沿海城市风场时空特征分析 ——以福建省晋江市为例

为分析沿海城市风场的时空变化规律,本文以福建省晋江市为例,在当地气象观测资料的气候统计基础上,通过风矢量分解、统计与数值模拟、海陆风日等方法,从静风、主导风与海陆风三个方面研究了晋江城市风场的基本规律,初步了解沿海城市风场的基本特征。结果如下：沿海城市受海陆地形等因素影响导致当地平均风速较高,静风天较少,风能资源丰富;我国沿海城市大多处在季风气候区域,不同季节主导风向差异明显,符合季风气候特征;沿海城市风场受海陆风等局地风场影响较大,某点出现海陆风的频率与其到海岸线距离大体呈负相关规律,海风与陆风风向在海陆风日内转换差异显著,海陆风各项特征均具有季节性差异。本文可为沿海城市风场时空特征研究提供基础理论方法,并且为沿海地区的天气预报与监测、污染扩散与传输、农业种植区划、风资源利用等方面提供十分重要的理论依据。     

CALMET时空分辨率对CALPUFF模拟浓度场的影响

采用WRF输出的逐小时1 km分辨率预报风场作为CALMET诊断模式的输入, 生成不同时空分辨率的CALMET诊断风场, 耦合 CALPUFF得到逐分钟50 m分辨率浓度场, 在此基础上分析CALMET气象场时空分辨率对浓度场的影响, 并统计不同气象时空分辨率方案的计算耗时。结果表明, 当风向稳定且风速较大时, 较粗的时空分辨率亦能得到满意的风场和浓度场; 当风向转变且风速较小时, 时空分辨率对诊断风场和浓度场影响显著, 不同气象方案的浓度场差异可以高达40%; 风场转变期间, 当CALMET的时间步长大于30 min时, 加密气象网格会降低浓度场的模拟精度, 时间步长越长, 浓度场偏离越显著。综合考虑计算耗时和浓度场模拟准确性, 推荐在大气污染事故应急预警中采用10 min时间步长和400 m网格距的CALMET气象方案。     

温度场的有限差分计算——以一维温度场为例

已有关于温度场的研究多是从热传导方程出发的,且大多未考虑材料性能随温度的变化.从能量平衡的角度研究温度场,能有效考虑热对流边界条件和材料性能随温度变化的问题.为了更好地还原实际情况,首先,基于能量平衡的原理,采用有限差分法建立了瞬态传热问题的有限差分方程;其次,考虑材料性能随温度的变化,使用MATLAB进行编程计算温度场;最后,给出算例,并通过与相应的ABAQUS有限元模拟结果对比,证明该方法能有效处理此类问题.研究发现：在升温环境中,是否考虑材料热工参数随温度变化不影响温度分布规律,但影响温度大小;当考虑材料性能随温度变化时,计算得到的物体内部温度高于不考虑材料性能变化时的温度;环境温度采用国际标准升温曲线时,在边界处物体内部温度变化与环境温度变化形式相同,均呈对数形式;在远离边界的物体内部,温度变化幅度随着离边界距离的增大而减小,温度变化呈指数形式.     

空间分辨率粒度变化对景观多样性模拟的影响——以四川青城山世界遗产保护地为例

以四川青城山世界遗产保护地为案例区,借助7个生态多样性模型对景观多样性进行模拟,分析发现①景观均匀性方面的多样性变化大于且快于丰富性方面的多样性变化.②在较高分辨率(150 m×150 m之内)条件下,7个多样性模型能够有效地表达研究区景观多样性;而分辨率较低(150 m×150 m之外)时,Menhinnick、Margalef、Scaling等生态多样性模型仍可表现研究区景观多样性的变化规律.③Menhinnick模型和Margalef模型单纯考虑类型数相对于个体总数的变化,受景观个体数变化的影响大,模拟结果规律性十分明显,适于表现研究区多尺度生态多样性.④Mladenoff/Scaling模型组综合考虑了丰富性和均匀性,景观类型数对前者模拟结果的贡献较大;Scaling模型具有较为规律的模拟结果,适于研究区多尺度生态多样性的模拟与评估.     

海水入侵对滨海城市化发展的影响研究——以大连市为例

研究采用单一指标法分析大连市地下水质状况,通过RS、GIS技术和土地利用动态度分析2000-2009年大连市甘井子区土地利用变化,得到海水入侵对滨海城市化发展影响的时空分布特征,建立海水入侵与滨海城市化耦合关系,为滨海城市可持续发展提供决策支持.结果表明:(1)1978-2010年间,大连市海水入侵面积大致呈上升趋势,其中2007、2008、2009年度达到最大值(867.8km2);(2)海水入侵对城市化的影响:海水入侵对城市化的发展产生负向作用,减缓城市化的进程.海水入侵使得地下水质污染严重,危害生活城市化的进程.海水入侵使得土地利用发生变化,使得空间城市进程受阻;(3)城市化对海水入侵的影响:城市化对海水入侵起到促进作用.由于工农业用水的需要、城市建设以及海水养殖,对地下水的过度开采使得海水入侵程度增强.     

广西海水晒盐工艺研究——以广西北海市铁山港区北暮盐场为例

该文通过实地田野调查和个案研究,以及对文献资料的稽考,以广西北海市铁山港区北暮盐场为例,探讨了广西海水晒盐业发展情况,详细描述了广西北海市铁山港区北暮盐场海水晒盐工艺流程.另外,本文还针对广西海水晒盐工艺相对落后的情况,根据当地的生产和生活条件,分析其发展和传承的道路,并提出了一些建议,以供参考.     

生态系统服务价值时空演变、情景模拟与影响机制——以周口市为例

平原农区生态系统服务价值评估对于农区生态质量提升、土地资源合理利用等意义重大.以典型农区周口市为例,基于2000-2020年5期土地利用数据,结合土地利用动态度、转移矩阵、地理探测器等,分析周口市生态系统服务价值的时空演变及空间分异的驱动因素,并借助PLUS模型对周口市2030年用地变化进行模拟,计算多情景下的生态系统服务价值,以期为周口市资源管理与生态治理提供依据.结果表明：(1)2000-2020年,研究区建设用地面积扩张态势明显,耕地、林地面积减少,其他地类变化不显著;(2)从时间尺度看,生态系统服务价值总体逐渐递减,2000年生态系统服务价值最高为159.97亿元,2020年最低为157.65亿元;(3)空间上看,县域尺度地均生态系统服务价值形成以市区为中心、东西向延伸的“高-低-中”三级空间分布格局,高值区主要集中在西部区县,东部生态优势逐年弱化;(4)2030年自然发展、生态保护及经济优先情景下生态系统服务价值分别为159.75、159.89、158.09亿元;(5)周口市地均生态系统服务价值受多因素影响,各因素具有明显的时空分异特征,主要因子有复种指数、农业总产值和人为影...     

不同空间分辨率数据组合对APEX模型模拟的影响——以金华江流域为例

以浙江省金华江流域为研究区,将DEM(30 m,1 km,10 km)、土地利用(30 m,1 km)、土壤(250 m,1 km)3种不同空间分辨率组合成的12种数据组作为驱动数据,模拟分析不同空间分辨率数据组合对APEX模型模拟结果的影响.结果表明:1)DEM为10 km时,流域的模拟效果相对不理想,30 m,1 km,10 km分辨率模拟的流域面积误差分别为1.2%,9.7%,52.8%;2)12组数据模拟的年平均产量差异不大;3)随着3类数据分辨率的降低,相较于基准数据组的模拟结果,误差呈现明显波动上升趋势.说明数据空间分辨率的变化对APEX产量模拟的影响不大,但DEM分辨率降低会对流域的模拟产生较大影响.     

基于LOGISTIC模型的城市扩展时空模拟——以深圳龙岗区为例

龙岗区是深圳市面积最大的市辖区,在深圳城市扩展中占有重要地位．在综述国内外采用LOGISTIC模型进行土地利用时空模拟的基础上,改进原始模型,将动态交通数据和空间滤波引入模拟流程．以龙岗区为例,基于改进模型尝试对中小尺度的单个城区进行城市扩展的时空模拟．结果显示,模型在中小尺度城市扩展模拟方面具有较好效果．     

台风影响下渤海及邻域海面风场演变过程的MM5模拟分析

在装有Linux操作系统的PC机上运行美国大气研究中心（NCAR）的非静力中尺度大气模式MM5,运用MM5的嵌套功能,以30km水平分辨率对台风KAI－TAK（2000年第4号）影响渤海海区的时段进行数值模拟,同时给出了水平分辨率为10km的嵌套区内还时的渤海海面风场,通过对台风中心位置,中心气压,风速分布与雨区分布等要素的模拟结果与实况的比较,证实该实验对台风过程的模拟较为成功,嵌套区内渤海海面风场也明显体现出了地形影响的特征,并尝试以T106格点资料的三维客观分析场结合主空及地面观测为模式提供初值场,6h／次预报场为模式提 变边界条件,对渤海海面风场进行了24h时预报。     

黄渤海海域叶绿素a浓度时空特征分布及影响因子分析

本文基于2003-2017年黄渤海海域MODIS卫星遥感数据,利用自组织映射神经网络模型（SOM）研究了叶绿素a浓度（Chl-a）的典型分布模式,分析了Chl-a变化趋势,并利用广义加性模型（Generalized Additive Model ,GAM）研究其与环境因子的关系。结果表明：黄渤海Chl-a存在明显的季节性变化,7月份浓度最低2.41 mg·m-3, 4月份浓度最高3.43 mg·m-3; Chl-a呈现从近海岸海域向深水海盆逐渐降低的变化趋势;将SOM模型提取的典型模式分为清澈、低浓度、中浓度和高浓度模式,这些模式有效地阐明了2003-2017年黄渤海Chl-a在时间上存在春季高,夏季低的变化趋势,Chl-a高值区主要分布在河流的入海口及近海岸;利用GAM模型发现海表温度（SST）、风速（wind）与Chl-a之间存在显著的非线性关系,SST、wind对Chl-a变化的解释率39.3%,SST对Chl-a变化的影响比wind更大;人类活动的增加对黄渤海Chl-a变化也起着重要的作用。     

黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析

随着我国海洋建设的快速发展,深入了解海洋水文环境特征,为海洋工程等提供保障已迫在眉睫。本文根据日常保障经验,结合相关理论,利用QN（QuikSCAT/NCEP）混合风场、模拟海浪数据等资料,对黄渤海海域的海洋水文特征进行分析,主要分析了该海域的海表风场、海浪场、潮汐潮流、海雾、盐度、SST（海表温度——Sea Surface Temperature）的特征,可为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据。     

台风风场与B类风场作用下输电塔风效应对比研究

在边界层风洞中开展了台风风场与B类风场条件下某角钢输电塔气弹模型试验,采用谐波合成法模拟了不同高度的风速时程,在时域内进行了输电塔结构风致响应计算,对比研究了两类风场条件下的风致响应与风振系数.研究结果表明:输电塔风致加速度响应随着来流风速的增大而明显增大,台风风场条件下加速度响应更为剧烈,比B类风场条件大约20%～30%;B类风场条件下风振系数为1.59,台风风场条件下达到1.85,总体增幅达到16%;数值模拟结果与风洞试验结果较为吻合.因此,台风多发地区的输电塔设计应考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应.     

气候变化背景下渤黄海海温时空特征分析

【目的】研究渤黄海海温时空变化特征及其与全球海温的关系。【方法】采用相关分析、小波分析等方法,对1985—2015年渤黄海海洋站的海温观测资料进行分析。【结果】渤海是中国内海,沿岸海温受陆地影响显著,变化幅度大,对气温响应快;黄海作为太平洋的边缘海,与外海水体交换通畅,水温变化幅度相对较小,水温变化与渤海相比具有一定的滞后性;各站海温变化周期特征不尽相同,但在2000年以后各站均有较为明显的8年周期;渤黄海海温与全球大部分海域一致,近30年呈现上升趋势,但上升速率与同纬度太平洋和大西洋相比较低,黄海海温上升速率高于渤海。【结论】渤黄海海温具有明显的月际、年际和周期变化特征,受海陆分布等因素影响渤黄海海温对气候变暖的响应低于同纬度太平洋和大西洋。     

黄渤海悬浮颗粒物散射特性研究

【目的】研究悬浮颗粒物的散射特性,用以描述水体固有光学特性。【方法】利用2014年11月黄渤海海区航测数据,分别选取555nm和532nm作为参考波长,建立悬浮颗粒物散射及后向散射的光谱模型,并对模型拟合效果进行检验;此外,还建立了悬浮颗粒物散射参数与水体组分浓度的关系模型。【结果】模型验证结果表明:光谱模型的平均相对误差绝对值(MAPE)分别在60%和35%以内;散射参数与悬浮颗粒物质量浓度模型MAPE的最小值仅为15.0%。【结论】黄渤海颗粒物散射特性主要由非藻类颗粒物主导。     

北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析

利用来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）的长时间序列、高精度的ERA-40海表10 m风场资料,对北大西洋海域海表风场的季节特征、长期变化趋势进行深入研究,研究发现：（1）北大西洋海域的海表风速等值线在各季均大致呈东西带状分布,且由高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征。MAM和SON期间海表风速的分布特征较为相似,大值中心分布于北半球西风带海域;DJF期间的海表风速为全年最大;JJA期间的海表风速为全年最小。加勒比海海域常年存在一风速的相对大值中心。从多年平均来看,风速存在一明显的、范围较广的大值区：西风带海域,加勒比海也存在一范围较小的大风区。（2）1958年至2001年期间,北大西洋海域的海表风速以0.0049 m.s-1.a-1的速度显著性逐年线性递增。（3）北大西洋海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异：呈显著性逐年线性递增的区域主要分布于30°N以下的低纬度海域,变化趋势在0.01～0.025 m.s-1.a-1左右,西班牙东北部近海的递增趋势最为强劲,达到0.035 m.s-1.a-1以上,墨西哥湾和加勒比海则呈显著性逐年线性递减,趋势为-0.015 m.s-1.a-1左右,其余海域的海表风速无显著变化趋势。（4）近44年期间,北大西洋海域的海表风速存在明显的突变现象,突变期为1972年前后。     

渤海南岸海平面变化的研究

用渤海南岸岩芯贝壳和有孔虫样品，进行１４Ｃ年龄和氧同位素的测定，探讨了渤海南岸五万年以来的海平面的变化．与黄海的海平面变化进行对比，二者海平面变化较为一致．     

1957-2002年北大西洋海表风速时空分布特征及变化周期研究

利用来自ECMWF的ERA-40海表10 m风场资料,采用EOF、功率谱等分析方法,对北大西洋海域海表风场的时空分布特征、变化周期等进行分析,研究发现：（1）北大西洋海域海表风场EOF分析的第一模态呈同位相分布,由高纬至低纬表现出＂高-低-高-低＂的分布特征;第二模态在空间分布特征上,北大西洋中部海域与东西两岸表现出反位相分布;第三模态的等值线也表现出东北-西南向,东部海域和西部海域表现出反位相分布特征,（2）北大西洋海域的海表风速在近44年期间整体呈显著的逐年线性递增趋势。在1958年至1967年期间,海表风速的变化趋势较为平缓,1968-1974年期间则表现出一波较为强劲的递增趋势,在1975年至2001年期间表现出缓慢的递增趋势。（3）北大西洋海域的海表风速存在明显的2.0~2.36年、3.71年以及26年以上的长周期震荡。     

黄海南部、东海北部小黄鱼的年龄与生长研究

通过从吕泗渔场和舟山渔场随机采取样品400尾，OU得了小黄鱼体长、体重、纯重、年龄等数据，结合调查所得的相关资料对小黄鱼的年龄结构与生长规律进行论述，并作了历史比较，揭示其变化规律。     

黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布及其对固有光学特性的影响

【目的】研究悬浮颗粒物密度在黄渤海的空间分布特征及其对水体固有光学特性的影响。【方法】利用2014年11月以及2015年8月现场实测数据,计算得到黄渤海悬浮颗粒物密度,绘制出黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布图。将研究区域悬浮颗粒物密度与固有光学特性进行拟合分析。【结果】两个航次悬浮颗粒物密度的空间分布比较复杂,但整体趋势显示中层密度要小于表层和底层。在表层、中层和底层的密度分布图中,黄河口附近均有密度小值区域,山东半岛附近有密度大值区域,随着深度增加该大值区域有南移趋势。悬浮颗粒物密度与比固有光学特性c_p~*、b_p~*、b_(bp)~*拟合所得到的P值绝大部分小于0.05,与固有光学特性c_p、b_p、b_(bp)拟合得到的P值全部大于0.05,而与Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)拟合得到的P值多数大于0.05。【结论】悬浮颗粒物密度对比固有光学特性变化影响较大,尤其对c_p~*影响达到51%;对Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)的变化影响一般;对c_p、b_p、b_(bp)变化影响较小。