烟气羽流时空混沌行为的耦合映象格子模型研究

为研究烟气羽流的时空混沌行为,本文从烟气羽流的N-S动量方程出发,根据浮力羽流的半经验公式,对方程中相应的项进行替代、化简,然后无量纲化,得到了以烟气羽流的动量通量m为系统状态矢量的单向耦合映象格子模型.计算了不同参数变化时,耦合周期窗口的时空行为发展,并且进行了李雅普诺夫指数λ计算.分析表明,开放系统中的烟气羽流会出现形态的多重性,包括时空混沌行为.这是由于烟气羽流系统内各种非线性作用的相互影响,也就是方程粘性项、浮力项和惯性项作用强弱对比的变化,以及系统行为发展的不可逆性所导致.     

1951~2014年中国北方地区气温突变与变暖停滞的时空变异性

基于1951~2014年中国北方及周边地区357个气象站点平均最低气温、平均气温和平均最高气温年（月）数据,采用M~K检验等方法,分析了中国北方地区3类气温突变和变暖停滞特征的时空变异性.结果表明：研究区3类气温整体突变年（1978~1999年、1981~2002年、1981~2005年）、分布广泛的普遍突变年（1988年、1989年、1997年）及范围（3a）均依次变晚.整体上,突变年随纬度降低变晚,东北突变早于西北和华北地区.变暖停滞集中于1998和2007年及其前后,3类气温亦依次变晚（1994~2007年、1995~2009年、1998~2010年）,由黄河流域中段向其他方向越来越晚.突变至变暖停滞周期整体随纬度降低缩短（3~30a）,突变越早周期越长.西北地区突变与变暖停滞前后各时段均值温差最大（2.4℃）,温差在1℃左右站点分布最广泛.各时段升（降）温速率整体依次在0.01℃/10a、0.05℃/10a、-0.03℃/10a左右站点分布最广泛,突变后升温最快（0.02~0.16℃/10a）,且西北地区对升温贡献最大,变暖停滞后东北地区对降温贡献最大,2时段按平均最低气温、平均最高气温、平均气温顺序升（降）温速率递减.3类气温波动程度减弱,整体随纬度降低.高纬度、高海拔和山地地区突变和变暖停滞较周边地区偏早或偏晚,特征值较大.整个北方地区3类气温突变、变暖停滞、突变与变暖停滞时间及各时段特征值各自具有自身一致性的普遍规律.     

太湖西岸水体污染物时空分布及解析

采用聚类分析、主成分分析及相关分析方法解析2015年太湖西岸入湖河流水质污染的时空分布特征及影响该区域水质的主要驱动因子。研究结果表明:时间上按污染程度将全年聚类为时段I(12月、1—3月)、时段II(11月、4—5月)和时段III(6—10月)3类;根据11项水质指标主成分分析提取3个主成分,可以解释75.49%的结果;时段I、时段II和时段III水质污染状况依次降低,空间上总体呈现出太湖西岸北部向南部递减的趋势;NH3-N、TN、Chl-a和SD是影响该水域水质的主要驱动因子。     

Case Study Comparing Multiple Irrigated Land Datasets in Arizona and Colorado,USA

While there are currently a number of irrigated land datasets available for the western United States (U.S.), there is uncertainty regarding in how they relate to each other. To help understand the characteristics of available irrigated datasets, we compared (1) the Cropland Data Layer (CDL), (2) Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Irrigated Agriculture Dataset (IAD), (3) Digitized Irrigated Land (DIL), and (4) Consumptive Use for Irrigation (CUI) data in Arizona and Colorado, U.S. These datasets were derived from multiple sources at various spatial resolutions and temporal scales. We found spatial and temporal trends among all of them. The datasets showed decreases in irrigated land area in Arizona during the 2000–2010 time period. The change ranges and ratios were similar in all Arizona datasets. Irrigated land in Colorado decreased in DIL and CUI but increased in IAD and CDL. The agreement within the same type of dataset during different time periods was from 60% to 80% (R² from 0.35 to 0.72) in Arizona and from 50% to 80% (R² from 0.23 to 0.68) in Colorado. DIL had the highest agreement (80%) in both states. The agreement among different datasets acquired at approximately the same time frame ranged from 51% to 63% (R² from 0.14 to 0.31) in Arizona and from 47% to 69% (R² from 0.32 to 0.40) in Colorado. The results from this study support a greater understanding of the multiresolution and multitemporal nature of these datasets for various applications.     

中国交通运输碳排放强度时空交互特征及跃迁机制

采取多种空间分析的方法,对2002～2020年交通运输业碳排放强度的时空交互特征进行剖析,通过得到的时空跃迁类型与面板分位数模型进行嵌套来探究其跃迁机制,最后根据不同的跃迁机制引入地理探测器模型来考察影响交通运输业碳排放强度的不同因素之间的交互作用效应.结果表明: ①中国30个省区的交通运输业碳排放强度整体呈波动下降态势,在空间上的聚集水平也相对稳定.②ESTDA的时空交互特征表明,西北地区和周边邻接空间单位的关系不稳定,变化和波动较大.而东部沿海城市等经济发达地区已经形成了成熟的交通运输网络,因此局部空间格局也相对稳定,但仍有部分地区存在时空竞争性.③交通运输业碳排放强度时空跃迁可分为4类驱动或制约模式（人口-经济-城镇化制约模式;人口-经济-城镇化-设施制约模式;技术-消费-产业驱动模式和技术-产业-规制驱动模式）.大部分省份受低分位制约和高分位驱动两种模式的影响,仅有少部分省份受高分位制约和低分位驱动的作用影响,且绝大多数属于西北或西南地区.④根据得出的交通运输业碳排放强度跃迁机制进一步引入地理探测器模型,注重多因子的协调发展,加强区域间协同治理.     

河南省人类活动净磷输入的时空变化与影响参数

为探究河南省人类活动净磷输入状况,基于河南省18个省辖市(县辖市)行政单元统计数据,利用人类活动净磷输入量(NAPI)模型,核算河南省1990、1995、2000、2005、2010、2015和2019年人类活动净磷输入量.结果表明:在时间尺度上,1990～2015年河南省NAPI整体呈升高趋势,2015～2019年略...     

河北省近年地闪特征分析

利用河北省电力部门提供的2003年1月至2007年12月5年的地闪定位资料,对河北省地闪活动的时空分布进行了分析。结果表明:河北省地闪高密度区主要位于太行山中南部的迎风坡、燕山东部迎风坡以及平原的局部地区。地闪高密度区的分布,大部分与山脉峡谷地带、山脉迎风坡、地面水源丰富区及铁矿区较为对应;河北省的地闪活动呈现出明显的月季变化和日变化。地闪活动主要发生在4-10月,其中以6-8月最为频繁。地闪的月、季变化与副热带高压脊线位置的月季变化密切相关。河北省地闪活动的峰值出现在15-17时,谷值出现在10-11时。     

东北地区玉米低温冷害规律研究

以东北地区10 km×10 km的气象要素插值资料以及作物发育期资料为基础,通过计算每个网格点上热量指数和热量指数临界值,得到每个网格点上低温冷害指标值。在此基础上对低温冷害指标进行经验正交分解和小波分析,得到其时空变化规律及多时间尺度特征。玉米冷害3个空间分布型时间系数的分析表明,东北地区玉米低温冷害存在如下规律:第1模态在1971-1992年,呈现准8 a的周期变化规律,第2模态没有呈现很好的周期性规律,第3模态在1963-1974年,呈现准2a的周期变化规律。热量指数变异系数低值区主要分布在平原地区,中值区和高值区主要分布在大兴安岭、小兴安岭、长白山地区以及吉林省白城市沙地,山地和沙地的变异系数要高于平原地区。     

东北地区植被时空演变及影响因素分析

基于2000~2020年MODIS NDVI遥感数据,辅以气象数据和土地利用数据,通过小波分析、Sen+Mann-Kendall趋势分析、Hurst指数、偏相关分析及残差分析法,以不同地形地貌为单元,对不同周期阶段下东北地区植被时空演变特征及其对气候变化和人类活动的响应机制进行深入解析.结果表明:时间上,21a间东北地区植被NDVI呈速率为0.0308/10a(P<0.001)的上升趋势,以16a第一主周期下10a左右的周期变化最为稳定;空间上,东北地区植被NDVI整体处于较高水平,但空间分异明显,呈“西南低东北高”的格局.各周期阶段均为NDVI改善面积大于退化面积且改善范围不断扩增.NDVI未来变化趋势主旋律为持续改善,占总面积的63.56%;响应机制上,东北地区植被NDVI受气候变化与人类活动共同影响.2000~2020年NDVI与气温、降水和相对湿度呈正相关,与日照时数呈负相关,其中降水对NDVI的影响作用最强,且随周期演替以降水为主导气候因子的面积显著递增.各周期阶段人类活动对NDVI变化均以正向促进为主,林业工程实施是植被状况改善的关键,而建设用地扩张是植被减少的主要原因.     

过水性湖泊水质长期演变趋势及驱动因素：以骆马湖为例

过水性湖泊——骆马湖是南水北调东线工程的重要调蓄湖泊,具有防洪抗旱、饮用水供给和生态维护等多种功能.为了解骆马湖水质演变及驱动因素,基于2009～2020年长序列逐月实测数据,结合1996～2008年历史资料,分析了骆马湖总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和氨氮(NH⁺₄-N)等指标的长期演变、季节动态和空间格局,探究了气象和水文因子对湖泊水质的影响机制.结果表明,近25年来,骆马湖水质总体处于Ⅳ～劣Ⅴ类.ρ(TN)变化明显(1.06～3.49 mg·L^-1),历经波动下降(1996～2002年)、显著的年际波动(2002～2015年)和显著上升(2015～2020年)这3个阶段,是骆马湖的主要污染因子.高锰酸盐指数显著下降(2.97～6.38 mg·L^-1),ρ(TP)和ρ(NH⁺₄-N)波动相对较小,分别介于0.024～0.076 mg·L^-1和0.11～0.69 mg·L^-1. 2017～2020年夏...