云微物理特性及云滴有效半径参数化:一次降水层状云的飞机观测资料结果

全球及区域气候模式中云滴有效半径的参数化对于理解云的辐射效应特别是气溶胶间接效应是非常重要的。本文利用延安地区(位于中国西北地区)一次降水层状云的飞机观测资料,首先给出该次过程的云微物理特性包括云滴数浓度(Nc),云水含量(Qc),云滴的半径(Rm),体积半径(Rv),以及有效半径(Re),云滴谱离散度(ε)以及Re/Rv比值因子β;并指出云滴谱离散度ε与云滴数浓度Nc有着很好的递减关系式,所对应的关系式可以表述为ε=0.579-7.42×10-4Nc+4.2×10-7Nc2。进一步,发现云滴尺度谱采用Lognormal分布函数,Gamma分布函数以及Weibull分布函数所参数化的云滴有效半径与观测结果较为一致。值得指出的是,基于Lognormal分布函数的参数化能够更好地描述云滴有效半径。该云滴有效半径的参数化结果将会加强对于气溶胶在中国西北地区间接辐射强迫的认识。     

长三角地区PM2.5浓度对土地利用/覆盖转换的空间异质性响应

长三角地区PM_2.5污染受区域空间效应的影响,其可持续治理方向仍不清晰.结合随机森林、空间计量模型和多尺度地理加权回归模型（MGWR）,探讨PM_2.5浓度对土地利用/覆盖转换的多尺度空间响应过程.结果表明：（1） 2000～2018年长三角地区PM_2.5浓度呈现出4类空间连续聚集的时空变化模式,区域性同步变化强烈;（2）土地转换对PM_2.5浓度的相对影响表现复杂,耕地与林地的源-汇效应显著.邻域分析表示周围聚集性土地利用/覆盖转换普遍比单一像元时作用更显著,空间效应明显;（3） PM_2.5浓度变化与林地、草地转换类型大多呈显著负相关,与耕地、建设用地和水体之间的转换类型呈显著正相关.随机森林模型重要性排序及相关系数强度表明：耕地-耕地（29.65%及0.650）、林地-林地（26.98%及0.726）、建设用地-耕地（22.57%及0.519）、耕地-林地（17.84%及0.602）和耕地-建设用地（16.34%及0.424）之间转换对PM_2.5浓度变化贡...     

电偶极子的各向异性辐射特性

目的研究均匀各向异性介质中电磁源的辐射特性及其规律。方法基于电磁场的方向多长度标准理论,建立各向异性介质中标量势的达朗伯方程,求解微分方程得到推迟形式的标量势和矢量势的解析表达式,通过与现有文献比较验证该表达式正确性。结果得到了电各向异性介质中电偶极子的辐射电磁场,当介质为各向同性介质时,所得辐射场与现有文献完全一致,数值仿真了电偶极的辐射特性和结果的物理机制。结论在各向异性介质中,电偶极的辐射特性具有各向异性特性,在某一方向观测时,与该方向垂直方向的介电常数越大,辐射越强。为各向异性介质如磁化等离子体等介质中雷达、天线的工程优化设计提供了理论基础。     

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

基于火灾试验的FDS大涡模拟非均匀网格优化

为了研究火灾FDS数值模拟结果与网格划分之间的关系,基于全尺寸钢结构厂房火灾试验,对火灾情况下厂房内温度分布等进行了分析,同时在该试验的基础上,通过均匀网格划分法和非均匀网格多分区法对火源正上方8.5m处烟气温度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行对比。结果表明:对敏感性较高的火源区域和羽流区域进行网格加密,得到的模拟结果与试验数据更为接近。采用非均匀网格划分法能有效地提高模拟精度,并在一定程度上减少了模拟时间,是处理大空间火灾数值模拟的一种较好的方法。     

基于遥感和GIS的景观尺度的区域生态健康评价——以海湾城市新区为例

依据PSR概念模型,建立了景观尺度的区域生态健康评价指标体系.以2004年SPOT5影像及其派生数据作为基础信息源,在遥感和GIS技术支持下获取了生态健康评价相关宏观生态指标,评价的指标体系划分为5个等级.采用空间单元网格(2km×2km)作为评价单元,借助GIS的空间分析功能制作出各单项指标和综合指标的空间分布图,并完成对区域生态健康自综合评价.得到了区域生态健康的空间分布,综合评价结果划分为很健康、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级.结果表明,生态健康处于亚健康及其以下类型的面积占整个区域的52.76%,生态系统退化有在整个研究区域蔓延的趋势.     

基于冗余分析的城市河湖水污染成因及尺度效应

以武汉中心城区的东沙湖流域为研究对象,以7项下垫面及3项降雨因子为影响因子,以18项河湖水环境因子为响应变量,基于冗余分析研究多尺度下两者之间的关系.结果表明：在所研究的10项影响因子中,硬质铺装面积率和河网水面率是东沙湖流域城市河湖水环境的主要影响因子,贡献率达0.703和0.652,城市道路面积率则是3000m及以外缓冲区尺度下的主要影响因子,贡献率达0.796,降雨的空间分布不是主要影响因子,贡献率低于0.371;影响因子对水环境影响的尺度效应与排水管网的有无和水文汇水单元尺度的大小密切相关;东沙湖流域的河湖水污染可归因于以硬质铺装为代表的不透水面上的面源污染和经由排水管网运移排放的点源污染,河网水面率则是改善水环境的关键因素.     

地质灾害数据共享平台下共享和互操作的研究

中国地质灾害种类多、分布广、频次高、强度大、灾情严重、直接和间接的经济损失巨大.近几年,由于西部大开发步伐的推进,泥石流、滑坡等自然因素和人为因素诱发的地质灾害呈上升趋势.如何科学合理地构架地质灾害数据共享平台,从而利用该平台提供的共享和互操作机制来预测、预警、评价和治理各种地质灾害也就成为当务之急.文章就此提出了整合WebGIS、Ajax、ESML和数据网格技术的地质灾害数据共享平台的设计方案.     

城市环境质量的竞争性评价模型

城市化进程推动了经济的快速发展但也给城市环境质量带来了严重的挑战。为了推动城市环境保护工作,每年全国各地都对城市环境综合整治进行定量考核。首先分析了现有环境综合整治考核办法的不足,阐述建立竞争性评价模型的必要性。竞争性评价模型在指标集的取值范围内选取最优值建立一个虚拟最优城市,以虚拟最优城市为参照,引入优越指数概念,得出待评价城市的优越指数值,然后进行排序和评价。根据该模型对2004年全国18个计划单列市和重点城市的环境质量进行了综合评价,得到了合适的结果;最后总结了模型的特点及以后改进的方向。     

地下水溶质反常运移的分数阶对流扩散模型研究进展

地下水溶质在非均质多孔介质中的扩散过程并不总是遵循Fick定律,因此称为反常扩散或反常运移,其本质上是非马尔可夫非局域性过程.分数阶对流扩散模型可以对含水层中溶质的这种运移进行充分而准确的描述.本文在阐明多孔介质溶质反常运移基本问题及其动力学机理基础上,综述了三类分数阶对流扩散模型,即空间分数阶对流扩散模型、时间分数阶对流扩散模型和分布式分数阶对流扩散模型,并详细讨论了分数阶对流扩散模型在地下水溶质反常运移领域的应用前景和挑战.