我国公路涎流冰病害调查及防治研究进展

随着我国交通基础设施建设的快速发展,寒区公路工程面临的病害问题也越来越多。公路涎流冰病害作为冻土区亟待解决的主要工程病害之一,逐渐引起科研和工程技术人员的重视。基于前人的研究基础,归纳总结了我国公路涎流冰病害的分布区域和特点,探讨了公路涎流冰的形成机理和主要影响因素,分析了公路涎流冰病害防治措施的现状。在此基础上展望了今后公路涎流冰理论和防治的研究方向：（1）开展季节性冻融作用下区域水文、地下水流动特征、溢流发生机理和孔隙水压力变化规律研究,进一步探究公路涎流冰的形成机理;（2）开展公路涎流冰野外综合观测和各种因素（气候、水文条件、人类工程活动等）对公路涎流冰影响程度的定量分析;（3）开展新型综合防治措施的应用研究,为我国公路涎流冰病害防治提供更为有效的工程对策。     

科学家称海冰消融加速北极增温

据英国《卫报》报道,相关研究已经确认,海冰消融会引发气温上升并形成恶性循环,而这一循环已经使得北极冰面消融速度超过预期。该研究分析显示,海冰面积的缩小对北极地区不正常的暖化负有责任,并再次强调,在北极地区,海冰消融和气温升高已经形成一个正相关的关系,这将进一步加速海冰消融和全球变暖。这一研究将重新引发关于北极地区已经超越一个关键临界点的话题,即海冰消融速度将会大大超过预期速度。大部分的预测表示,到2050年北极地区将会在夏季出现无冰现象,而有些研究模型则认为,北极冰面将会在十年内全部消失。     

并不遥远的神秘冰原——记中国北极科考

北极是一片神秘的白色地带,人,烟稀少,是格陵兰海的蓝色水域连接了它和世界。自人类涉足这片区域以来,就未曾停止对它的探索。在这样的探险活动中,中国人的脚步也未曾停止。2012年夏天,中国科学家们踏上了第五次北极科考的征程。     

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

冰中和水中四环素光降解动力学及其影响因素的比较

冰雪是一类重要且普遍的环境介质,而冰雪环境光化学是一门新兴的学科.在相同光照条件下比较冰中和水中有机污染物的光化学行为,有助于揭示冰雪光化学与水环境光化学之间的异同.本文以四环素（TC）为模型化合物,比较了模拟日光（λ>290 nm）照射下不同水体冰相和水相中TC的光降解动力学,研究了不同相中溶解性物质（腐殖酸（HA）、Cl^-、NO₃^-和Fe（III））对光降解的影响及作用机制,以揭示冰雪环境光化学和水环境光化学的异同.结果表明,冰中和水中TC光解遵循准一级反应动力学,纯水冰中表观光解量子产率为4.76×10^-3,高于纯水中表观光解量子产率（3.85×10^-3）.在不同水体中,冰相TC的光解快慢顺序为海水冰中 > 淡水冰中 > 纯水冰中,而在水相中光解快慢顺序与冰相不同,为淡水中 > 海水中 > 纯水中.通过考察主要溶解性物质对冰/水中TC光降解动力学的影响发现,无论是在冰相还是水相,Cl^-、HA、NO₃^-和Fe（III）均加快了TC的光降解,且促进作用随浓度的升高而增强.但在水相与冰相中每个因素促进的程度却存在差异,相对于水环境,冰中HA、NO₃^-、Fe（III）敏化作用较大,对TC光降解的促进作用较强;而冰中Cl^-对TC光解的促进作用较水相中弱.这些溶解性物质对TC光解的促进作用能够解释海水冰、淡水冰与海水、淡水中TC相对于纯水冰相/水相具有较强的光降解能力.进一步地,将实验数据外推到实际环境,在35°~50°N地区的仲冬季,冰雪表面和水体表层TC光化学降解的半减期分别为15.4~38.9 min和19.0~48.0 min,其不仅依赖于光解发生的纬度与季节,还受到反应基质（冰/水）的影响.以上结果揭示了冰中和水中TC光化学转化行为的异同,这对于准确评价寒冷环境中此类新型污染物的归趋具有重要意义.     

纤维素增稠体系改善高寒动车组转向架防冰液滞留性能的研究

本文使用纤维素增稠体系来改善高寒动车组转向架防冰液的滞留性能,通过实验室黏度试验、吹脱试验、剪切力试验和上车实际试用试验,证明经纤维素增稠体系大大增加了防冰液在转向架底部的滞留时间,使防冰液更符合我国高寒地区动车组交路长、车速快的实际情况。并研究了增稠后的防冰液对制动性能的影响,保证车辆的行驶安全。     

长江源区各拉丹冬峰雪冰中微粒季节变化及其环境意义

分析了长江源区各拉丹冬峰冰川区不同海拔采集的3个雪坑SP1、SP2和SP3样品中δ18O、不溶微粒数量浓度及主要离子浓度,以探讨本研究区域雪冰微粒含量变化及其来源.结果显示,不同粒径微粒含量变化趋势一致,3个雪坑中细微粒含量分别占总微粒的88%、78%、86%.中微粒分别占10%、19%、11%;不同粒径微粒数量浓度之间的相关系数均达0.9以上(置信度可达99%),具有良好的相关性.雪冰中不溶微粒浓度同Ca2 、Mg2 、SO2-4一样,具有明显的季节波动.非季风期微粒浓度要高于季风期2～4倍.3个雪坑非季风期微粒通量分别占一个年层雪冰中微粒总通量的73.6%、92.3%、97%,即初春季节沙尘暴对于各拉丹冬雪冰中微粒沉降贡献远大于夏.秋季节.结合NCAR/NCEP再分析资料.应用HYSPLIT-4模式模拟的不同季节5 d后向气团轨迹图表明,各拉丹冬峰冰川I区雪冰中不溶性微粒可能来源于中亚、南亚和青藏高原本身,其中影响最大的可能是青藏高原自身的沙尘源区,同时冰川区裸露基岩对雪冰中不溶微粒含量亦有贡献.     

近48a宁夏寒潮的变化特征及可能影响的成因初步分析

利用1961—2008年宁夏日温度及逐月北半球500 hPa环流特征量、北极涛动指数(AOI)和NCAR/NCEP再分析资料,对宁夏寒潮频次变化的气候特征进行了分析,并对影响其变化的可能原因进行了讨论,结果表明:宁夏寒潮活动各地差异较大,主要出现在春季;近48年,春秋季寒潮频次呈弱增加趋势,冬季呈弱减少趋势;寒潮频次与AOI、气温呈负相关,与西伯利亚高压、东亚冬季风强度及入侵中国的冷空气活动频次呈正相关,相关关系在秋冬季明显,春季不明显;在气候变暖的大背景下,从20世纪80年代末开始,随着AOI从负位相转为正位相,冬季西伯利亚高压和东亚冬季风强度的减弱使得宁夏地表温度持续升高,是宁夏冬季寒潮频次减少的可能原因;春季也有类似的变化,不同的是:20世纪80年代中期以前,西伯利亚高压对寒潮活动作用更显著,之后,随气温持续增暖,冷空气活动对寒潮频次的影响更明显;秋季,西伯利亚高压和冷空气活动对寒潮的影响更直接明显。研究还发现,进入21世纪后,随着全球持续增暖,北极涛动对西伯利亚高压和东亚冬季风的影响有所减弱。因此,北极涛动、西伯利亚高压、冷空气活动频次、东亚冬季风、气温这几者之间的相互反馈作用是宁夏寒潮频次变化的可能原因。     

中国第二次北极科学考察沿线气溶胶可溶性离子分布特征和来源

对2003年7月15～9月28日间中国第二次北极科学考察沿线所采集的气溶胶样品进行分析,获得了Na 、NH4 、K 、Mg2 、Ca2 、Cl-、MSA、SO2-4、NO3-、C2O2-4和CH3COO-11种离子的浓度.离子组成表明,气溶胶主要以海盐颗粒为主,其中(Na Cl-)的贡献平均为60.2%;其次为硫酸盐.根据因子分析,11种离子归为4个因子,解释方差为83.7%.因子1包括Na 、nss-Mg2 、nss-Ca2 、Cl-和nss-SO2-4,代表陆地和海洋混合源,解释方差为41.2%;因子2包括NH 4、nss-K 和NO3-,来源于化石燃料燃烧和生物质燃烧所释放的二次污染物,解释方差为18.9%;因子3只有MSA,来源于海洋表层浮游植物排放的二甲基硫(DMS)的氧化,解释方差为11.9%;因子4包括CH3COO-和C2O2-4,主要来源于高纬度的北温带北部森林大火,解释方差为11.6%.     

南通地区冰后期泥沙沉积量和环境变化的初步研究

南通地区位于长江三角洲北翼,其冰后期的环境变化以最大海侵时期为界,之前为海侵期,表现为海水入侵,陆地面积减少。之后海面趋于稳定,长江泥沙在河口地区持续沉积的作用下,表现为南通地区的逐渐成陆过程。利用收集的84个分布于南通地区及附近的钻孔剖面资料,将其按不同厚度的沉积相进行整理,结合前人研究成果,根据不同的数据基础运用IDW（Inverse Distance Weighted）插值对南通地区冰后期沉积厚度分布和环境变化过程分别进行了初步研究。结果表明：南通地区古河谷区是冰后期主要的泥沙沉积区,沉积物厚度、体积和重量大于北翼地区,北翼前缘沉积要大于后缘。冰后期古河谷区沉积泥沙4 8922×108 t,北翼地区沉积泥沙1 0453×108 t,二者之比约为47〖DK〗∶10,泥沙沉积强度之比约2〖DK〗∶1。从冰后期海侵初期到最大海侵时期,再到南通成陆的晚期,南通地区水域面积比例先由622%上升到95%,再缩减到331%,陆地面积比例先由378%缩减到5%,而后又上升至669%。尽管钻孔资料可以为南通地区有历史记载之前的时期提供宏观的环境变化框架,但由于钻孔资料在测年数据及沉积相的划分方面分辨率较低,在表现南通地区历史时期的环境变化方面存在不足,需要结合考古、文物等历史资料和土壤分布等自然地理信息进行更为详细的研究