺度特征,不同的时间尺度表现为不同的循环交替,大尺度的周期变化嵌套着小尺度的周期变化。总体上表现为由小尺度的震荡剧烈,没有明显的规律到大尺度出现明显规律后继续增强或先升后降。4)60a来,中国洪涝灾害受害面积总体上保持着增加的趋势。在9a和25a上分别存在着第1和第2主周期。中国洪涝灾害因灾死亡人口总体上保持着明显减少的趋势。在8a和18a上分别存在着第1和第2主周期。中国洪涝灾害倒塌房屋总数总体上保持着减少的趋势。在8a、17a和25a上分别存在着第1、第2和第3主周期。     

松嫩高平原土地利用格局变化时间尺度特征研究

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局最优空间尺度下,应用快速傅里叶变换对小波分析模型进行改进,探寻研究区土地利用格局变化研究的适宜时间尺度,进而明确适宜时空尺度下土地利用格局变化的波动性特征,并采用土地利用转移矩阵对其时间尺度的划分结果进行检验。结果表明：1）研究区土地利用格局变化在10~20、30~40和40~50 a均有明显的波动性特征,表明10~20、30~40和40~50 a是研究区土地利用格局变化的3个重要时间尺度。2）1979—2015年研究区土地利用格局变化研究的最优时间分析尺度为36 a,土地利用格局在12.33 a左右具有明显的波动性变化特征,可将研究区时间域划分为3个发展阶段：发展初期1979—1991年、发展中期1991—2003年、发展近期2003—2015年。3）在空间上,研究区土地利用格局变化的全局化时间尺度和土地利用格局变化的局部化时间尺度具有较高水平的一致性。4）论文建立的基于小波分析的土地利用格局变化时间尺度识别方法可行并具有准确性,研究区旱地、林地和建设用地等主要土地利用类型在1979、1991、2003和2015年4个重要时间节点上的变化发生了明显的趋势性转换。     

中国季风区降水构成对降水中稳定同位素的影响：以长沙为例

降水构成是指对流或平流降水量在总降水量中所占比例,不同的降水构成对降水稳定同位素的丰度会产生重要的影响。基于长沙地区实测的日降水稳定同位素数据和GNIP月降水同位素数据,对不同时间尺度、不同季节时段以及不同降水强度下降水构成对降水中稳定同位素影响的变化特征进行分析和比较,旨在揭示不同的降水构成对降水中稳定同位素影响的差异,深化对季风区降水形成过程中稳定同位素变化规律的认识。结果表明：云中对流强度的差异造成了不同季节对流降水量占总降水量的比例（convective precipitation fraction,CPF）与总降水量之间相关关系的差异。在日和月时间尺度下,在暖半年,CPF随总降水量的增大而减小,而在冷半年,CPF随总降水量的增大而增大。无论是在暖半年还是在冷半年,日时间尺度下长沙站降水中的δ¹⁸O随CPF增大不断偏正。在月时间尺度下,包括长沙站在内的中国季风区大部,降水中δ¹⁸O与CPF均呈正相关。由于不同季节对流活动的强度不同会造成降水构成的不同,也使得相对于暖半年,冷半年时段降水构成对降水中稳定同位素的影响要强于降水量效应的影响,因此在冷半年长沙地区δ¹¹⁸O—CPF线性回归方程的斜率随降水强度的增大而增大,而在暖半年,δ¹⁸O—CPF斜率随降水强度的增大而减小。     

基于FPGA的电磁多速率仿真通讯接口研究

针对基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA )的电磁暂态多速率仿真器的海量计算数据与外部系统通讯问题,研究通过定制化的通讯接口硬件和通讯协议,最大限度地利用电力系统仿真的特点,提升小步长仿真的通讯能力,并对通讯接口的可用性和正确性进行测试验证。结果表明:基于 FPGA 的电磁暂态多速率仿真系统通讯接口克服了多速率仿真的通讯瓶颈,实现了高带宽、高稳定性和低延迟的高效通讯,适用于大规模的电磁暂态多速率仿真计算。     

2000~2019年中国PM2.5时空演化特征

本研究利用PM_2.5实测数据、MERRA-2 AOD与PM_2.5再分析数据、气象因子和夜间灯光等数据,基于极限梯度提升、梯度提升、随机森林模型和Stacking模型融合技术提出了PM_2.5浓度组合估算模型.在此基础上,从年、季、月尺度综合分析了2000~2019年中国PM_2.5时空变化特征.结果表明：①组合模型实现了中国2000年以来PM_2.5逐月浓度的可靠估算.②2000~2019年中国PM_2.5年均浓度呈快速增加保持稳定显著下降的趋势,2007年和2014年分别为增加到稳定和稳定到下降的转折点.PM_2.5月均浓度呈先降后升的"U"型趋势,最小值在7月,最大值在12月.③自然地理条件和人类活动奠定了中国PM_2.5浓度年度空间格局变化的基础,气象条件的逐月变化决定了PM_2.5浓度月度空间格局变化的主基调.④2000~2014年中国PM_2.5浓度的标准差椭圆中心向东移动,2014~2018年椭圆中心向西移动.1~3月椭圆中心向西移动,4~9月椭圆中心先北移后南移,9~12月椭圆中心向东移动.     

基于CEEMDAN的多时间尺度的北京市PM2.5浓度影响因素研究

研究PM_2.5浓度的主要影响因素,对提升北京市空气质量具有重要意义。与以往仅限于原始时间尺度的研究不同,本文基于CEEMDAN方法考察了多时间尺度下年平均风速、城市绿化、人口密度、产业结构和能源强度对北京市PM_2.5浓度波动的影响,并与原始时间尺度的主导因素进行对比。研究发现：原始尺度的北京市PM_2.5浓度影响因素是不同时间尺度内影响因素合力作用结果,不同时间尺度下影响因素不同。城市绿化、人口密度、产业结构和能源强度在多时间尺度中起到短期增强波动的作用,城市绿化和产业结构是贯穿于各个时间尺度的具有趋势性,决定北京市PM_2.5浓度基本走势的影响因素。     

豫西鸡冠洞不同尺度滴水水化学分析及对区域极端干旱的响应

论文对自2009年10月到2015年12月豫西鸡冠洞两处滴水：鲤鱼戏水（LYXS）和天宫冰灯（TGBD）进行了连续定点监测及取样分析,并结合2015年8月4—6日对其进行的暴雨监测,从不同时间尺度上分析了滴水的滴速、pH值、HCO^-₃、电导率、Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺、元素比值等指标的变化特征及其与降水的关系。结果表明：1）年际尺度上,鸡冠洞滴水的水化学特征响应ENSO循环引起的多雨年与干旱年降水的变化,其主要受控于土壤CO₂的溶解、上覆物质的淋滤、先期沉积作用（PCP）的强弱;2）季节尺度上,滴水受岩溶水运移路径、淋滤作用、水-岩反应时间及先期沉积作用等因素综合影响表现出明显的季节变化特征;3）在单场降雨尺度上,滴水的水化学特征都不同程度表现出随滴率的变化而变化的趋势,主要受到岩溶水的运移路径、活塞效应、稀释作用等因素影响,而与水-岩反应时间关系不大;4）受到2013年区域极端干旱后“老水”的滞留与2014年新降水的稀释作用影响,其滴水水化学指标的极端值出现在降水量有所回升的2014年。