基于改进XGBoost算法的船舶事故风险与类型预测

为科学合理地对船舶进行安全管理,就船舶安全问题的特点,建立带有海洋气象特征的事故数据集。针对数据类别不均衡问题,在比较多种机器学习算法后,用具有代价敏感的损失函数改进XGBoost算法求解。结果表明：改进后的模型AUC值和预测正确率有了明显提高,可达0.708 5和81.51%。相比于其他方法,模型的可解释更高,能更好地揭示风险因素与船舶风险之间的交互关系。最后,对提取到的载重吨、航行海域和船员数等重要风险因素进行偏依赖关系分析,针对性地提出管理意见并通过实例加以说明,为航运公司及海事局等相关组织提供决策参考。     

三江源地区极端气候事件演变事实及其成因探究

利用三江源地区14个气象台站1962-2005年逐日气温、降水资料分析了该地区冷暖干湿极端气候事件的演变规律，探讨了其变化成因。研究表明：近44a来三江源地区气温等级由冷向暖转变，极端高温事件频繁发生，而极端低温事件则逐年减少，致使气温不断向着更高的均值状态持续增暖；尽管降水量干湿变化不甚显著，但降水的极端状况即严重干旱或暴雨事件均呈减少趋势，降水量的变化趋于稳定，降水变率减小；地形对极端气温、降水事件频次变幅的空间分布均有着较为显著的影响，且对后者的影响更为显著；高原季风、厄尔尼诺事件及高原积雪等因子的年际振荡是三江源地区极端气候事件发生频次波动的主要原因。     

半干旱区土壤微生物呼吸对极端降水的响应

了解土壤微生物呼吸对极端降水的响应对深入理解全球变暖趋势下降水格局的改变对土壤碳循环的影响具有重要意义.于2015年雨季(7~9月)在长武农田生态系统国家野外站,模拟了3种雨季降水量(最高600 mm;平均300 mm;最低150 mm)条件下两种降水形式(每次10 mm:P_(10),每次150 mm:P_(150)).利用土壤碳通量测量系统(Li-COR,Lincoln,NE,USA)监测不同降水条件下土壤微生物呼吸速率及其土壤水分、温度的变化.相同次降水量条件下,土壤微生物呼吸波动因雨季降水量变化而不同.P_(150)较P_(10)波动剧烈,600 mm降水量下土壤微生物呼吸变异系数分别为36%和33%;300 mm降水量下为28%和22%,150 mm降水量下依次为43%和29%.与P_(10)相比,P_(150)土壤微生物呼吸累积量在600 mm降水量下降低20%;但150 mm降水量下增加22%,300 mm降水量下二者无显著差异.土壤累积呼吸量与水分胁迫时间长短呈显著负相关(R2=0.75).全球变暖趋势下极端性降水事件增加对土壤微生物呼吸的影响不容忽视.     

基于高频监测的千岛湖湖心藻类时空变化研究

为探究亚热带深水水库藻类时空变化特征,在千岛湖(新安江水库)湖心区布设藻类荧光分析仪(BBE FluoroProbe)浮标,对该区域藻类门类的剖面变化进行为期1年的高频观测.结果表明：在夏季暴雨之后的高温晴热期(7月底至8月底),水库藻类总量出现峰值;不同门藻类的数量峰值出现时间有差异,硅藻门、甲藻门的藻类数量峰值出现在4月底至7月下旬,蓝藻门和绿藻门藻类数量峰值出现在6月中旬至9月初;不同门藻类在垂向上出现数量峰值的深度也不同,绿藻门藻类数量的垂向峰值出现在1 m左右的表层,而蓝藻门、硅藻门、甲藻门的垂向数量峰值出现在3～5 m的次表层.统计分析发现,温度、总磷浓度和光照强度与湖心区藻类细胞密度时空变化显著相关.暴雨过程会对藻类群落结构变化产生两方面影响：一方面会降低温度和光照强度,抑制藻类生长;另一方面会带来大量的营养盐,刺激藻类生长.研究显示：藻类荧光分析仪等高频监测浮标能高效捕捉藻类水华等关键水生态风险过程,能为湖库水源地水质风险提供预警信息;在极端天气事件发生频率增加的气候背景下,应加强对灾害性藻类异常增殖问题的关注.     

1960-2009年石羊河流域气候变化及极端干湿事件演变特征

利用石羊河流域4个气象站1960-2009年逐日气象资料,应用FAO Penman-Monteith模型、相关分析等方法分析石羊河流域气候变化特点。结果表明:①1960-2009年气温、降水及湿润指数均在波动中呈较明显的增加趋势,气温、降水和湿润指数变化倾向率分别为0.338 ℃/10 a、4.791 mm/10 a 和0.006/10 a, 1960年代-2000年代石羊河流域经历了相对冷干-冷湿-暖湿3个阶段,暖湿化趋势明显;②冬季是暖湿化趋势最明显的季节,其次是秋季;③从上游向中下游多年平均湿润指数逐渐减少,湿润指数离散程度由小变大,湿润化速度由快变慢,而增温速度大体上存在逐渐增加的趋势;④1960-2009年石羊河流域极端干旱事件频率在波动中呈减少趋势,极端湿润事件频率却在波动中呈增加趋势,1960年代和1970年代是石羊河流域极端干旱事件持续频发的年代,上中下游不同地区极端干湿事件持续频发的时间存在差异。降水和风速是影响极端干湿事件变化的主要气象因子。在全球变暖背景下,石羊河流域干旱的气候环境有一定的改善。     

陶瓷微滤膜深度处理炼油污水二级出水的效能及膜清洗研究

建立了炼油污水二级生化出水的陶瓷微滤膜深度处理系统,当膜孔径为0.2 mm、操作压力为0.12 MPa时,该系统对CODCr和SS的去除率分别达到79%以上和87%以上,出水达到生活杂用水水质标准.自动高压气体(0.5 MPa)反冲洗可有效地提高膜通量;反应系统中加入Al2(SO4)3絮凝剂(50 mg/(L d))与不加入时相比,可使膜通量提高近80%;采用NaOH、HNO3、NaClO溶液和家用洗涤灵进行化学清洗时,HNO3和NaClO先后使用的复合清洗方法效率最高.     

中国北方地区50年来最高和最低气温变化及其影响

最高和最低温度的变化对农业和环境的影响比平均温度更加重要。自20世纪50年代以来,中国北方最高和最低温度变化的特点是:最低温度升温速率大于最高温度的升温速率;冬季升温速率大于夏季;偏北(纬度较高)地区的升温速率大于偏南(纬度较低)地区。黄淮海和西北区,夏季最高气温呈下降趋势。对最高和最低温度变化作突变性检验,年平均最高气温变化的突变点发生于1992年,年平均最低温度变化的突变点发生于1981年。最低温度明显升高的年份远远早于最高气温,这说明最低气温的变化比最高气温变化敏感,中国北方气候变暖主要来自于最低温度升高的贡献。自20世纪80年代气候变暖以来,中国北方喜温作物种植面积扩大,作物种植北界向北推移。     

1961—2007年黄土高原极端降水事件的时空变化分析

极端降水事件会引起严重的灾害事件,其变化趋势需要进行详尽的评估。基于50个站点1961—2007年日降水数据,定义极端降水事件及衡量指标后,使用M ann-Kendall法评估了黄土高原极端降水事件的空间分布和时间变化特征。结果表明,极端降水事件的空间分布具有东南—西北方向的梯度变化特征,降水量、强度和年最大日降水量均从东南向西北递减,而严重干旱事件从东南向西北递增。多数站点极端降水事件的各指标都具有单一趋势,但各指标具显著性趋势的站点数差异很大。约40%的站点极端降水频率具有显著降低趋势;约30%的站点极端降水量的减少趋势和严重干旱频率的增加趋势具有显著性;约10%的站点极端降水强度的上升趋势和年最大日降水量的下降趋势显著。     

历史传染病疫情的环境与气候特征初探及对新冠肺炎疫情的思考

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情的暴发与流行对人类社会安全造成严重危害,同时也考验着世界各国公共卫生系统应对大型突发性传染病的防控能力.对历史传染病疫情暴发和流行的环境与气候特征进行总结,对于新冠肺炎疫情的科学研究及防控具有重要的参考价值.结果表明:①历史上人际传播的冠状病毒科、正粘病毒科传染病多暴发于北半球亚热带季风气候地区及冬春季节,而黄病毒科传染病多暴发在热带地区及高温多雨的夏秋季节.②全球变暖和极端天气催生影响传染病的暴发及传播.③人类对生态系统平衡的影响,迫使病毒宿主栖息地迁移和不同病毒宿主聚集,增加病毒变异概率和传染病暴发风险.在此基础上,提出了对新冠肺炎疫情的思考,认为适宜的气候因素可能利于疫情的暴发与流行,而热带国家疫情的暴发则说明需要重新审视气候、环境条件及生态因素对新型冠状病毒的影响.研究结果将为新冠肺炎疫情的防控和未来传染病疫情的预测及阻断提供参考和借鉴.      

湘江流域洪涝灾害与降水的关系

洪涝灾害是中国最为严重的自然灾害之一,给湘江流域（位于长江中下游）带来了众多的人员伤亡与巨大的经济损失,成为该区域可持续发展的严重障碍。以4—8月份总降水量和大雨强度（日降水量大于25mm）以上降水的频次为指标,分析了湘江流域近50年（1951—1998年）的降水与灾害严重程度的关系。研究表明：（1）湘江流域洪涝灾害程度在1981年前后发生了突变,呈现出显著上升趋势;根据其年代际波动特征可分为3个阶段：即1951—1965年的波动加剧阶段,1965—1973年的波动减轻阶段以及1973—1998年的波动加剧阶段;（2）近50年来湘江流域4—8月份总降水量和大雨强度以上降水频次没有明显的趋势变化,但其存在年代际尺度上的波动,可分为4段：即1951—1967年的波动减少阶段,1967—1977年的波动增加阶段,1977—1992年的波动减少阶段以及1992—1998年的波动增加阶段;（3）自每年4月1日开始,每5天统计一次该时段内的大雨强度以上总降水量,结果表明,自1980年以来,大雨强度以上降雨在时间上有向5、6月份集中的趋势;（4）随着社会经济财富的增加,洪涝灾害在加剧,人类对洪涝适应性对策（包括消极的经济欠发展行动和积极的兴修水利策略）在一定程度上可以缓解洪涝灾害。