检索结果-内蒙古大学图书馆

水利与建筑工程学报 2020年第2期18卷 176-183页

作者：张小玲王晓丽杜修力许成顺北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

基于流固双向耦合原理,在离散元软件PFC3D基础上使用DEM(离散元)与CFD(计算流体动力学)耦合模块,考虑流体高速渗流时的流体压力梯度力对流固耦合过程的影响,建立了土颗粒与流体双向耦合作用下的细观数值模拟力学模型,针对渗流发生和发... 详细信息

基于流固双向耦合原理,在离散元软件PFC3D基础上使用DEM(离散元)与CFD(计算流体动力学)耦合模块,考虑流体高速渗流时的流体压力梯度力对流固耦合过程的影响,建立了土颗粒与流体双向耦合作用下的细观数值模拟力学模型,针对渗流发生和发展过程中土体力学性能和水力性质进行了研究,从而定性地揭示了地表塌陷过程的演化规律与灾变机理。结果表明,流体高速渗流时,流体压力梯度力数值大于拖曳力,且土颗粒半径越大,流体压力梯度力越大;地表塌陷过程中土体塌陷模式呈圆锥形变化。

关键词：双向耦合渗流颗粒流离散元-计算流体动力学

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压砂地土壤水热盐耦合迁移机制及调控研究

压砂地土壤水热盐耦合迁移机制及调控研究

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作者：赵文举张继义范严伟侯慧敏崔珍于平盛杰苏宇包志为兰州理工大学

①课题来源与背景本课题来源于《国家自然科学基金》项目。在我国西北干旱地区,土壤的无效蒸发是影响土壤水分利用效率的重要因素。砂石覆盖、秸秆覆盖和地膜覆盖等是农业生产中常用的旱作覆盖节水方式,具有减少蒸发、增温保墒、减... 详细信息

标准号: 2400162447

①课题来源与背景本课题来源于《国家自然科学基金》项目。在我国西北干旱地区,土壤的无效蒸发是影响土壤水分利用效率的重要因素。砂石覆盖、秸秆覆盖和地膜覆盖等是农业生产中常用的旱作覆盖节水方式,具有减少蒸发、增温保墒、减少土壤侵蚀、抑制地表返盐、减少病虫害和杂草、促进作物生长,提高作物品质等作用。因此,研究地面覆盖对发展节水农业具有十分重要的意义。压砂地是我国西北旱区劳动人民为了生存与自然抗争,经过长期生产实践不断总结创新而形成的以砂石覆盖免耕为核心的保护性耕作方法。大量研究表明,压砂作为一种广泛应用于农业领域的技术,具有增加降水入渗、减少水分蒸发、改善土壤温度、抑制盐碱、改良土壤、减少风力水力侵蚀、保护环境等作用。同时,在砂石资源丰富的地区,覆盖砂石操作简便,简单易行。然而,土壤表面压砂是砂砾石在土体中的再分布过程,影响土壤孔隙,减小土壤过水断面,增加孔隙弯曲度,同时易产生大孔隙,由于砾石层破坏了土体连续性,使得土壤水热盐迁移过程比均质土壤更为复杂,砂石覆盖对土壤的影响机制尚有许多不明之处。因此,深入研究砂石覆盖条件下土壤水分、盐分和热量耦合迁移机制,对扩大砂石覆盖在西北干旱地区的推广应用、大力发展旱作节水农业和建设美丽乡村具有重要的意义和研究价值。 ②技术原理及性能指标通过室内实验和野外大田试验,基于经典统计和地统计方法,研究了压砂地土壤水分特征曲线参数的空间变异性,提出了一种利用土壤水分特征参数空间变化规律推断土壤水力特性的方法;基于三维空间分布图、平均相对偏差、时间稳定性系数等方法,研究了压砂地土壤水分的时间稳定性特征及空间变异规律,指出采用代表性测点监测土壤水分含量的方法是可行的,为合理布设野外土壤水盐的采样方法提供了参考依据;基于地统计学和克里格插值等方法,研究了压砂地枣园土壤水分、盐分的变异性,构建了土壤水分、盐分随深度变化的预测模型。通过室内模拟实验,研究了覆砂与无覆砂条件下土壤表层混掺0、0.1、0.2和0.5%保水剂对土壤水分入渗过程的影响,混掺0.5、1.5、2.5和4.5%生物炭对土壤水分入渗和蒸发的影响,建立了土壤水分Kostiakov入渗模型和土壤水分Black蒸发模型;研究了覆盖砂条件下土壤表面混掺0、0.1、0.2、0.5和1.0%高吸水性聚合物对土壤水分入渗的影响,率定出0.2%的效果最佳。通过数值模拟,基于反距离加权法、协同克里格法和自回归滑动平均模型,研究了压砂地枣园土壤盐分时空变化,指出反距离加权法是预测土壤盐分时空变化适宜的方法;基于VADOSE/W研究了1、3、5、6、8、10、15和20cm砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发和土壤温度的影响,发现5cm的蓄水保温效果最佳;基于HYDRUS-2D,在构建不同水土温度土壤水热运移数值模型的基础上,研究了滴灌条件下水温与土温对覆砂土壤水热运移规律的影响,以及不同灌溉水量、不同灌溉次数下土壤水盐、水热的变化规律,确定出灌水量2250m3/hm2是新砂地和中砂地的适宜的节水控盐灌溉定额,3500m3/hm2是老砂地适宜的节水控盐灌溉定额。 ③技术的创造性与先进性本项目将传统砂石覆盖保护性耕作方法与现代节水滴灌技术相结合,以压砂后农田土壤水分、热量、盐分的变化为出发点,采用理论分析、数值模拟及实验研究相结合的方法,阐明了压砂地土壤水热盐时空分布特征及迁移规律,探究了压砂地滴灌土壤水热盐调控机制,并借助数字图像法,从微观结构上进行压砂地土壤水热盐耦合迁移机理研究与突破是本项目的主要创新点。该研究成果不仅为压砂地农业水热盐调控、降水资源有效涵养和利用、促进旱作农业生产提供理论依据和科学指导,而且填补了压砂地土壤水分时空变异机制与土壤特性相关性的研究空白。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性在本项目的资助下,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,厘清了压砂地土壤水分、盐分时空变异规律,阐明了压砂地土壤水热盐时空分布特征、迁移规律,明晰了压砂地土壤水盐、水热耦合迁移机理,并在构建不同水土温度土壤水热运移数值模型的基础上,提出了压砂地适宜的节水控盐灌溉制度。该研究成果对促进旱作节水农业的可持续发展具有重要的现实意义。 ⑤应用情况及存在的问题通过本项目的资助,在理清压砂地土壤水热盐耦合迁移机制的基础上,指导农户进行了压砂地西瓜、红枣、枸杞、小麦和胡麻的种植,开展了200亩的技术推广应用,促进了当地经济社会的发展,改善了农民的生活水平,提高了当地的农业生产力。 ⑥历年获奖情况课题负责人长期从事节水灌溉理论及土壤水热盐动态的研究,主持完成的项目有国家自然科学基金、教育部协同育人项目、甘肃省省政府决策咨询委员会重点研究课题、甘肃省省委组织部陇原青年人才项目和甘肃省教育厅课题等10余项纵向课题,

关键词：土壤水分利用耕作方法节水灌溉理论

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基于蒙特卡洛和BIM的CRTSⅢ型板式无砟轨道铺设工期仿真

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第7期50卷 1655-1661页

作者：王卫东雷晓鸣杜香刚王继军贺小刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081 中国铁路设计集团有限公司天津300142

以高速铁路1榀32m标准简支梁上的CRTSⅢ型轨道板铺设为对象,开展铺板工艺过程及工期的三维仿真模拟研究。根据32m简支梁上CRTSⅢ型板铺设工艺,将铺设过程分解为16道工序,并在京沈(北京-沈阳)高铁施工现场获取每道工序的持续时间样本各10... 详细信息

以高速铁路1榀32m标准简支梁上的CRTSⅢ型轨道板铺设为对象,开展铺板工艺过程及工期的三维仿真模拟研究。根据32m简支梁上CRTSⅢ型板铺设工艺,将铺设过程分解为16道工序,并在京沈(北京-沈阳)高铁施工现场获取每道工序的持续时间样本各100组,拟合确定各道工序持续时间的概率分布。基于双代号时标网络计划图,应用Revit软件,以蒙特卡洛方法开展工序工期和铺板总工期仿真模拟并建立对施工过程进行动态演示的轨道板铺设BIM模型,确定1榀32m简支梁上CRTSⅢ型板铺设总工期的概率分布。研究结果表明:应用Revit软件建立具有模拟工期信息的轨道板铺设BIM模型,能形象展示工期仿真结果,实现CRTSⅢ型板铺设进度和施工质量档案的可视化管理。

关键词： CRTSⅢ型板工程进度网络计划蒙特卡洛模拟建筑信息模型

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利用多介质环境逸度模型比较典型抗生素磺胺甲唑和恩诺沙星在水产养殖中的环境归趋

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生态与农村环境学报 2021年第8期37卷 1059-1065页

作者：单祥保方龙香施羽露邢路畅裘丽萍胡庚东宋超陈家长南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心江苏无锡214081 农业农村部水产品质量安全环境因子风险评估实验室(无锡) 江苏无锡214081 农业农村部水产品质量安全控制重点实验室北京100141

磺胺甲唑和恩诺沙星是我国水产养殖过程中2种常用的抗生素,但两者在罗非鱼养殖环境中的归趋行为尚不明确。以NY 5071-2002《渔用药物使用准则》和SC/T 1083-2007《恩诺沙星水产养殖使用规范》为依据,通过野外养殖研究2种药物在罗非鱼... 详细信息

磺胺甲唑和恩诺沙星是我国水产养殖过程中2种常用的抗生素,但两者在罗非鱼养殖环境中的归趋行为尚不明确。以NY 5071-2002《渔用药物使用准则》和SC/T 1083-2007《恩诺沙星水产养殖使用规范》为依据,通过野外养殖研究2种药物在罗非鱼养殖环境中的分配规律,应用多介质环境逸度模型模拟药物在养殖环境中的归趋行为。预测结果显示,磺胺甲唑在养殖水体、鱼体、沉积物中的分布占比分别为92.10%、7.28%、0.60%;恩诺沙星在养殖水体、鱼体、沉积物中的分布占比分别为64.10%、35.50%、0.44%。实际磺胺甲唑在养殖水体和鱼体中的分布占比分别为74.87%、2.66%(肌肉1.03%、肝脏1.10%和肠道内容物0.53%),底泥样本未检出;恩诺沙星在鱼体中的分布占比为36.29%(肌肉33.35%、肝脏1.62%和肠道内容物1.32%),养殖水体和底泥样本均未检出。磺胺甲唑在养殖水体、肌肉、肝脏和肠道内容物中代谢至初始水平[水体(2.5±0.9)ng·mL^(-1)、肌肉(2.7±0.1)ng·g^(-1)、肝脏(37.0±9.3)ng·g^(-1)、肠道(21.5±5.4)ng·g^(-1)]分别需要32.5、36.0、13.1和20.4 d;恩诺沙星在肝脏和肠道内容物中代谢至初始水平[肌肉(8.1±2.0)ng·g^(-1)、肝脏(4.5±0.3)ng·g^(-1)、肠道(31.7±2.7)ng·g^(-1)]分别需要5.7和10.3 d,但在肌肉中并未消除[残余含量(55.7±4.9)ng·g^(-1)]。建议磺胺甲唑休药期应不少于36 d,恩诺沙星休药期应不少于20 d。该研究对保护渔业生态环境、保障罗非鱼水产品的质量安全具有重要意义。

关键词：磺胺甲唑恩诺沙星罗非鱼多介质环境逸度模型归趋

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H_2O_2改性对聚丙烯腈原丝化学结构的影响

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复合材料学报 2019年第1期36卷 85-95页

作者：赵雅娴武帅康宸刘倓徐樑华北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

为节省预氧化进程的能耗和时间并优化聚丙烯腈(PAN)预氧纤维的性能,用H_2O_2改性PAN原丝,使其提前环化。采用FTIR、XPS等方法表征不同处理温度获得的未改性和改性PAN原丝。结果表明:H_2O_2水溶液在60℃改性PAN原丝时,H_2O_2可引发氰基环... 详细信息

为节省预氧化进程的能耗和时间并优化聚丙烯腈(PAN)预氧纤维的性能,用H_2O_2改性PAN原丝,使其提前环化。采用FTIR、XPS等方法表征不同处理温度获得的未改性和改性PAN原丝。结果表明:H_2O_2水溶液在60℃改性PAN原丝时,H_2O_2可引发氰基环化,末端环发生亚胺、烯胺互变异构,由此出现亚氰基、类芳香伯胺;改性温度越高,改性PAN原丝的亚氰基含量、共轭程度越大。在模拟稳定化过程中,改性PAN原丝的类芳香伯胺可在较低温度下引发相邻氰基环化。使用氨水(NH3·H2O)作为助剂获得改性PAN原丝,与未改性PAN原丝经历相同的预氧化进程,改性后的PAN原丝能在较短时间内达到适合的预氧化程度,且PAN预氧纤维径向结构的均匀性被改善,由此获得热稳定性更高的PAN预氧纤维。

关键词：聚丙烯腈原丝 H2O2 改性氮结构环化反应径向结构

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基于SWAT模型模拟乌江三岔河生态系统产流服务及其空间变异

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地理学报 2018年第7期73卷 1268-1282页

作者：侯文娟高江波戴尔阜彭韬吴绍洪王欢中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002 普定喀斯特生态系统观测研究站贵州普定562100

产流是生态系统水源涵养服务的重要内容,也是保水固土等服务的关键驱动。脆弱的喀斯特生态系统叠加人类活动的影响引起生态退化,在此背景下亟需深刻理解喀斯特地区产流服务空间格局及其影响因子。选择典型的喀斯特峰丛洼地流域,基于率... 详细信息

产流是生态系统水源涵养服务的重要内容,也是保水固土等服务的关键驱动。脆弱的喀斯特生态系统叠加人类活动的影响引起生态退化,在此背景下亟需深刻理解喀斯特地区产流服务空间格局及其影响因子。选择典型的喀斯特峰丛洼地流域,基于率定校准的SWAT水文模型,对喀斯特流域产流服务(包括地表、地下以及总径流量)进行模拟,并结合空间梯度分析和局部回归模型,剖析不同服务变量的空间变异特征。结果表明:研究区产流量空间分异规律明显,总径流系数约为70.0%;地表径流整体处于较低水平,地下径流量丰富(约为地表径流量的2~3倍)。地形因子对喀斯特流域产流服务具有宏观控制作用,随海拔和坡度升高,总径流量、地下径流量显著增加;植被分布特征对地表径流有重要影响,在上游林地和下游园地分布区存在空间差异,在植被因素的影响下随坡度的增加呈现转折性的变化趋势。此外,空间叠加分析表明林地总径流及地下径流最大:一方面是由于森林生态系统更强的土壤水分涵养能力以及水分快速入渗的地质背景特征;另一方面反映了地表覆盖与地形特征的复合效应,即林地大多分布在相对海拔和坡度较大之处。本文有助于推进喀斯特生态系统服务研究领域的发展与创新,并为生态恢复建设提供科技支撑。

关键词：产流服务 SWAT模型空间变异影响因子喀斯特

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河塘沟渠氮磷生源物质滞留过程调控及潜力提升技术研究

河塘沟渠氮磷生源物质滞留过程调控及潜力提升技术研究

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作者：李如忠王晓辉吴用金菊良张浏刘丽林保国陈奕涵何祥亮傅扬许大强刘超陆兆合肥工业大学

①课题来源与背景农业面源是氮磷污染负荷的重要来源。由过量的氮磷营养输入导致的地表水污染和水体富营养化,已成为困扰我国乃至全球大多数国家和地区的重要生态环境问题。作为农业面源污染物的初级受纳水体,河塘沟渠是氮磷等生源物... 详细信息

标准号: 2400010452

①课题来源与背景农业面源是氮磷污染负荷的重要来源。由过量的氮磷营养输入导致的地表水污染和水体富营养化,已成为困扰我国乃至全球大多数国家和地区的重要生态环境问题。作为农业面源污染物的初级受纳水体,河塘沟渠是氮磷等生源物质汇集和传输的重要通道,也是滞留和转化的重要场所。由于数目庞大、分布广泛,河塘沟渠水系统可以有效减少汇流区氮磷污染负荷向下游水体的传输,对调控和改善下游水体水质发挥着重要作用。因此,合理开发和利用河塘沟渠生源物质滞留功能具有重要的环境生态意义。近年来,党中央提出了长江、黄河流域生态环境大保护的国家发展战略,并通过立法形式推动长江、黄河流域生态环境的健康发展。毫无疑问,在流域生态环境保护大背景下,为统筹推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理,全面提升流域水环境质量,有必要就源头地区河塘沟渠水系统氮磷滞留调控和提升的技术方法,开展系统深入的研究。课题依托安徽省重点研究与开发计划(项目编号：202004i07020005),面向源头小河流水系统,开展了河塘沟渠氮磷生源物质滞留过程调控与潜力提升技术研究,创新提出了氮磷滞留潜力提升的多种技术方法,为有效提升农业面源污染过程阻控效果、推动城乡水生态文明建设提供了技术支持。 ②技术原理及性能指标课题以河塘沟渠氮磷滞留潜力调控和提升为目标,采用“工程措施-示踪实验-模型模拟”相结合的技术手段,开展技术研发和效果检验,验证技术方法的有效性。首先,提出氮磷滞留潜力调控和提升的可能技术方案;然后,在选定的实验河段,针对提出的调控方案,着手开展工程措施改造和技术验证。在营养盐添加示踪实验和水环境模型模拟基础上,估算了调控技术的营养螺旋指标和营养盐通量,通过与对照情形相关指标的比较,检验不同调控措施的氮磷滞留潜力调控和提升效果,验证了调控和提升技术的有效性,据此提出具有普适性的河塘沟渠氮磷滞留潜力调控与提升技术。大量实证表明,提出的调控技术措施可以将河塘沟渠氮磷滞留能力提升15%～20%左右,甚至更高。 ③技术的创造性与先进性基于小河流野外现场实验,从河塘沟渠暂态存储机制角度,解析河塘沟渠氮磷生源物质滞留机制和特征。利用深潭地貌结构重塑、河床粗糙度改造、丁坝群结构设置等影响暂态存储潜力的调控行为,创新提出了河塘沟渠氮磷滞留潜力调控与提升的技术方法,丰富和发展了面源污染过程阻控技术。由于所提出的创新技术根植于真实的河塘沟渠水体,直接面对实际水体开展调控技术的检验和验证,避免了室内装置仿真模拟研究手段可能带来的理想与现实的脱节,因而相关检验和验证结果的说服力强。总体上,所提出的技术方法具有操作简单,实施方便,成本低廉的特点,易于为人们所接受。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性相关技术融汇了环境科学、生态水工学原理,主要从影响氮磷生源物质滞留的水动力条件入手开展工程方案设计,不会引来新的物种和有毒有害化学物质,不会提高生态环境风险水平,安全性毋庸置疑。尽管一些技术措施在水利工程、城市景观建设等方面也有不同程度的应用,但彼此的应用目的和功能却并不相同。鉴于所研发的各项技术还可以作为水生态水环境修复、水景观建设的技术措施,因而通用性和实用性较强,技术的成熟度较高。 ⑤应用情况及存在的问题; 在技术研发过程中,注重理论与实践的结合,除了直接在野外河塘沟渠水体开展人工调控操纵并利用现场示踪实验进行验证外,还通过与安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院有关研发团队合作,及时将部分理论和技术成果试用于皖北某大型野外试验区农田排水沟渠改造和生态化建设,有效削减了农业面源氮磷流失负荷,发挥了良好的生态环境效益,验证了所研发技术的有效性和应用价值。今后在技术的有效推广应用方面,还需要不断深入探索。 ⑥历年获奖情况鉴于所研发技术的新颖性和实用性,计划近年与相关单位开展深度合作,并通过大量的实践应用,力争将一部分创新性成果应用于联合申报安徽省科技进步奖或相关行业科技进步奖项。

关键词：地表水污染治理流域生态环境保护水生态文明建设

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地浸井场外围含水层砂岩对铀的吸附行为

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环境科学学报 2020年第11期40卷 3958-3963页

作者：杨冰惠淑君郭华明连国玺武旭阳孙娟中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中核第四研究设计工程有限公司石家庄050021

天然含水层介质对铀的吸附是地下水铀天然衰减的决定因素.然而,人们对天然含水层砂岩吸附铀行为的认识相当有限.因此,本文采用静态实验及数值模拟相结合的方法研究了地浸井场外围砂岩对铀的吸附行为,探究了天然砂岩对溶液中铀的吸附动... 详细信息

天然含水层介质对铀的吸附是地下水铀天然衰减的决定因素.然而,人们对天然含水层砂岩吸附铀行为的认识相当有限.因此,本文采用静态实验及数值模拟相结合的方法研究了地浸井场外围砂岩对铀的吸附行为,探究了天然砂岩对溶液中铀的吸附动力学和等温吸附特征,研究了铀初始浓度、pH、其他离子种类与浓度对铀吸附的影响.结果表明,准二级动力学方程与Freundlich等温吸附模型可以更好地表征砂岩对铀的吸附行为;随着溶液中铀初始浓度的增大,砂岩对水溶液中铀的吸附量增大,吸附率减小;在初始pH=3时,铀的吸附率达到最大,为77%;砂岩对溶液中铀的吸附率会随反应体系中Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO-3等离子浓度的升高而下降,4种共存离子对该吸附过程抑制能力的顺序为:SO42-

关键词：地下水砂岩铀吸附动力学等温吸附

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北极重要海峡海冰密集度时空变化呈现异质性

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遥感技术与应用 2019年第6期34卷 1162-1172页

作者：张天媛黄季夏曹云锋王利孙宇晗杨林生北京林业大学教育部森林培育与保护重点实验室室北京100083 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 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101

在全球变暖背景下,北极海冰的面积与厚度正逐渐减小,为北极通航提供了可能,而重要海峡的冰情直接影响到北极航道的开通。以东北航道和西北航道上14个重要海峡近35年的海冰密集度为研究对象,利用核K-means方法进行时空聚类,通过经验模态... 详细信息

在全球变暖背景下,北极海冰的面积与厚度正逐渐减小,为北极通航提供了可能,而重要海峡的冰情直接影响到北极航道的开通。以东北航道和西北航道上14个重要海峡近35年的海冰密集度为研究对象,利用核K-means方法进行时空聚类,通过经验模态分解模型研究不同聚类模式下的时间序列趋势,探究冰情变化异质性,结果如下:①各海峡海冰密集度呈3种聚类结果,同一聚类结果中海峡的密集度变化具有较强一致性,不同聚类结果之间差异较大,海冰密集度低的海峡全部位于东北航道。②全年尺度中除白令海峡和德米特里拉普捷夫海峡之外,其他海峡海冰密集度呈下降趋势。呈上升趋势的两个海峡均为海冰密集度低的海峡。③夏季融冰期尺度中各海峡海冰密集度变化趋势类型多样,除单纯的上升、下降趋势外,还出现了包括“U”形曲线在内的各种波动型趋势。

关键词：北极海冰密集度重要海峡经验模态分解核K-means聚类

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天气发生器MulGETS和k-NN对区域历史气象场特征重现能力的比较

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中国农业气象 2019年第6期40卷 341-349页

作者：周凌峰孟耀斌逯超伍甘霖张东妮宋昊政吴丹北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室/北京师范大学应急管理部/教育部减灾与应急管理研究院/北京师范大学地理科学学部北京100875 湖南浏阳市水文水资源局浏阳410300

传统单站点天气发生器未考虑不同站点气象变量间的空间相关性,导致其在区域影响评价中的应用受到限制,而多站点天气发生器可以克服单站点天气发生器的缺点,近年来得到迅速发展。评估和验证多站点天气发生器对区域历史气象场特征的重现... 详细信息

传统单站点天气发生器未考虑不同站点气象变量间的空间相关性,导致其在区域影响评价中的应用受到限制,而多站点天气发生器可以克服单站点天气发生器的缺点,近年来得到迅速发展。评估和验证多站点天气发生器对区域历史气象场特征的重现能力是开展影响评价的前提和基础。为此,本研究选取MulGETS(参数型)和k-NN(非参数型)发生器为代表模型,利用湘江流域12个气象站点1981-2010年日序列降水量、最高气温、最低气温资料,通过均值、标准差、偏度、极值、空间相关系数、空间连接度和自相关系数等指标的对比,评估了MulGETS和k-NN模型的优缺点及适用性。结果表明:MulGETS和k-NN模型均较好地再现了原气象场的均值、标准差和偏度,k-NN表现稍好于MulGETS。同时k-NN相比MulGETS在保持气象要素空间相关性上具有优势,特别是降水量的空间间歇性。由于算法本身的限制,k-NN无法模拟出超出历史数据范围的极值,而MulGETS具备一定的极值模拟能力。此外,MulGETS和k-NN在重现原始日尺度降水量的自相关性上均存在不足。总体来看,两个模型各具优势和不足,MulGETS更适于极端气象事件模拟,而k-NN可以更好地体现原始气象场的空间差异,实际使用时应根据不同的研究目的选择合适的模型。

关键词：多站点天气发生器模型比较湘江流域

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