亚洲地区MODIS和Himawari-8细模态气溶胶产品验证及其时空分布分析

利用AERONET观测网数据,结合MODIS(中分辨率成像光谱仪)及Himawari-8(新一代地球同步气象卫星)的气溶胶产品分析了亚洲41个站点2015—2016年细模态气溶胶光学特性.结果表明,MODIS和Himawari-8反演气溶胶细模态比例(FMF)及细模态气溶胶光学厚度(fAOD)落在误差区间EE(期望误差)内的比例均不超过80%,其中8个典型站点则不超过50%,总体上MODIS要优于Himawari-8,但与AERONET地基观测资料相比还存在一定的误差.因此,需要进一步研究反演方法,提升地表反射率的确定精度,从而提高卫星遥感反演精度.通过季节平均的比较,发现春、夏、秋、冬四季MODIS和Himawari-8的反演值均有所低估,MODIS fAOD各季节平均偏差相对较小.Himawari-8 FMF秋季在Dhaka_University站的平均偏差较大,MODIS FMF春、冬季的平均偏差最大值相对较大,夏、秋季则相对较小;对于同一站点在相同季节均为Himawari-8 fAOD偏差较大,并且MODIS fAOD各季节的平均偏差最大值均小于Himawari-8 fAOD的偏差值.同时,利用卫星观测分析了亚洲地区FMF和fAOD年均及季节平均分布特征,发现MODIS和Himawari-8 FMF年均分布高值区主要位于华北平原、东北平原、四川盆地和中南半岛,MODIS fAOD年均分布高值区主要位于中南半岛,Himawari-8 fAOD年均值则普遍较低.MODIS FMF和fAOD季节平均分布呈现出夏秋高、春冬低的趋势,Himawari-8 FMF和fAOD季节平均分布则呈现出春秋高、夏冬低的特征,高值区的位置和量值均有明显的季节变化.     

我国东北地区地表水酸化现状

2011年8月对我国东北地区东部的溪流进行采样调查,以评价地表水的酸化现状.通过对采集的33个水体pH值和酸中和容量(ANC)的分析发现,只有长白山上少数溪流的pH值低于6.0,而所有采样水体的ANC均高于0.2 meq.L-1,说明该地区尚未大面积发生地表水酸化问题.离子浓度分析结果表明,HCO3-是水体中最主要的阴离子,而SO24-浓度往往小于150μeq.L-1,NO3-浓度更是远低于SO24-,这说明该地区酸沉降污染较轻.但是,东北地区广泛分布着风化速率较低的酸性森林土壤,导致一些水体缓冲酸沉降的能力较弱,水体酸化的可能性仍然存在.以此类推,东北亚目前的酸沉降水平尚不足以产生严重的地表水酸化问题,周边国家不应过分夸大我国排放酸性气体的越境输送导致的环境影响.     

A systems perspective of managing error recovery and tactical re-planning of operating teams in safety critical domains

Introduction

Research in human error has provided useful tools for designing procedures, training, and intelligent interfaces that trap errors at an early stage. However, this “error prevention” policy may not be entirely successful because human errors will inevitably occur. This requires that the error management process (e.g., detection, diagnosis and correction) must also be supported. Research has focused almost exclusively on error detection; little is known about error recovery, especially in the context of safety critical systems. The aim of this paper is to develop a research framework that integrates error recovery strategies employed by experienced practitioners in handling their own errors.

Method and Results

A control theoretic model of human performance was used to integrate error recovery strategies assembled from reviews of the literature, analyses of near misses from aviation and command & control domains, and observations of abnormal situations training at air traffic control facilities. The method of system dynamics has been used to analyze and compare error recovery strategies in terms of patterns of interaction, system affordances, and types of recovery plans. System dynamics offer a promising basis for studying the nature of error recovery management in the context of team interactions and system characteristics.

Impact on industry

The proposed taxonomy of error recovery strategies can help human factors and safety experts to develop resilient system designs and training solutions for managing human errors in unforeseen situations; it may also help incident investigators to explore why people's actions and assessments were not corrected at the time.     

湿地生态系统碳汇与碳源过程的控制因子和临界条件

湿地生态系统由于其自身的结构组分特征,已成为地球表层系统中最为重要的碳汇。但是近年来对于湿地系统的不合理开发利用、降水减少等原因使其碳＂汇＂功能减弱,湿地的碳蓄积能力下降且有转变为碳＂源＂的趋势。文章从湿地生态系统的水份、植物类型、土壤厚度、微生物（底物、pH、温度、氧化还原条件）等方面总结了影响湿地碳汇/源过程的控制因子和临界交替条件。湿地水位的高低决定湿地的氧气环境,与甲烷产生量成正相关,但却与二氧化碳产生量有一定的负相关关系。湿地植物通过通气组织与根系分泌物等影响湿地碳的吸收与排放通量,湿地植株的高度、覆盖率等也是影响湿地作为碳汇与碳源的重要因素。不同深度土层由于其产甲烷菌、甲烷氧化菌等微生物活性不同导致各个土层碳吸收、排放通量的差异,通常浅层土壤中的CO2、CH4的产生率高于深层土壤。微生物的活跃程度直接影响到湿地碳的吸收与排放,影响活跃程度的因素包括湿地底物、pH、温度与氧化还原条件等。湿地底物浓度的增加会在一定程度上提高甲烷的产生率,中性或者是弱碱性环境是产甲烷菌的最适宜条件,在一定范围内温度越高,甲烷产生量越大,而温度对于二氧化碳的影响则是通过改变光合作用来实现。氧化还原电位与甲烷产生量成负相关关系,-150 mV是产甲烷菌产生甲烷的最高电位。总体上,由于湿地生态系统的复杂性和碳吸收与排放过程的复杂,以上这些因子相互作用,且在一定条件下会相互转化。最后针对如何充分发挥湿地生态系统的碳＂汇＂功能,控制湿地向碳＂源＂转化的条件措施方面进行了讨论,包括间歇灌溉、种植多年生草本植物或木本植物等来增强湿地的固碳能力。     

基于人工蜂群算法的边坡最危险滑动面搜索

将用于连续数值优化问题的人工蜂群算法引入边坡稳定分析临界滑动面搜索领域.该方法模拟了蜂群的群体协作采蜜过程,具有自适应收敛的特点,克服了传统方法容易陷入局部最优的缺点,是一种全局优化算法.为进一步改善其在复杂边坡搜索中的效果,将Hooke-Jeeves模式搜索操作引入人工蜂群算法,提出一种用于边坡临界滑动面搜索的模式搜...     

注含氧氮气油藏产出气的爆炸极限与临界氧含量研究

西部某碳酸盐岩缝洞型油藏,在注入氮气的过程中,存在着氮气源内含有氧气的问题,这对油田的实际生产产生很大的安全威胁。为了研究该油藏注气的可行性,在室内进行了氮气不同含氧量条件下注入过程、生产过程以及处理过程中的安全性评估实验,得到不同含氧条件下注氮气驱的评价效果。研究表明:在高温高压油藏内部,氧气不会因分子质量较大等原因发生沉积;含氧氮气在油藏内部会与原油发生氧化反应,氧气含量越高,氧化反应越强;氧化产生的CO2对油藏的抽提作用明显,会使油藏流体变稠,气油比降低。文中用化学法和作图法对产出气体的临界氧含量作出简单确定,化学法确定临界氧含量为12%左右,作图法为16%,考虑到安全系数等因素,建议实际生产过程中氧气含量应低于8%。     

吕梁矿区薄层灰岩突水判别研究

吕梁矿区某矿山西组煤层受奥陶系灰岩含水层和太原组灰岩含水层高承压水威胁,工作面回采时发生了底板突水.为了快速、准确判别突水水源类型,分析突水原因并制定合理的治理措施,采用灰色关联度法分析水质关联度,利用弹塑性理论计算了煤层采动后底板最大破坏深度,分析了隔水层厚度及岩性组合的隔水性能.分析结果表明,煤层底板隔水层厚度平均26m,且软岩所占比例达到62.18％,灰色关联度分析突水水源接近太原组灰岩水,底板最大破坏深度26.7m,距离煤壁22.4m,与实际突水点吻合,判断突水水源为太原组灰岩水.     

风浪模拟扰动下梅梁湾沉积物的实验研究

在太湖梅梁湾采取沉积物原状芯样,利用沉积物再悬浮振荡器,以100r/min的步长逐步增大隔栅的振荡频率使其在0-800r/min范围内振荡,进行0-0.53N/m2底部切应力条件下的沉积物悬浮模拟实验,揭示上覆水中悬浮颗粒物(SPM)、上覆水中可溶性磷(SRP)以及因扰动引起悬浮的颗粒物生物可利用磷(BAP)与切应力水平之间的关系。扰动实验结果表明:(1)上覆水中SPM的含量随切应力的增加而增大,呈现指数上升趋势,采样点沉积物的临界切应力为0.12N/m2。(2)扰动过程中,上覆水中的SRP含量随切应力增加而增大,悬浮颗粒物BAP的含量随切应力的增加而减小,且较大的切应力对SRP和BAP含量产生的影响程度明显大于较小的切应力。(3)上覆水中SRP的含量在临界切应力0.12N/m2后明显上升,悬浮颗粒物BAP的含量在临界切应力0.12N/m2时急剧下降,临界切应力对悬浮过程中营养盐磷的释放影响很大。     

基于MODIS数据反演江浙皖地区气溶胶光学厚度

气溶胶是气候变化和大气污染的重要影响因素。人们发现卫星遥感为大面积获取气溶胶光学厚度提供了手段,同时卫星遥感的气溶胶光学厚度弥补了地面观测空间覆盖不足的缺陷。文章首先介绍了使用暗像元法反演气溶胶光学厚度的算法和计算流程,利用传统的暗像元法和改进的暗像元法(即V5.2算法)反演江浙皖地区(29～33°N;116～120°E)气溶胶光学厚度的空间分布,并对两种算法所得结果进行比较与分析。结果表明:暗像元法基本可以反映出该区域气溶胶光学厚度的空间分布特点,尤其是在浓密植被区卫星反演得到的结果与(AERONET)太阳光度计的观测值基本相近。但是在城市地区,该算法得到的结果与观测值存在一定的偏差,有待于进一步改善。     

Critical flow-storm approach to total maximum daily load(TMDL) development: an analytical conceptual model

One of the key challenges in the total maximum daily load (TMDL) development process is how to define the critical condition for a receiving waterbody. The main concern in using a continuous simulation approach is the absence of any guarantee that the most critical condition will be captured during the selected representative hydrologic period, given the scarcity of long-term continuous data. The objectives of this paper are to clearly address the critical condition in the TMDL development process and to compare continuous and event-based approaches in defining critical condition during TMDL development for a waterbody impacted by both point and nonpoint source pollution. A practical, event-based critical flow-storm (CFS) approach was developed to explicitly addresses the critical condition as a combination of a low stream flow and a storm event of a selected magnitude, both having certain frequencies of occurrence. This paper illustrated the CFS concept and provided its theoretical basis using a derived analytical conceptual model. The CFS approach clearly defined a critical condition, obtained reasonable results and could be considered as an alternative method in TMDL development.