检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学 2023年第3期47卷 786-804页

作者：龚琬丁周玉淑钟珊珊沈新勇李小凡邓国南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴院重点实验室(LACS) 北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 浙江大学地球科学学院杭州310027 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

对2020年7月22日山东半岛一次极端暴雨天气过程开展观测分析,并利用中尺度模式WRF对此次局地降水过程进行了高分辨率数值模拟,对暴雨过程进行了天气背景和中尺度降雨的诊断。WRF模式较好地再现了此次极端暴雨过程,结果表明:此次极端暴... 详细信息

对2020年7月22日山东半岛一次极端暴雨天气过程开展观测分析,并利用中尺度模式WRF对此次局地降水过程进行了高分辨率数值模拟,对暴雨过程进行了天气背景和中尺度降雨的诊断。WRF模式较好地再现了此次极端暴雨过程,结果表明:此次极端暴雨过程短时降水强度大且局地性强,在时空上具有明显中尺度特征。降水发生在北抬副热带高压与华北低涡底部之间的西南气流中,强低涡与低空急流是影响此次降水的重要天气系统。西南急流为本次暴雨过程极端水汽的主要输送载体;在弱高空辐散场下,从地表延伸至500 hPa高空的深厚低涡是造成本次暴雨的主要影响因子,其时空演变特征与中尺度云团变化一致,与暴雨的发生直接相关。低涡、低空急流和副高之间的相互作用使低涡加强发展,低涡南部有暖湿气流入流,北部有干冷气流流入,比湿梯度基本呈现为自南向北递减分布,是典型的伴有低空急流的中尺度低涡流场分布;低涡辐合及其与副热带高压边缘强风速带的共同作用,导致强垂直运动发展并维持,是造成本次山东半岛极端暴雨的重要原因。

关键词：山东半岛极端暴雨中尺度低涡低空急流发展演变过程

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基于机器学习算法的热带气旋灾害县级直接经济损失等级评估:以福建省为例

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热带地理 2024年第6期44卷 1064-1078页

作者：邵婧妍方伟华北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

为了探索机器学习模型在热带气旋灾害损失评估中的作用,基于2009—2020年福建省县级热带气旋灾害损失数据,分别采用LightGBM(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)、随机森林(Random Forest,RF)、极限梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、BP神经网络(Back-Propagation Neural Network,BP)等5种算法,优化了直接经济损失等级评估模型参数,并用不同的热带气旋事件进行验证。结果表明:基于LightGBM算法性能最佳,其准确率、精确率、召回率和F1分数(精确率和召回率的调和平均值)均在79%以上,具有较好的泛化能力;最大小时降雨量、3 s极值风速是最重要的2个致灾指标,固定资本存量是比GDP更重要的指标;通过4种登陆点/路径和2种风雨强度的热带气旋事件的对比,发现评估结果与实际结果较为一致,模型具有较好的适用性。

关键词：热带气旋直接经济损失损失评估机器学习评估指标福建省

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林火对云南松林地表可燃物负荷量及区域碳排放量的影响

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生态学杂志 2024年第2期43卷 325-332页

作者：索奥丽杜建华高钰王忆文陈锋刘晓东北京林业大学森林资源生态系统过程北京市重点实验室北京100083 应急管理部森林防火预警监测信息中心北京100054 森林草原火灾风险防控应急管理部重点实验室北京100083

云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据。本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中... 详细信息

云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据。本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中度、重度)和对照(未火烧)样地,分析不同火烧强度下地表可燃物负荷量的变化以及地表可燃物负荷量与环境因子之间的相关关系,通过乔木层、凋落物层及地表有机质层可燃物负荷量损失程度计算可燃物燃烧效率,进而计算不同组分可燃物的碳排放量。结果表明:(1)不同火烧强度下云南松林各类型地表可燃物负荷量均存在显著差异(P<0.05),地表可燃物总负荷量具体表现为:重度火烧(50.94 t·hm^(-2))>对照样地(41.08 t·hm^(-2))>中度火烧(37.40 t·hm^(-2))>轻度火烧(28.83 t·hm^(-2));(2)冗余分析结果表明,林分因子中,烧死木百分比、熏黑高度与树高的比值对灌木和草本可燃物负荷量的解释量较大;地形因子中,坡向对地表可燃物负荷量的解释量大于坡度和海拔;(3)云南松林乔木层、凋落物层、地表有机质层可燃物碳排放量在不同火烧强度样地间均存在显著差异(P<0.05),碳排放量分别为23451.30、8322.86、5244.74 t,此次森林火灾碳排放量为37018.90 t。

关键词：火烧强度云南松可燃物负荷量碳排放量冗余分析

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净零排放对中国大气二氧化碳浓度的影响——基于GEOS-Chem模型的理想模拟

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中国科学:地球科学 2025年第3期55卷 892-907页

作者：谭景烨王军毛慧琴王恒茂刘志强王美蓉阎然王训梅江飞南京大学地球关键物质循环前沿科学中心国际地球系统科学研究所南京210023 南京大学地理与海洋科学学院江苏省地理信息科学与技术重点实验室自然资源部陆地卫星遥感应用重点实验室南京210023 生态环境部卫星环境应用中心北京100094 重庆市气象科学研究所中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室气象灾害教育部重点实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 西藏自治区气象局墨脱大气水分循环西藏自治区野外科学观测研究站日喀则和墨脱国家气象观测台拉萨850000

大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO_(2)浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO_(2)浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GE... 详细信息

大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO_(2)浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO_(2)浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GEOS-Chem进行了2015~2019年的一系列理想模拟.与碳观测卫星(OCO-2)的CO_(2)柱浓度(XCO_(2))及ObsPack地面CO测量数据对比发现,GEOS-Chem模型能有效再现CO_(2)的时空变化,模型在中国区域内对OCO-2 XCO_(2)的均方根误差(RMSE)为1.51ppm(R^(2)=0.89),对WLG站地面CO_(2)浓度的RMSE为2.65ppm(R^(2)=0.75)此外,与中国XCO_(2)在正常排放情况下2.83ppm a^(-1)的上升趋势相比,中国的净零CO_(2)排放使XCO_(2)的上升趋势减缓至1.81ppm a^(-1),下降幅度约为35.89%.同时,XCO_(2)的季节循环振幅(SCA)从(7.39±0.81)ppm降至(6.75±0.70)ppm,相对下降9.91%.从空间分布上,净零CO_(2)排放在华北和华南地区引起了XCO_(2)趋势的显著下降,而对SCA的影响则主要在华北和东北地区.此外,理想试验显示,化石燃料CO_(2)零排放使XCO_(2)的线性趋势降低了40.81%,而缺少陆地CO_(2)汇则使SCA显著减少16.61%.地面CO_(2)浓度的趋势和SCA对净零CO_(2)排放的响应与XCO_(2)相似,但表现出更高的敏感性.总体而言,本研究强调了中国“碳中和”目标在缓解全球变暖中的潜力,并指出全球各国需加强合作,共同应对气候变化.

关键词： XCO_(2) GEOS-Chem 碳中和净零排放地表CO_(2)浓度

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浅埋隧道开挖扰动下含空洞地层位移响应解析

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第3期54卷 1109-1120页

作者：孙凡文张顶立方黄城北京交通大学土木建筑工程学院城市地下工程教育部重点实验室北京100044

针对非圆形地层空洞问题,提出一种全新的基于几何边界拆分的子域分解方法。该方法将含空洞的浅埋隧道多连通区域以几何边界为单位分解成1个半无限域与若干个含孔洞的无限域,并结合Schwarz交替法建立适用于含非圆形空洞地层位移响应分析... 详细信息

针对非圆形地层空洞问题,提出一种全新的基于几何边界拆分的子域分解方法。该方法将含空洞的浅埋隧道多连通区域以几何边界为单位分解成1个半无限域与若干个含孔洞的无限域,并结合Schwarz交替法建立适用于含非圆形空洞地层位移响应分析的一般性解析方法。通过与数值模拟的计算结果相对比,验证本文方法的精确性。最后,利用本文方法对含非圆形空洞地层的地表变形响应进行系统性参数分析。研究结果表明:(1)非圆形空洞对地表沉降的影响较圆形空洞更为显著,其主要因素来源于空洞的高跨比而非空洞形状本身,随着空洞高跨比的减小,空洞对地层沉降影响愈加明显。(2)在不同空洞姿态的工况中,椭圆形空洞长轴处于水平状态时对地表沉降的影响最为显著;(3)空洞与隧道之间的距离大于4倍洞径时,对地层沉降造成的影响可以忽略不计。

关键词：浅埋隧道非圆形孔洞子域分解法复变函数理论 Schwarz交替法

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PCCP断丝破坏规律Ⅱ:数值模拟研究

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水利学报 2024年第1期55卷 48-59,70页

作者：窦铁生董晓农牛文龙李炎隆宁靖华黎康平中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 西安理工大学北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 中国电建集团山东电力管道工程有限公司山东济南250117

目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)断丝的数值模拟要么整圈删除断丝,要么将断丝的预应力损失范围假设为固定值,无法依据砂浆损伤程度来判断断丝预应力损失范围是否扩展。本文通过抽象分析砂浆、预应力... 详细信息

目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)断丝的数值模拟要么整圈删除断丝,要么将断丝的预应力损失范围假设为固定值,无法依据砂浆损伤程度来判断断丝预应力损失范围是否扩展。本文通过抽象分析砂浆、预应力钢丝和管芯混凝土之间的两两相互作用机制,引入弹簧单元、内聚力模型和塑性损伤模型,提出了管芯混凝土预压应力施加、任意位置钢丝割断和断丝预应力损失范围扩展的全过程模拟方法,明确了调控断丝预应力损失范围的初始大小、扩展时机和扩展幅度的关键参数。基于原型试验建立了恒定内压下集中和离散断丝的数值模型,从内压加载到断丝破坏的全过程角度验证了新模拟方法的合理性,揭示了管芯的预应力损失和破坏规律,使实际工程中各种三维断点分布的模拟成为可能,可为更精准地预测和评估断丝PCCP结构性能提供新手段。

关键词： PCCP 集中断丝离散断丝数值模拟方法预应力损失破坏

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白洋淀流域水域空间格局变化及维持机制

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地理科学 2024年第6期44卷 1102-1110页

作者：李苗周家亮杨薇严登华刘强梁丽乔王烜李春晖北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境学院教育部水沙科学重点实验室北京100875 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室北京100101

本文基于VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,还原了白洋淀天然入淀径流量(即不受大坝干扰情境),结合实际入淀水量的组成,探究了白洋淀入淀径流量衰减过程、淀区水量维持变化以及流域陆地水储量的响应。研究结果表明:(1)白洋... 详细信息

本文基于VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,还原了白洋淀天然入淀径流量(即不受大坝干扰情境),结合实际入淀水量的组成,探究了白洋淀入淀径流量衰减过程、淀区水量维持变化以及流域陆地水储量的响应。研究结果表明:(1)白洋淀年均总入淀水量在天然状况下为23.79×10^(8)m^(3),实际仅为8.59×10^(8)m^(3),且总入淀水量呈减少趋势,2000年后流域内外调水成为入淀水量的重要组成部分;(2)模拟天然状况中,上游径流量能够维持淀区耗水量,在实际状况中,1960―1979年径流量基本能满足淀区耗水量需求,1980―1997年淀区出现长时间水量赤字,1998―2016年淀区耗水主要靠上游水库、黄河等流域内外调水补给;(3)白洋淀流域陆地水储量显著下降,西南流域下降趋势大于东北流域。白洋淀流域水资源减少,淀区来水与耗水失衡,且过度依赖人工调配水,增加了白洋淀流域水资源应对未来气候变化的不确定性。尤其在雄安新区建设背景下,实现淀区水生态保护与恢复目标面临更多挑战。

关键词： VIC水文模型河流径流量陆地水储量变化雄安新区白洋淀流域

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GRIST单柱模式及其在评估两套物理方案包中的应用

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气象学报 2024年第6期82卷 789-800页

作者：张萌李晓涵陈湉茹张祎航天宏图信息技术股份有限公司2035未来实验室北京100195 清华大学地球系统数值模拟教育部重点实验室/地球系统科学系北京100084 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

介绍了面向全球-区域一体化预测系统(GRIST)发展的单柱模式(GRIST_SCM)。GRIST_SCM通过将三维大气动力简化为一维计算,实现对大气柱内物理过程的独立测试和评估。基于GRIST_SCM,考察了面向天气预测应用的物理参数化包(PhysW)和面向气候... 详细信息

介绍了面向全球-区域一体化预测系统(GRIST)发展的单柱模式(GRIST_SCM)。GRIST_SCM通过将三维大气动力简化为一维计算,实现对大气柱内物理过程的独立测试和评估。基于GRIST_SCM,考察了面向天气预测应用的物理参数化包(PhysW)和面向气候模拟及气候变化预估的物理参数化包(PhysC)在刻画云降水过程时的物理过程间相互作用。基于热带暖池国际云试验,展示了两套物理参数化包对一次深对流过程的模拟性能。PhysW和PhysC都形成了与观测总体一致的云和降水演变趋势。区别在于:PhysC对降水事件生消的捕捉能力弱于PhysW,其原因是深对流触发过于频繁,产生持续弱对流降水;PhysW形成的暖云量少于观测和PhysC,主要原因是深对流对低层水汽的垂直输送较强,使得基于环境相对湿度诊断的大尺度凝结过程以蒸发为主。GRIST_SCM详细展示了两种物理参数化包对于云降水过程的刻画能力及其差异背后的物理机制。由于PhysW对流参数化能更好地捕捉降水生消过程,因此PhysW表现出比PhysC更好的降水模拟能力,而PhysC模拟的云量分布和云生消过程与观测更接近,因此展现出优于PhysW的云过程模拟能力。

关键词：单柱模式物理参数化云和降水过程模拟

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准东煤燃烧过程中钠迁移转化机制研究进展

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洁净煤技术 2023年第10期29卷 27-53页

作者：马瑞魏博范卫东姚强谭厚章姚洪朱权乌晓江孔成栋马小晶新疆大学电气工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 新疆大学碳基能源资源化学与利用省部共建国家重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 新疆大学化工学院新疆维吾尔自治区煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 清华大学热学与动力工程教育部重点实验室北京100084 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 新疆大学化工学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830049 四川大学化学工程学院四川成都610065

近年来,中国西部准噶尔盆地发现的大量低阶准东煤田引起广泛关注。准东煤田是中国目前发现的最大整装煤田,已探明储量3 900多亿t,足够供应中国近100 a的煤炭消耗。准东煤具有低灰、低硫、反应活性好、储量大、易开采等特点,是未来煤化... 详细信息

近年来,中国西部准噶尔盆地发现的大量低阶准东煤田引起广泛关注。准东煤田是中国目前发现的最大整装煤田,已探明储量3 900多亿t,足够供应中国近100 a的煤炭消耗。准东煤具有低灰、低硫、反应活性好、储量大、易开采等特点,是未来煤化工、火力发电的优质燃料。然而准东煤中含有大量碱金属钠,钠在燃烧过程中极易挥发,致使锅炉受热面极易发生沾污、结渣等问题,特别是氯化钠和硫酸钠的迁移会引起一系列灰相关的问题,严重制约了准东煤的大规模、高效清洁利用。综述了准东煤的分布及煤质特征,以及钠的赋存形态及测量方法,详细探讨了钠的内部、外部转化机理,以及煤中无机元素如硅铝酸盐、氯、钙、钾等对钠转化的影响,总结了反应条件如温度、压力、反应气氛、颗粒尺度、添加剂对钠迁移特性的影响。尽管已进行了试验、热平衡计算、模拟等多项研究,但准东煤碱金属释放及迁移引起的灰相关问题仍未从根本上得到解决,对其原因的了解还不够全面,重点回顾研究进展,揭示其形成原因。

关键词：准东煤钠燃烧迁移转化

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区域应力场与岩质滑坡的关系:以2022年泸定M_(s)6.8级地震区为例

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地球科学 2025年第1期50卷 299-310页

作者：孔维林伍纯昊崔鹏张亦凡李渝生中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟中国科学院重点实验室北京100101 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国‒巴基斯坦地球科学研究中心中国科学院‒巴基斯坦高等教育委员会巴基斯坦伊斯兰堡453204 中国科学院大学北京100049

地球表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的地质灾害都与区域应力场密切相关.然而,区域应力场与滑坡密度或规模的定量化关系认识尚不明确.基于考虑断层和地形影响的高分辨率三维应力场模型,结合岩体结构损伤数据,分析了2022年9月5日泸... 详细信息

地球表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的地质灾害都与区域应力场密切相关.然而,区域应力场与滑坡密度或规模的定量化关系认识尚不明确.基于考虑断层和地形影响的高分辨率三维应力场模型,结合岩体结构损伤数据,分析了2022年9月5日泸定M_(s)6.8级地震前后发生的岩质滑坡规模和面密度与不同应力参数的关系.结果表明,最大剪应力与岩质滑坡的面积上限和面密度之间存在显著正相关关系,最大剪应力高值区与地震前后岩质滑坡的空间分布高度吻合,90%以上的岩质滑坡所在区域的最大剪应力最小值为6.95MPa.受地形与断层扰动的应力场控制了岩体结构面的发育,为岩质滑坡的形成创造了必要的物质条件.本研究强调了岩质滑坡的发生不仅仅是由随机因素触发的简单过程,而是一个受地应力、地形和地质结构影响的复杂过程.

关键词：应力场最大剪应力断层岩质滑坡岩体损伤灾害地质

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