城市火灾自组织临界性判断及大火灾损失极值分析

结合相关统计方法, 对城市火灾在空间尺度(损失规模)上及时间尺度上的分布特点进行了分析, 发现城市火灾在空间尺度上具有幂律分布特征, 而在时间尺度上具有指数分布特征. 根据自组织临界性的判断准则, 认为城市火灾并不具有严格的自组织临界性特征. 另外, 根据城市火灾空间尺度上的幂律分布特征, 运用极值统计方法, 建立了城市火灾发生概率与其规模尺度的相关性模型, 并以合肥市为案例进行了分析, 预测了合肥市未来重特大火灾可能的发生概率.     

根据卫星观测的城市用地变化估算中国1980～2009年城市热岛效应

1980～2009年是中国城市化发展的显著时期,也是气温上升剧烈的时期.本文基于卫星观测的城市土地利用数据,分析了1980～2009年中国城市化对地表观测气温的影响.城市用地指标采用1980～2005年的城市用地扩张量(ΔU),根据该指标将全国气象站点分为3类:(C1)站点周围城市化剧烈;(C2)站点周围城市化较明显;(C3)站点周围城市化微弱.结果表明C1类城市以中国的直辖市和省会城市为主,C2类城市以地级市为主,C3类城市以县城为主.鉴于C3类城市的ΔU很小,因此认为其温度可能受城市用地变化的影响不显著.如果三类城市受全球变暖的影响类似,则C1类或C2类城市的增温减去C3类城市的增温就可能在较大程度上去除全球变暖的影响,而突出城市化对局地温度的贡献.结果表明,C1类城市化对局地温度的影响为0.258℃/10a,占总增温幅度的41%;C2类对局地温度的影响为0.099℃/10a,占总增温幅度的21%.在全国尺度上,城市用地变化的影响为0.27℃/30a或0.09℃/10a,占总增温幅度的20%,且冬季高于夏季.由于C3类城市可能并非完全不受城市化影响,因此,这里计算得到的可能是城市化影响的最低值,实际影响可能略高于该值.此外,土地利用变化只是研究城市热岛效应的一个途径,但是这个指标比人口数量、夜晚光亮度等指标更直接地反映了地理环境的变化.     

基于潮位校正的中国潮间带遥感监测及变化

潮间带位于海洋和陆地的过渡地带,在生物多样性保护、社会经济发展以及全球环境变化等方面具有重要价值.由于潮汐的动态性,潮间带的卫星遥感监测存在很大挑战,迄今为止还没有完整的全国滨海潮间带的相应数据.本文综合遥感与地理信息系统方法,利用1995和2015年覆盖全国滨海的156景LandsatTM/OLI卫星影像,反演了中国滨海潮间带的时空分布,并基于高分辨率影像,目视解译了潮间带开发的土地利用类型.在此基础上分析了中国潮间带变化的时空特征和潮间带变化的驱动力因素.结果表明:(1)2015年中国潮间带总面积约为14070 km~2,其中潮间带分布面积最多的为福建省(18%),其次是辽宁省(15%)、山东省(14%)、江苏省(12%)和广东省(11%);面积最小的是海南省(2%).(2)1995～2015年全国潮间带面积净减少了1375km~2,减少约8.9%.全国不同省市潮间带面积表现了增加与减少不同的趋势,其中潮间带面积减少最多的是浙江省,面积减少为1189km~2;江苏省潮间带面积由1995年的全国第1缩减为第4.而福建省潮间带增加最多,达453km~2.(3)潮间带被开发利用的趋势持续增强. 1995年中国沿海潮间带被开发占用的面积为3490 km~2,到2015年达到4581 km~2.潮间带开发利用类型由农业用海为主(41.8%)转变为围海养殖;城镇建设占用比例也达13%.同时围垦中(在建/未知用途)的潮间带面积持续增长,由1995年的18.1%增长为29%.(4)人为和自然两种因素叠加的"挤压效应"造成了我国潮间带面积的减少.经济发展和滨海生态环境保护的矛盾依然表现突出.     

利用非常规资料对城市强暴雨的中尺度分析与模拟研究

利用国家"973"项目获取的特殊加密观测资料, 包括自动气象站雨量资料、风廓线仪资料、多普勒雷达图像资料、GMS5卫星云图资料和NCEP再分析资料, 采用诊断分析与数值模拟相结合的研究方法, 对2001年8月5～6日上海城区出现的1949年以来最强一次降雨过程进行了中尺度分析与模拟研究. 目的是了解造成此次城市暴雨灾害的热带气旋内中尺度系统的发展演变特征和将较高时空密度的非常规观测资料用于高分辨率MM5中尺度数值模式, 对于有效地预报城市灾害性暴雨的可行性、必要性. 研究揭示出 (1)此次暴雨是由登陆热带低压内发生发展的一系列中尺度对流云团所致, 具有时空尺度小的特征; (2)热带低压在入海前的重新加强为这场暴雨的发生提供了有利的环境条件; (3)热带低压与其内中尺度云团间可能存在相互作用; (4)及时、准确地充分运用各种观测资料对于有效地监测、预测出此类城市暴雨灾害具有重要意义; (5)局地风速的增强和风向的转变是暴雨中尺度系统的触发机制, 而充沛的水汽输送、聚集的对流有效位能为暴雨中尺度系统发生发展提供了必要的物理机制.     

二氧化碳的时空变化规律与影响因素分析

利用大气本地站数据验证了2010～2015年温室气体观测卫星(Greenhouse Gases Observing SATellite, GOSAT)二氧化碳L4B浓度数据,分析了二氧化碳浓度时空分布及其变化特征,结合总初级生产力数据和人类二氧化碳排放数据,分析了二氧化碳空间特征变化的影响因素.结果表明:(1) GOSATL4B级数据与地面实测数据的相关系数均在0.95以上,具有较高的精度和稳定性.(2)二氧化碳在不同气压高度上空间分布特征差异较大,近地面二氧化碳浓度波动幅度最大且有明显的空间差异性特性,全球有4个高值中心,分别为东亚、西欧、美国东海岸,以及非洲中部地区;北半球近地面的二氧化碳浓度整体高于南半球,南半球的变化幅度相对较小且变化趋势与北半球相反.(3)研究期间二氧化碳浓度呈现明显增长趋势,二氧化碳浓度随季节变化规律明显.(4)东亚地区样区二氧化碳浓度的变化与初级生产力具有明显的负相关关系,充分证明了陆地生态系统重要的碳汇作用;而与人类活动导致的二氧化碳排放呈显著正相关,说明了人类活动是二氧化碳增加的重要因素.     

一类平面E3的极限环

当p=q=r=s=0时,(1)式为文献[1]的二次微分系统的I类方程,并已证明:对于任意的a,l,n,I类方程至多有一个极限环;当l=m=n=0时,(1)式为文献[2]研究的平面三次系统,并利用二次型理论,Poincare-Bendixson定理,Levinson-Smith定理得出一系列结论.本文在更大的参数范围内得到(1)式存在极限环的充分条件.作地形系.当n~2 4s<0时,(3)式是一族包围原点的闭曲线;当n~2 4s≥0时,(3)式以P为分界线,当C>φ(k)时,λ(x,y)=c是一条围绕原点且包含Γ于其内部的闭曲线,当C<φ(k)时,λ(x.y)=c是由两个互不相交(可能重合)闭分枝组成,分别位于Γ内部.借助Poincar(?)-Bendixso定理和无穷远的方     

2010年3月19日沙尘暴期间甘肃民勤地区近地表的湍流性质

首次给出沙尘暴期间近地面8, 16, 32和47 m四个高度50 Hz的三个方向风场长达12 h的实时同步记录. 测量结果发现: (1) 47 m以下各个高度处的平均垂向风速都一直表现出很大的正值, 说明在沙尘暴期间存在着显著的上升气流; (2) 近地面8 m处的垂向风速始终大于16 m和32 m处的值, 说明近地面风场的对流运动更为强烈; (3) 在沙尘暴水平风速达到最大时, 近地面8 m处垂向风速有所降低, 但其标准差则达到最大, 表明在沙尘暴风速最大时近地表风场的对流有所减弱, 但风场的脉动强度却明显加强, 由此更容易引起地表沙尘的上扬. 分析结果还表明, 此次沙尘暴期间各高度的水平和垂向的标准差均随来流风速的增大而增大, 而侧向风速的标准差则基本上不随来流风速的增大变化. 将计算得到的20 min水平、垂向和侧向的脉动风速的偏度和峰度的值平均后的结果表明, 水平、垂向和侧向风速的脉动特征有着明显的差异, 并且它们的脉动特征随高度的变化而不同, 这也表明了进行近地面多点同步三维测量对于揭示沙尘暴三维风场的结构是非常必要的.     

多目标参数规划中最优向量值函数的K-凸性

本文主要讨论了多目标参数最优化问,题s.t.l(x,y),x〔C(y),.所定义的最优向量值函数: f.(梦)- rsup{f(x,,)}二〔c(,)},c(,)铸咬, 一co,C(,)~咬的价凸性(包括K一eonvex,K一eonvexlike,K一subeonvexlike).这里f:R.xR一,R‘,c是R.到R“的约束集值映象. 在引用实函数的凹一凸性、似凹一凸性和广义似凹一凸性定义的同时,我们还定义了约束集值映象c的凹凸性、拓扑闭包凹凸性及‘凸包凹凸性. 构造一个辅助性多面体集合:D一{·。R,:·,。,客一‘}CR;1,,峪 (每个元素的分量不少于0). 再定义一个辅助实值函数: F:r xD一R,F(y,:)一:T(p(,)。 引…     

第三极西风和季风主导流域源区降水呈现不同梯度特征

利用位于第三极东南部受季风主导的长江、黄河、澜沧江、怒江上游和雅鲁藏布江流域,以及位于西部受西风主导的叶尔羌河、印度河、阿姆河和锡尔河上游流域源区256个气象站的降水数据,分析了各流域降水随海拔变化的梯度关系;基于ERA5数据,通过分析水汽含量、对流有效势能和抬升凝结高度与各流域内海拔的变化关系,探讨了不同气候系统主导的流域呈现不同梯度特征的原因;通过水文模型模拟径流反向验证降水梯度校正方法在推算高海拔山区降水时的可行性.结果表明:(1)位于季风区的长江上游、黄河上游、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江流域降水随海拔增加而降低(17～128 mm/100 m),地形效应仅在小尺度呈现;西风主导的叶尔羌河、印度河、阿姆河和锡尔河上游流域降水随海拔增加而增加(5～64 mm/100 m),地形效应明显.(2) ERA5与气象站观测降水数据在不同流域源区表现出一致的降水梯度特征.季风区流域降水随海拔增加而减少,主要由水汽含量随海拔增加而减少所致,地形效应在局地尺度依然有所反映;西风区流域降水随海拔增加而增加,主要受抬升凝结高度降低和对流有效势能增加的影响.(3)陆面水文模型反向验证结果表明,在降水地形效应明显的流域,对低海拔站点降水进行地形校正是提高通过降水变率推算高海拔区域降水可靠性、提高水文模拟精度的一个有效途径.研究结果对第三极流域高海拔山区降水数据的地形校正有参考价值;对第二次青藏高原综合科学考察中降水观测的选点有指导意义.     

新疆天山大气桦木花粉与气象因子的相关分析

大气花粉的运移和沉降与各地的气象因子间存在着密切的联系.通过在新疆中天山地区处于不同植被带的3个研究点(新疆天池气象站、阜康荒漠生态系统定位站及北沙窝草炭试验站)安装花粉收集器,进行了长达5年(2001年7月～2006年7月)的大气中桦木属花粉的监测,目的是为了探讨桦木属花粉的数量变化和时空分布动态特征,以及与各个气象因子之间的响应关系.研究结果表明:(1)桦木属花粉组合与植物的花期相对应,具有季节性变化.在2003年, 3个研究点的桦木属花粉浓度都最低,可能与2003年年平均温度降低有关,低温致使花粉减产.(2)由桦木属花粉含量与主要气象因子的相关分析得出,天池研究点和阜康研究点的年平均温度高低直接影响着桦木属花粉浓度大小,年平均降水和日照时数则在不同地区表现出相反的影响,风速和风向对桦木属花粉的散布有一定影响.(3)新疆天池地区大气中桦木属花粉的产量能反映其植物分布情况;而中天山地区一些表土和全新世地层中的桦木属花粉含量偏高,应能直接表明其古植被中的植物区系成分的组成,且与全新世气候变化及人类活动的影响密切相关.该项研究有助于新疆地区古气候重建、大气环境监测和生态文明建设.     

分布式城市需水预测模型

城市需水过程和城市土地利用单元的类型密切相关,不同建设用地类型对水资源的需求强度具有显著差异.本研究基于8类城市建设用地与3类主要城市需水过程的空间关系建立了分布式城市需水预测模型.以厦门市为对象进行模型的应用研究,通过PEST软件(parameter estimation)率定了建设用地单元上的需水参数,分析了参数的合理性,预测了厦门市2020年城市的需水总量及其空间分布.结果表明厦门市2020年的城市需水总量将达到36657万吨,比2014年增长24.17%;居民用地和工业用地的需水强度大于其他建设用地类型,厦门岛内居民用地的需水强度远大于厦门市其他行政区居民用地的需水强度.厦门市城市建成区需水量的空间分布与人口密度具有很好的相关性,不同用地类型上需水强度差异明显.     

新型弛豫型铁电单晶PMNT的铁电与压电性能

用改进的Bridgman法生长出尺寸达40 mm×80 mm的新型弛豫型铁电单晶PMNT.对其铁电、压电性能的表征研究表明,该晶体的性能随组分与切型变化.(001)切型的PMNT76/24单晶的介电常数ε为3400左右,介电损耗tanδ<0.7%,压电常量d33达到980 pC/N,机电耦合因数kt为0.55,Tc约为110℃.(001)切型的PMNT 67/33 单晶的ε达5300左右,tanδ＜0.6%,d33最大达3000 pC/N,kt达0.64,k33达0.93,Tc约为150℃.(110)与(111)切型的压电性能远低于(001)切型.用此法生长的三方相的PMNT单晶的压电性能超过传统的高温溶液法,且其kt值亦大于三方相的PZNT单晶.PMNT单晶的铁电与压电性能尚存在一定的波动,这与晶体成分均匀性与单畴化程度等因素有关.     

澜沧江与下湄公河水位过程的关联分析

利用澜沧江允景洪站和毗邻的下湄公河清盛站1986-2004年逐日水位观测资料,采用二项式系数加权平均法、五点滑动平均法以及相关分析等统计方法,定量研究了不同尺度内澜沧江-湄公河上下游水位的变化过程及其关联,并结合澜沧江干流梯级电站的开发建设,分析了电站建设可能对这些变化的影响．结果发现:近18年来,两站上下游水位变化趋势一致,其长期变化主要受到包括降水、太阳活动等大环境因素影响．目前澜沧江干流已建梯级水电站在正常运行状态下,对下游水位变化的影响,在年际、年内时间尺度上的扰动不大,但对旬以内特别是日变化和瞬时水位的变化影响明显;两站各月水位极值以及极值出现的日期具有较好的正相关关系,但清盛站的变化,不仅受到上游(澜沧江)来水影响,两站之间的区间入流影响也很显著．     

太阳风速度的混沌现象

随着非线性动力系统理论的发展,分形理论已成为研究自然界复杂现象的一个有力工具.分形在空间尺度上存在的标度不变性,同样可以在时间尺度上存在.一些作者已应用此法研究了太阳黑子数和地球变化磁场等太阳和空间参量的分维和混沌特征.对于太阳和地球之间的广阔区域,太阳风速度是描述行星际空间动力学的重要参数.本文的目的就是试图利用由行星际闪烁(IPS)观测得到的太阳风速度资料,探讨行星际空间系统的分维和混沌性质.     

Ti/N粒子沉积能量对氮化钛薄膜表面层微结构的影响

用直流(d.c)反应磁控溅射沉积技术、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜成像(TEM)微结构分析方法, 研究了氮化钛薄膜表面层固态结构随凝聚增原子能量的变化情况. 发现沿(111)和(002)晶面方向择优生长的TiN_x层的点阵参数(a₀)与衍射峰半高宽(FWHM)的变化和载能束引起薄膜微观相成分、晶面内压应力、晶粒尺寸和结构缺陷密度紧密相关. 在新的理论框架下, 分别计算了氮化钛薄膜表面上每个凝聚原子的有效迁移, 薄膜表面达到最小能量状态时每个凝聚原子应该获得的平均能. 实验观察的结果在理论分析中得到了定量解释.     

VLBI观测得到的极移序列分析

对1979年8月~1998年底全球2 893次天测与测地VLBI实验进行了综合归算, 得到了722颗河外射电源在J2000.0的坐标、128台站在J1997.0的坐标和运动速度以及约20 a的地球定向参数序列. 对归算得到的极移序列的分析表明: (1) 在VLBI观测时段内, 极移序列中没有发现Markowitz项. (2) 周年项和Chandler项均存在幅值随时间变化现象, 前者的相对变化更为显著. (3)小波分析结果表明, 极移序列中各频率信号均具有振幅随时间变化的特性, 当采用最小二乘法将某频率信号从极移序列中扣除时, 其隐含假设为信号幅值稳定, 这与VLBI观测结果不一致. (4) 采用滤波方法得到的长期极移速率为(2.74±0.01) mas/a, 方向为西经(83.9±0.3)°. 与光学资料或光学和空间测地综合资料分析结果相比, 确定的地极长期漂移速率偏小, 方向偏西.     

4-乙烯吡啶与丙烯酸共聚物的~(13)C NMR研究

~(13)C NMR已经成为高聚物结构研究极为有效的手段。通过高聚物~(13)C NMR研究,可以确定高聚物各种单元组的分布几率,数均序列长度等重要参数,而且还能判断聚合过程中的单体加成统计规律。然而在许多共聚物的~(13)c NMR研究中,通常不考虑由r连接(即“头-头”或“尾-尾”连接)所产生的构型变化,显然这是不全面的。本工作研究结果表明,r构型在4-乙烯吡啶与丙烯酸的共聚物中占有相当大的几率。本文排出了共聚物以乙烯吡啶为中心的三单元组全部16种可能构型,通过均聚物与共聚物谱线的比较,确定吡啶环上3,5位~(13)C谱线的归属,获得二单元组分布几率和m,r构型分布几率,证明了本聚合过程服从一级Markov统计规律,同时还确定Markov链转移几率,共聚物的同构数均序列长度及单体竞聚率。     

基于夜光遥感的贵州省城市格局变迁研究

本研究基于时序VIIRS夜光影像,通过统计夜光总量,运用位序规模法则和首位度法,以及提取夜间点亮区域研究2012—2019年贵州省城市化发展。分析结果表明:贵州省所有城市的夜光总量均呈现增长态势,六盘水、黔西南和首位城市贵阳的夜光增长率远低于其他城市,遵义在夜光总量较大的基础上仍能在省内保持最高速增长;中小城市的发展活力优于大城市,城市结构分散,中心城市贵阳的集聚效应弱,没有充分发挥对其他城市的带动作用;随着次位城市(遵义市)呈现高增长态势,首位度逐渐降低,贵州省区域经济发展有两极增长的趋势。     

长江流域汛期降水年代际和年际尺度变化影响因子的差异

长江流域汛期(6和7月)降水量的变化, 不仅具有年际变化特征, 而且具有明显的年代际变化特征. 自上世纪90年代以来, 中国长江流域汛期的降水明显增多, 表明在年代际尺度上, 长江流域汛期的降水进入了一个丰沛期. 研究表明, 近年来长江流域汛期降水具有高基本态和高变化率的特征, 它是由影响年代际变化的因子及年际变化的因子共同作用结果. 利用NCAR/NCEP资料分别对这两种时间长度的大气环流进行了分析和诊断, 发现影响年代际变化的因子和年际变化的因子是不同的. 因此要预测长江流域汛期的降水量变化, 必须将年代际变化和年际变化这两种时间尺度进行分离, 清楚地认识控制或影响各时间尺度的物理因素.     

基于微量量热技术的注射用增溶辅料生物安全性评价

为筛选适宜的注射用增溶辅料、减少注射剂不良反应的发生,以嗜热四膜虫BF5为模式生物,建立基于微量量热技术的注射用增溶辅料生物安全性评价方法.恒温28℃时,监测不同注射用增溶辅料(泊洛沙姆188、吐温80、吐温20、聚乙二醇600、聚乙二醇400)干预嗜热四膜虫BF5生长代谢的热谱曲线,抽提生物热动力学特征参数进行量化评价.结果表明,在不同浓度的上述增溶辅料干预下,嗜热四膜虫BF5生长速率常数(k)、5%抑制浓度(IC5)、最大输出功率(P1,P2)、达峰时间(T1,T2)和发热量(Q)呈现规律性变化;且k与增溶辅料浓度间的线性关系良好(r0.9),IC5依次是泊洛沙姆188为2.18mg/mL,聚乙二醇600为1.35mg/mL,吐温80为1.07mg/mL,聚乙二醇400为0.58mg/mL,吐温20为0.045mg/mL.主成分分析表明,参数k,P1和Q能够较好体现热谱曲线整体信息,可用于增溶辅料生物安全性的量化评价.这也得到综合评价结果的印证,即在相同浓度下,泊洛沙姆188对嗜热四膜虫BF5生长代谢毒性较小,而吐温20毒性较大.