基于SPEI的太行山东西侧干湿演化特征

干旱是制约太行山区经济社会发展的重要因素,深入了解太行山干湿变化规律对提供早期预警和缓解干旱至关重要.基于1961-2018年太行山区96个气象站实测数据,使用降水及潜在蒸散数据计算标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index),采用ANUSPLIN插值、线性趋势法、Morlet小波及R/S分析等方法探究太行山东西侧干湿变化.结果表明：时间上,太行山1961-2018年间整体呈干旱化趋势;东侧年、春、秋及西侧年、春呈现显著干旱化趋势;东、西侧极端干旱及中等干旱事件发生月数为增加趋势,轻度干旱及湿润事件发生月数呈弱减少趋势.空间上,东侧秋季北部地区、冬季南部地区及西侧西南部年、春、秋干旱化趋势最显著;东侧北部轻度干旱、南部中等干旱及西侧北部轻度干旱、西南部中等干旱事件发生月数增加趋势明显,西侧干旱化趋势较东侧更明显.R/S分析表明,太行山东侧春季、秋季和西侧春季在未来3～5 a有可能呈现湿润化趋势.     

基于NMR的再生混凝土干湿循环可靠性评估

为了得到干湿循环环境下再生混凝土的损伤规律及可靠度,设计了再生混凝土干湿循环试验,运用核磁共振技术采集不同干湿循环次数下的T_2谱及孔隙度,分析了干湿循环试验下孔隙发展及孔隙度变化,得到了干湿循环环境下再生混凝土损伤规律.以再生混凝土孔隙度作为损伤变量以及退化参数,运用Weibull分布函数建立再生混凝土干湿循环的可靠度函数.研究结果表明:随着干湿循环次数的增加,再生混凝土中孔隙相互连通发展为更大尺寸的孔隙,再生混凝土孔隙度不断增长,可靠度为80%的再生混凝土干湿循环次数为119.     

干湿变化条件下小麦的补偿效应研究

试验研究了土壤干湿变化对冬小麦生长和产量的影响。结果显示,拔节期和抽穗期恢复供水,可使在苗期和孕穗期遭受不同程度干旱的冬小麦的株高、叶片数、叶面积、以及干物重等方面都超过其相应对照,表现出明显的补偿生长效应。同时,各复水处理与对照相比,分配到冠部的干物质比例均增加,R/S下降。中度水分胁迫后充分供水的处理,可以在生物量和产量上都超过一直保持充分供水的对照,发生了超补偿。从而达到了农业生产上所要求的节水和增产的目的。     

中国历史气候记录揭示的千年干湿变化和重大干旱事件

对中国历史气候记录的研究表明：准周期性是过去1000年间中国东部各区域的干湿气候变化的基本特征；各区域间主要周期变化的位相差异，表现为降水的空间分布格局（如南涝北旱、北涝南旱等分布型）随时间的变化；1000年来干湿气候发生过多次十年和百年尺度的突变，降水的突变对农业生产会有明显影响。过去1000年间多次出现过大范围的持续时间3年以上的严重于旱事件，其严重程度多为最近50年所未见，因此，在过去1000年的气候变化历程中，最近的50年沿属于气候条件较好 的时段，但对未来出现气候突变和重大气候灾异的可能性应予以警惕。     

过去2000 a中国东部干湿分异的百年际变化

分析了101～1900AD间中国东部每200a的干湿分异及其变化状况,讨论了它们与冷暖变化的对应关系.结果显示:2～11世纪,我国东部干湿分异为东西分异,西(西北)干东(东南)湿;12～15世纪,东西分异与南北分异并存,但仍以东西分异为主;而16～19世纪则为南北分异,北干南湿.冷暖变化与区域干湿变化的对应关系是:在暖的时期,干湿分界线偏西,最西达大同-太原-西安-汉中一线;在相对较冷的时期,干湿分界线摆向东南,达济南-菏泽-南阳一线,摆动最大幅度达5个经度以上;而在最冷的两个时段,东西分界线被南北分界线所取代.冷的时期,华北地区偏干,长江中下游及其以南地区偏湿;暖的时期,华北地区湿润,华东地区,特别是长江下游及其以南地区偏干.     

基于Z指数的若尔盖湿地干湿变化研究

若尔盖湿地位于青藏高原的东部边缘,是世界上海拔最高的泥炭湿地沼泽。但随着全球气候变化,若尔盖湿地正面临着严重的环境和生态危机。本文利用若尔盖湿地4站近30年（1982-2011年）的春季（3-5月）月降水数据,计算并分析了该区域的气候干湿变化情况。利用能较好反映区域气候干湿变化的指标z指数,研究和讨论了若尔盖湿地区域近...     

棉花秸秆纤维水泥土在干湿循环下抗压强度变化研究

研究掺入棉花秸秆纤维的水泥土经过数次干湿循环后的抗压强度变化。对不同次数干湿循环后的纤维水泥土进行无侧限抗压实验研究,结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,纤维水泥土的抗压强度先升高后降低;(2)养护7 d后的试样进行干湿循环,其最高抗压强度要高于正常养护28 d后的抗压强度,说明水泥的水化作用在干湿循环过程中依然发挥着重要的作用;(3)干湿循环30次后纤维依然存在一定的加筋效果,可应用于一定期间内的工程支护体系。     

基于Z指数的若尔盖湿地干湿变化研究

若尔盖湿地位于青藏高原的东部边缘,是世界上海拔最高的泥炭湿地沼泽.但随着全球气候变化,若尔盖湿地正面临着严重的环境和生态危机.本文利用若尔盖湿地4站近30年(1982～2011年)的春季(3～5月)月降水数据,计算并分析了该区域的气候干湿变化情况.利用能较好反映区域气候干湿变化的指标Z指数,研究和讨论了若尔盖湿地区域近30年来干湿状态的变化的基本特点.近30年内,湿地北部的若尔盖和玛曲两站干湿变化趋势较小,但出现了旱涝发生频率增加并且严重旱涝事件增多的现象;而位于湿地南部的红原和松潘两站,则表现出了较为显著的变湿润的趋势.     

1470年～2000年长江中下游夏半年干湿变化的频谱分析

以长江中下游地区8个代表性站点1470年～2000年的旱涝等级资料和1951年～2000年5～9月的器测降水量数据为基础,采用EOF、滑动t检验、小波分析等统计技术,对1470年～2000年长江中下游地区干湿演变的时空特征进行了分析.结果表明:(1)旱涝等级资料能够准确表达该区域干湿演变的时空特征;(2)前3个主要模态——全区一致、东西相反、南北相反,基本上反映了该区域干湿变化的主要特征,其中第一模态解释了42.3%的方差;(3)在30年的时间尺度上,区域干湿突变均出现在1850s以前,1550s、1740s,1820s,1837s由干转湿,1620s、1520s和1850s由湿转干,近50a是过去500a中年际气候变率最大的时段;(4)干湿演变的主要周期是117a、40a、30a、18a、5a和2～3a,除了18年和2～3a的周期震荡强弱变化不明显外,其余的周期信号强弱均在18世纪温暖时段前后出现了明显变化.这也意味着,19世纪的寒冷时段并非是17世纪寒冷时段的循环再现,这两个寒冷时段存在着一定的差异.     

中国西北地区近700年来夏季干湿变化特征

基于观测数据得到的帕尔默干旱指数(Dai-PDSI)和树木年轮重建的帕尔默干旱指数(MADA-PDSI),分析了中国西北干湿分布及变化特征.通过对1951-2005年夏季Dai-PDSI数据的REOF分析,可将中国西北地区划分为3个典型干旱区:南疆干旱区、北疆干旱区和西北东部干旱区.区域平均PDSI分析结果表明,自1951年以来,南疆呈现出明显的变湿趋势,北疆地区先变干后转湿,而西北东部干旱化趋势明显.近700年来的相似干旱期的分析结果显示,各类型相似干旱期都有其共性,南疆相似干旱期的主要特点是干旱从西北向东南延伸到长江中下游地区,北疆相似干旱期的严重干旱位于北疆及其北部地区,而西北东部干旱发生时中国大部分地区遭遇干旱,且严重干旱位于北方地区.20世纪以来的南疆和北疆干旱在历史时期中都有与其强度相当的相似干旱期,而西北东部历史相似干旱期与1995-2005年干旱相比,其干旱强度相对较弱,因此,1995-2005年干旱是此类型近700年来最严重的干旱.     

陆地系统的监测与评估指标体系

陆地系统的监测与评估是全球变化研究中的基础工作,需要建立合理的指标体系,虽然近十多年来世界各国学者围绕全球变化做了大量研究,但却很少关注陆地系统监测的指标体系.文章在分析建立陆地系统监测体系的科学目标和有关陆地系统的研究内容的基础上,构建出陆地系统指标体系的基本框架,它由状态变量指标、通量变量指标、场变量指标和系统动态变量指标4类指标组成.     

湖泊沉积物记录的过去两千年青藏高原南部干湿变化及其驱动机制

基于青藏高原南部过去2000 a高分辨率的降水/湿度重建序列,通过区域对比以及集成分析方法,探讨了青藏高原南部过去2000 a气候干湿变化的时空特征,并对典型时段中世纪暖期(AD 600-1400年)和小冰期(AD 1400-1900年)高原南部气候变化的特征和机制进行了着重探讨.结果显示:整体而言,过去2000 a青...     

基于含水率及干湿循环膨胀土强度研究

以阜阳地区膨胀土为例,通过常规室内直剪试验,分别探究了不同含水率和等幅干湿循环作用对膨胀土强度的影响。对试验现象进行了解释,得到了相关拟合关系曲线;并对干湿循环过程中裂隙的发展进行了分析。试验结果表明:含水率和干湿循环对膨胀土强度都有重要影响;抗剪强度指标c、φ与含水率有良好的线性关系;强度指标与等幅干湿循环次数有良好的指数关系,多次干湿循环后土体强度逐渐接近于残余强度;裂隙的发展是干湿循环作用下膨胀土强度下降的主要原因,裂隙破坏了土体的结构使得黏聚力下降,而裂隙的张开使得咬合摩擦力降低。     

干湿循环对不同密度砂岩强度劣化的影响

揭示干湿循环过程中砂岩强度的劣化规律对防治失稳岩质边坡具有重要指导意义.以兰州市岩质边坡的砂岩为研究对象,通过抗压、抗拉试验及电镜扫描观察,分析干湿循环对不同初始干密度砂岩强度的劣化影响.研究结果表明,砂岩的单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度及其劣化速率与干湿循环次数成负相关,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度与干湿循环次数具有良好的指数关系.同一强度参数中,不同初始干密度砂岩强度参数值的差别随干湿循环次数的增加呈减小趋势.干湿循环次数相同时,随初始干密度的增大,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度及其劣化程度呈递增趋势.在干湿循环递进的过程中,砂岩的微观结构发生显著改变,不同初始干密度砂岩的微观结构差别逐渐减小.干湿循环对砂岩强度的劣化与循环次数和初始干密度密切相关.     

集成一体化干湿球温湿度传感器的研究

温湿度传感器发展的历史很悠久,同时也出现了很多新型温湿度传感器。本文重点在干湿球理论的基础上,设计了干湿球温湿度传感器的数据采集系统硬件电路。为了保证温湿度测量精度,对硬件电路进行了误差分析,并且提出了系统误差的改善方法。     

近300年来岱海流域气候干湿变化与人类活动的湖泊响应

根据岱海60cm柱状岩芯的磁化率、孢粉、粒度等环境指标的分析结果,对历史时期岱海气候干湿变化和人类活动的湖泊记录进行探讨,岱海湖泊沉积记录近300年来的气候干湿变化可划分七个阶段,与历史记载有较好的一致性;频率磁化率高值段对应气候偏湿阶段,低值对应气候偏干阶段,人类活动特别是人口增加和土地开垦,加剧流域水土流失,导致湖泊沉积物中细颗粒组分增加,频率磁化率升高;孢粉Ulmus的变化受流域人口增加的影响。频率磁化率和孢粉是反映岱海历史时期干湿变化和人类活动的重要环境指标。     

欧洲中期天气预报中心第五代全球再分析土壤湿度资料在内蒙古的适用性评估

土壤湿度是研究陆-气耦合和陆面水循环过程中的重要参量,对大气环流、气候变化和干旱研究起着关键作用。由于土壤湿度观测资料较为缺乏,再分析土壤湿度资料在业务和研究扮演着重要角色。利用内蒙古自治区2018年5—10月37个气象台站逐日0～10 cm观测土壤湿度资料,对再分析[欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)、欧洲中期天气预报中心第四代再分析资料(ERA-Interim)、美国全球陆面数据同化系统(GLDAS2.1-NOAH)和基于多卫星反演融合的土壤湿度业务产品系统(SMOPS)]土壤湿度资料验证评估。结果表明:4种土壤湿度资料均可以模拟出内蒙古区域土壤湿度的空间分布,但在数值上普遍高估了土壤湿度;从内蒙古3个研究分区土壤湿度时间序列统计特征来看,ERA5和GLDAS2.1-NOAH优于ERA-Interim和SMOPS资料,但ERA5高估较多;相对于ERA-Interim土壤湿度资料,ERA5模拟的土壤湿度空间分布更为合理,时间相关系数最高,但均方根误差较大。由此可见,ERA5模拟能力优于ERA-Interim,且再分析土壤湿度资料普遍好于卫星融合土壤湿度SMOPS资料。     

基于SEM方法分析干湿和冻融循环对黄土微观结构的影响

为了研究高速公路边坡坡面表层剥落成因,在某高速公路K700+200处提取Q₃原状黄土进行室内试验,并考虑季节交替对黄土微观结构的影响.研究中采用扫描电镜(SEM)分别对0次、1次、5次、10次、20次干湿和冻融循环作用后的试样进行了SEM检测,对比并分析经过不同干湿循环和冻融循环次数后所得扫描电镜图像的变化规律.利用IPP图像处理软件,对土骨架和孔隙形态进行分析,获取经过不同次数的干湿循环和冻融循环作用后的面孔隙度、平均孔径、孔径分形维数的变化规律,定量分析不同干湿和冻融循环次数后土体微观结构的变化.分析结果表明:干湿循环和冻融循环对土的微观结构有较大影响,揭示了黄土边坡坡面表层剥落与干湿循环与冻融循环密切相关.     

干湿循环次数对氯离子扩散系数的影响

研究了4种混凝土干湿循环次数与氯离子扩散系数的关系.通过测定各混凝土在盐湖卤水-干湿循环环境下的氯离子含量,应用三维扩散理论模型计算氯离子扩散系数.结果表明:各混凝土的氯离子扩散系数(Dcx)与干湿循环次数呈幂指数函数关系,Dcx值与干湿循环次数、粉煤灰和矿渣的掺量呈正相关关系;与硅灰的掺量呈负相关关系.     

水生大型无脊椎动物的干湿重比的研究

测定了７２ 种水生无脊椎动物的干湿重比,其数值一般为０．１～０．３,只有少数外骨坚硬骼的种类干湿重比超过０．３．同一物种在不同地点和不同季节,其干湿重比存在差异,周年变动范围为１０ ％ 左右．软体动物软体部分干湿重比,其幼体较成体为高