珠海城郊草地通量源区分析

运用FSAM(Flux Source Area Model)模型对中山大学珠海校区综合气象观测场内涡度观测塔不同稳定度、不同时间尺度的通量源区进行分析。结果表明:(1)研究区盛行东南风,东南方向的通量数据占48.36%。(2)在90%贡献水平下,不同大气稳定度的通量源区变化范围各不相同。大气处于稳定状态下的通量源区范围较不稳定状态下大,其通量源区距观测塔最远距离可达155 m。(3)不同季节通量源区的大小也存在明显变化。当大气稳定时通量源区的大小关系为:冬秋春夏;而在大气不稳定的条件下,春、秋季节通量源区大小没有明显区别。(4)白天通量源区范围较夜间小,在12:00时观测塔所能观测到的最远距离最小,为31 m。此外,不同下垫面、不同观测高度、不同通量贡献水平(P)等都会影响通量源区的大小。由FSAM模型基本可以较准确反映珠海城郊草地的通量源区大小。     

天山黄土粒度特征及粉尘来源

天山北坡和伊犁盆地晚更新世典型黄土剖面粒度分析表明，天山黄土以粉砂为主，占60—70％左右，粘粒含量一般在15—20％之间。天山北坡黄土物质主要来源于其北部的准噶尔盆地中的沙漠，伊犁盆地黄土粉尘则来自中亚荒漠和伊犁河下游沙漠地区。形成黄土的粉尘主要是以尘暴方式搬运，且冰期和间冰期都有尘暴堆积。     

长江口九段沙盐沼湿地生态系统通量贡献区分析

通量贡献区分析是基于涡度协方差法进行生态系统碳、水、热通量交换研究的必要环节.根据研究区涡度通量塔上连续观测的2018年全年通量数据,基于FSAM (Flux Source Area Model)对长江口九段沙盐沼湿地芦苇生态系统在不同季节、风向及大气层结状态下的通量贡献区进行分析.结果表明:(1)不同季节通量贡献区各不相同,在大气稳定状态下,通量贡献区的大小关系为秋季夏季春季冬季;在大气不稳定状态下,通量贡献区季节变化不明显;通量贡献区范围有明显的昼夜变化特征,夜间通量贡献区最远点距离大于白天.(2)非主风向上迎风向通量贡献区的范围大于主风向上迎风向通量贡献区的范围.(3)各风向上,大气稳定状态下通量贡献区及其峰值所在位置距观测点的距离均大于大气不稳定状态下其对应的距离.     

与日冕物质抛射相关的太阳高能粒子事件初始时间的数值模拟研究

通过两种不同方法对太阳高能粒子(Solar Energetic Particles,SEP)通量初始时刻进行研究,一种是数值模拟方法,即数值模拟中取第一颗粒子出现的时刻来确定,另一种是观测背景方法,即通过太阳高能粒子通量随时间变化的背景值与上升值的拐点时刻来确定.Kahler(2013)定义的SEP时间尺度TO(the onset time from CME launch to SEP onset,从CME爆发时刻到SEP初始时刻的时间段)、TR(the rise time from onset to half the peak intensity(0.5Ip),从SEP初始时刻的上升时间直到半峰值时刻)、TD(the duration of the SEP intensity above 0.5Ip,SEP强度高于半峰值的持续时间)都与SEP通量初始时刻相关.将CME驱动激波作为源,利用粒子输运方程,对SEP传播进行数值模拟.然后对描述SEP时间尺度的TR、TO的数值模拟值与观测进行对比,发现两者吻合很好,即TR随CME速度和宽度增加而增加.由于TO影响的因素较为复杂,并没有很好的规律性.另外,当源位置经度距离观测者较远的时候,影响时间尺度TR,TO的因素较多.因此,用不同方法确定的SEP通量初始时刻对TR,TO的影响不大;当源位置经度距离观测者较近的时候,观测背景方法下的数值模拟与观测更加符合.     

沉积物锆石示踪研究进展

锆石是指示沉积物物质来源的重要矿物,通过几个典型指标来揭示物源区域与搬运过程。晶体形态反映锆石形成的酸碱环境与结晶温度,粒度指示源区距离与搬运力的变化,微量元素记录物源地地球化学信息与迁移过程,U-Pb同位素的示踪测定锆石的年龄特征及物源区在时间尺度上的变化特征和空间尺度上的多样性。结合最新的研究理论成果,重点探讨锆石物源示踪原理在沉积物研究中的应用,并对锆石示踪技术在应用过程中出现的问题及研究方向提出一些看法。     

2011和2016年亚热带城市生态系统通量源区及CO2通量特征——以上海市奉贤大学城为例

以上海市奉贤大学城为例,基于地理信息系统、涡动相关（EC）系统和通量源区模型分析了2011和2016年上海市奉贤大学城二氧化碳（CO₂）通量特征（CO₂通量、碳浓度）、通量源区的变化特征.分析结果表明：1）2011年CO₂通量日均值和CO₂质量浓度分别为0.6 μmol·m^-2·s^-1和388 mg·L^-1,2016年两者增加到了0.9 μmol·m^-2·s^-1和406 mg·L^-1;2）2011和2016年研究区内通量源区范围都随着大气稳定度的增加而增加;3）当大气处于稳定状态时,非主风向上的通量源区范围远远大于主风向上的通量源区范围;当大气处于不稳定状态时,主风向和非主风向上的通量源区长度相差较小.     

西宁市大气降尘粒度特征分析

西宁地处青藏高原东北缘,是柴达木沙尘暴东移的必经之道和沉降区.对西宁3个采样点2013年1月至8月收集的尘暴与非尘暴以及混合降尘进行粒度分析,发现:1)西宁尘暴与非尘暴降尘粒度特征无明显差别,以粉质亚砂土为主,平均粒径Ф值介于5.76~5.23,频率曲线呈近似正态分布,分选较差;2)兰州与西宁的非尘暴降尘物源可能存在明显的差异;3)干法测量粗颗粒组分明显高于湿法,超细颗粒组分湿法高于干法,干法测量有利于获取尘暴降尘的原始粒度特征;4)西宁尘暴和非尘暴降尘粒度特征与西宁黄土样品粒度特征十分相似,说明现代降尘是地质时代风尘活动的继续,现代风积作用仍在进行.     

珠江三角洲地区暴雨事件驱动因子研究

利用CMORPH降水数据、ERA5气象数据、欧空局土地利用数据、热带气旋灾害资料等多源异构数据,运用相关分析、M-K检验、合成分析、Student’s t-test等多种统计方法辨识珠江三角洲地区暴雨关键驱动因子．研究发现:不同时间尺度上暴雨事件年际变化趋势均不显著;净水汽通量、强热带风暴、气压变化等是研究区暴雨事件的主要驱动因子,夏季西北太平洋副高位置及强度对研究区暴雨的发生也有影响,城市化程度、厄尔尼诺/拉尼娜现象等对研究区暴雨事件影响不显著．研究结果可为珠三角暴雨事件、暴雨致洪及城市内涝的预测与灾害风险评估提供理论支撑和决策依据．      

近50年来中国西北地区尘暴发生及其可能的动力机制

结合美国国家环境预报中心及国家大气研究中心再分析气候资料,通过考察1960-2007年中国西北地区137个站点春季累计尘暴发生频次与研究区和西伯利亚地区的温度、气压、风速等气候因子之间的相关关系,初步揭示了西北地区春季尘暴发生的演化趋势及其潜在动力机制.研究表明,1960-2007年中国西北地区尘暴频次总体呈减少趋势;西伯利亚和西北地区上一年冬季和当年春季均温与尘暴频次均呈显著负相关;西伯利亚和西北地区冬春季温差、气压差与尘暴频次均呈正相关.初步研究表明,近20年来,西伯利亚和西北地区温度的升高以及西伯利亚地区较高的增温幅度导致尘暴发生区平均风速的减小,是尘暴频次减少的主要动力原因.     

移动式打磨作业粉尘分布规律及其影响因素

为了探究移动式打磨作业粉尘扩散分布规律及其影响因素,根据气溶胶力学和流体力学原理,在高斯扩散模型基础上建立移动式打磨作业粉尘扩散分布数学模型;利用Python语言设计基于该模型的数据可视化仿真程序,并通过该仿真程序探究粉尘源强、平均粒径、风速及稳定度这4个因素对粉尘质量浓度分布的影响。研究结果表明:在打磨作业阶段,粉尘集中分布在打磨作业点处,粉尘云的位置和质量浓度呈稳定状态;打磨作业结束后,粉尘质量浓度随时间延长而逐渐降低,粉尘云向下游漂移且向四周扩散,其影响半径增大;粉尘质量浓度随源强增强而增大,源强对粉尘质量浓度峰值的位置无影响;粉尘平均粒径越小,粉尘质量浓度越高;风速越大,粉尘质量浓度整体越低,粉尘质量浓度峰值的位置越靠近打磨作业点;当大气稳定度在A～D范围内时,大气稳定度越高,粉尘质量浓度越高,粉尘质量浓度峰值位置有向打磨作业点下风侧移动的趋势;当大气稳定度为F时,粉尘的迁移距离最远。     

柴达木盆地成盐期与青藏高原第四纪冰期及构造运动阶段的相关性

 柴达木盆地沉积有巨厚的晚新生代沉积物和丰富的矿产资源,是研究晚新生代以来气候与环境变化、构造运动与盆地演化、成盐成矿规律的理想地区。通过对柴达木盆地钻孔和剖面的含盐地层测年数据进行总结,并与青藏高原第四纪冰川活动和构造运动进行对比,认为柴达木盆地成盐期与青藏高原第四纪冰期及构造运动阶段具有一定的对应关系。柴达木盆地西部盐湖和干盐湖中通常发育有倒数第二次冰期及末次冰期的石盐层,某些盐湖中还有希夏邦玛冰期、望昆冰期、中梁赣冰期的石盐层;迄今为止在柴达木盆地东部的察尔汗盐湖区中仅发现末次冰期以来的石盐层。冰期环境下的干冷气候及冰川扩张,造成盐湖补给水源的减少,有利于盐类物质的沉积。     

湖泊沉积物粒度的环境含义

气候特征是冰期和相对温暖的问冰期交替发生。湖泊沉积物以其连续性好、敏感性强和高分辨率的特点,在恢复和重塑各种短时间尺度（千年、百年、十年）的气候和环境演化序列上,具有其它自然历史记录无法替代性。本文主要研究沉积物粒度的环境含义,古气候特征。尘暴,构造运动等环境信息很好的保存在湖泊沉积物粒度上。因此,本文通过对湖泊沉积物柱度的研究进而推断当时的环境特征。     

复杂下垫面碳通量足迹分析——以上海市奉贤大学城为例

基于位于上海市奉贤大学城的通量观测塔,利用ART Footprint Tool分析了各个风向(东南、西北、东北、西南4个方位)的碳通量足迹.结果表明:各个风向上的贡献源区碳通量数值范围基本一致,均可以代表研究区的总体碳通量范围(0~18μmol·m~(-2)·s~(-1));碳通量贡献源区的通量峰值出现在东北方向(18μmol·m-2·s-1),东北方向的总体碳通量水平较高,其碳通量贡献比值最高(全天共36%),原因是东北方向单位面积上建筑物较多且靠近交通主干线,人类活动较多导致碳通量贡献比值最高,其他方向上的碳通量贡献比值相差不大.该研究可以为其他城市的碳循环研究提供服务和参考.     

基于FSAM模型的城市碳通量观测贡献区研究

全球变化背景下,城市二氧化碳排放是全球大气二氧化碳的重要来源．以上海市奉贤区为研究对象,基于涡度相关观测系统所获得的通量观测数据,应用FSAM（theFlux—SourceAreaModel）模型,分析了不同大气条件、不同风向下通量贡献区的分布及时间动态．结果表明：大气稳定度会影响通量贡献区的范围,表现为不稳定大气条件下通量贡献区长度为66～491m,稳定条件下通量贡献区长度为94—1047m．风向对通量贡献区的影响表现为在主风风向90°-180°,稳定大气条件下（通量贡献P为0．9时）通量贡献区的范围为94～1047m,垂直于迎风方向的宽度为335in;其他风向的通量贡献区分布与主风风向各不相同,分别为103～1146,122—1337,110～1256m．通量贡献区具有明显的昼夜变化特征,表现为夜间通量区范围大于白天．     

冰碛物年代及其环境变化

冰碛物年代一直是冰川学研究的一个重要内容，也是环境变化深入研究的对象，冰川沉积物对于气候地层的建立起着不可忽视的作用。但是由于冰碛物自身与海洋、黄土等记录环境变化的内容相比存在局限性，所以造成对冰期划分，对比的不利。另外，自身年代缺乏也限制着全球冰期的划分与对比，笔者认为，目前的冰碛物研究对于气候地层起到了补充、验证的作用，在较大的时间尺度上是可行的，但是要提取高分辨率的环境变化信息，应该探索新的替代载体；同时要大力加强冰碛物绝对年代的研究。     

冰期天文理论的创立与演变

冰期天文理论是运用地球轨道偏心率、地轴倾角和地转轴进动的3种参数的变化幅度与周期来解释上新世—第四纪期间冰期—间冰期交替变化的一种理论.该理论1842年由Adhemar提出,经过Croll发展到Milankovitch最终完成,经历了整100年的时间.上世纪60年代开始,深海、黄土、冰芯等大量的地质记录都揭示出3种周期变化,证实冰期天文理论的正确性,同时也对冰期天文理论带来了一些概念上的修正.但是,Berger计算的天文曲线至少从6 Ma以来展示同一规律的变化,然而地质记录却显示清晰的分段响应模式:41 kyr的地轴倾角周期在5.3~1.4 Ma期间一直是记录曲线的主要特征;北半球冰川作用只是在2.7 Ma BP才开始大规模出现;0.8 Ma开始100 ka周期转变为主要周期,称之为中更新世转型(MPT).还有:11阶段和全新世是2个偏心率很低的时期,但记录中却是冰期—间冰期振幅最大的时期,即大的间冰期为何出现于低偏心时期;由间冰期进入冰期比由冰期进入间冰期时来得迅速,意味大冰盖建造需要很长的时间,而消融则比较迅速.这些都是冰期天文理论本身不能解释的问题,正在由地球响应系统的研究来探索答案.     

中国黄土区东亚古季风气候与冰期气候对比研究

研究了中国黄土区冰期气候与季风气候记录;进行了黄土磁化率与大洋δ１８Ｏ曲线对比,并且将黄土组合—古土壤组合与冰期－间冰期气候进行了比较。结果表明：黄土组合与古土壤组合记录了冰期气候与间冰期气候;中国黄土—古土壤堆积是全球冰期—间冰期气候变化与东亚古季风气候变化共同作用的结果。     

光幕幕厚与大气对弹丸红外热辐射探测性能影响研究

为改善光电探测靶的探测性能,研究了光电探测器对光幕区中弹丸红外热辐射能的获取,分析了幕厚、弹丸长度、弹丸辐射面积、大气衰减与光幕区弹丸红外热辐射特性的关系。采用将弹体划分为多个小面元的方法,建立了弹丸红外热辐射计算方程。研究了光电探测器的弹体红外热辐射通量计算方法。根据红外热辐射大气衰减理论,分析了不同波长光电探测器获得的弹丸红外热辐射能与大气透过率的关系,并计算了光电探测器在不同幕厚和作用距离下获得的弹丸红外热辐射能。结果表明:当探测距离一定时,弹丸作用于光幕的表面红外热辐射能与光电探测器接收辐射能成正比;当弹体长度与幕厚相等时,光电探测器获得的信号最强;距离越远大气的红外透过率越小,探测灵敏度越低;3~5μm波长光电探测器可获得最佳弹丸红外热辐射能。     

基于小波分析的黄河源区年径流变化分析

根据流域特点,把整个黄河源区划分三部分,分别运用小波分析对各部分的年时间序列和年径流序列进行了分析。通过小波分析图显示了河源区年均流量变化的多时间尺度结构;不同时间尺度下年均流量的周期强弱变化和分布情况,以及突变点的位置分布。根据小波方差检验得出的主要周期可对未来年均流量变化进行预测。     

冰期天文理论的演变

冰期天文理论是运用地球轨道偏心率、地轴倾角和地转轴进动的3种参数的变化幅度与周期来解释上新世——第四纪期间冰期——间冰期交替变化的一种理论．该理论1842年由Adhemar提出, 经过Croll发展到Milankovitch最终完成,经历了整100年的时间。上世纪60年代开始,深海、黄土、冰芯等大量的地质记录都揭示出３种周期变化,从而证实冰期天文理论的正确性,同时也对冰期天文理论带来了一些概念上的修正．但是,Berger计算的天文曲线至少从6 Ma以来展示同一规律的变化,然而地质记录却显示清晰的分段响应模式:41 kyr的地轴倾角周期在5.3～1.4 Ma期间一直是记录曲线的主要特征;北半球冰川作用只是在2.7 Ma BP才开始大规模出现;0.8 Ma开始100 Ka周期转变为主要周期,称之为中更新世转型（MPT）．还有:11阶段和全新世是2个偏心率很低的时期,但记录中却是冰期——间冰期振幅最大的时期,即大的间冰期为何出现于低偏心时期;由间冰期进入冰期比由冰期进入间冰期时来的快,意味大冰盖建造需要很长的时间,而消融则比较迅速．这些都是冰期天文理论本身不能解释的问题,正在由地球响应系统的研究来探索答案．