风雪流形成的初步探讨

风雪流是风裹胁着雪粒(包括雪微团)运行的一种天气现象。强盛的风雪流属于灾害性天气。对风雪流的形成、运行及沉积规律的研究,对交通运输和人民生活都有一定的实际意义。风雪流的形成及运行规律受风速、积雪的物理力学性质(雪型、粒径、密度、粘滞系数等)和地形条件及天气条件的制约。从天气条件来看,又可分为降雪天气下的风雪流和非降雪条件下的风雪流。本文仅对非降雪天气下风雪流的形成做初步探讨。     

中国天山艾肯达坂透风式下导风防雪工程

据艾肯达坂风雪流形成条件，提出了贴地气层分离是公路吹雪堆积的机理，通过对密闭式下导风能量转换和流场结构的剖析，创造了透风式下导风防雪工程。其实施后，改变了公路因冬半年严重雪阻而不能通车的状况，经济效益和社会效益俱佳；     

艾肯达坂风雪流形成机制及其治理

根据天山艾肯达坂地区的野外观测和风洞模拟实验,导出山区风雪流输送量与风速随高度分布方程,指出贴地气层分离是形成道路雪阻的主要原因。首次提出利用透风式下导风清除道路积雪的理论与方法,在风雪流灾害防治工程的实施中取得了巨大的经济和社会效益。     

《中国风雪流及其防治研究》评价

风雪流（又称风吹雪，简称吹雪）为空气挟带着雪粒运行的非典型的两相流，也就是常说的雪粒被风卷着随风运行的一种天气现象。风雪流包括低吹雪、高吹雪和暴风雪三种，它对自然积雪有重新分配的作用二世界上风雪流分布较广，对自然环境和社会经济影响较大，风雪流不仅是形成极地冰盖、高山冰川、雪崩等的物质来源之一，诱发并加重冰雪洪     

风雪流动力学方程探讨

一个地区发生风雪流,必须具备两个条件:降雪和积雪是风雪流的物质来源;风是风雪流产生的动力,它决定着风雪流移动的方向和运动规律。在平原地区,风雪流的运行比较简单,而山区则受到山体的坡度、坡向和坡形以及风雪流的沉积雪形成波纹的影响。在铅直分布上风速并不完全呈对数分布,在沉积和迁移方面也不是千篇一律,而是随着地形、风力、雪密度等各个因素而定。     

基于Design Exploration方法对铁路下导风工程关键设计参数的优化

应用数值模拟和优化分析方法,对铁路沿线的下导风工程的风沙流场特征进行了系统研究,并对下导风工程的主要影响参数进行了优化分析。结果表明:(1)下导风工程会对风沙来流进行输导,并在导风板下风口一定范围内形成加速区,使来流中的颗粒物以非堆积的形式通过保护区;(2)铁路线路的上部构件会阻碍下导风工程作用效果,在轨道后方形成减速区,造成沙子的沉积;(3)下导风工程布置在铁路两侧时使用较小的导风板倾角和较大的下风口高度,可以减少风沙在铁路附近的堆积,使风沙流顺利通过保护区;(4)导风板水平倾角与铁轨前沙子的质量流率、铁轨道心风速呈正相关,下风口高度与铁轨前沙子的质量流率、铁轨道心风速呈负相关性,下风口高度在影响因素中占主导。     

下导风工程的风洞实验研究——[2]地形条件下的实驗

无障碍物存在的平坦、均一和坚硬的地表, 一般是不易引起风沙(雪)流沉积的, 因此, 进行各种地形条件下的下导风工程实验是十分必要的。实验仅以公路、铁路线上所遇到的各种地形条件来进行。     

下导风工程的风洞实验研究——[1]平面上的实验

下导风工程是由栅栏工程发展而来的,它应用于防治风沙、风雪对道路(铁路、公路)的危害,国内外已做过不少工作^[1][2][3]。但是,在风洞中进行系统的实验研究还很少。我们从1969年开始,先后对下导风工程防治道路风沙(雪)危害,进行了一系列的风洞模似实验研究,取得了初步成果。     

路堑和隧道风雪流的风洞模拟实验研究

本文总结了风雪流模拟实验应遵循的相似准则,以及在属于自模区风洞中的实验结果。给出了各种风向以及路堑、隧道两头路基型式和长短不同等条件下,它们的积雪与流场结构特征,附面层分离和雪粒堆积的关系,找出了相应防治雪害的措施,为今后研究路堑、隧道积雪机理及其防治提供必要的依据。     

典型融雪期雪层融雪水出流条件模拟及分析

融雪期雪层融雪水的运移及流出过程模拟乃是国际冰雪水文学研究的难点之一,准确模拟融雪水的出流过程对于春季融雪型洪水的预报具有重要作用。本研究基于EM50、农业小环境监测仪和一些常规监测手段,获取了典型融雪期雪层的雪粒径、雪深及日气温数据,利用Excel、DPS、Arcgis及SPSS等分析软件对数据进行综合处理,并采用回归分析对融雪水的出流条件进行了建模分析,利用神经网络模型对模拟结果进行检验。结果表明:积温可作为融雪水外流的参考性指标,用于融雪水外流过程的预测分析;雪粒径和雪深都与融雪水外流积温条件存在显著相关性,且相关系数0.96;逐步回归可以很好地模拟融雪水外流的积温条件,模拟的误差仅为124.5℃·min,时间误差为15 min,模拟效果良好。该研究对于进一步探讨融雪期雪层融雪水的出流规律、开展雪层融雪水运移过程的数值模拟等工作具有重要意义。     

天山公路雪害及其防治

天山山区是我国季节性积雪较为深厚的地区,最大稳定积雪深度为1.25米。雪害,主要指雪崩和风雪流对生产建设、人民生活、公路交通的危害。天山公路中段的雪害使交通断绝达半年之久。为     

屋檐式下导风工程的设置与模拟计算

天山独（山子）库（车）公路是横贯天山南北的交通大动脉，由于积雪灾害的影响使其冬春两季无法利用。因此，如何防治雪害就显得非常重要。屋檐式导风工程是防治风吹雪灾害的一种工程措施，经实验是可行的，但在目前实施中还存在一些盲目性。所以，本文在实验工程的基础上进行数学模拟；即在不考虑风吹雪的摩擦阻力的情况下，在给定山坡坡度，公路内边坡坡度和高度、导风板长度、风吹雪初始速度的条件下，建立数学模式。根据模式计算     

天山山区空中水汽含量及与气候因子的关系

利用建立的天山山区水汽含量与地面水汽压的经验关系式,计算天山山区及周边44站1961~2009年的水汽含量值,分析水汽含量的时空分布及其与气候变化因子的关系。结果表明:天山北麓的河谷平原地带是水汽含量高值区,中天山和东天山是低值区。水汽含量在近50 a内呈增加趋势,夏、秋季增加明显。水汽含量是影响天山山区降水量的最主要的因素之一,水汽对全球变暖和气候变化可能有负反馈作用,而冬季NAO和AO与水汽相关性最显著。这些研究对于揭示区域水分循环过程和全球变暖背景下的区域响应有重要意义。     

九华山山地雾形成的气象条件及地形影响

雾是九华山最常见的天气现象之一,其年平均雾日为145 d,年最多雾日达到168 d。因此,利用九华山不同海拔的测站及区域自动气象站的资料,分析山地雾形成的气象条件和地形的影响作用。结果表明:山区雾的年际变化较大,并呈逐年递减趋势,雾生成时间峰值在05时前后,但出雾频率最高的是在08时。山区夜间降温≥6℃的雾日占总雾日数的74.4%,气温日较差≥7.0℃的雾日占总雾日数的80.9%,雾日多出现在日平均风速<3m/s的条件下,83.9%的雾日有近地面逆温层存在,并且雾日数与逆温强度是呈正相关的。喇叭口地形的辐合作用有利于水汽在喇叭口底部区域达到饱和,形成雾,在微风的条件下对辐射雾的形成非常有利,如果近地面层有风场的辐合作用,更是有利于雾的形成与维持,森林小气候的作用也有利于雾的形成。     

基于遥感图像的泥石流地面活动程度评价

泥石流是中国山区较为常见的一类自然灾害,它的形成有自然地质的原因,也有人为破坏山区植被的原因。在中国实行西部大开发战略的过程中,调查分析泥石流潜在危险区域及其地面活动程度对于制定合理的资源开发战略,有重点地保护一些具有高潜在危险性泥石流沟的植被尤为重要。综合应用遥感(RS,Remote Sensing)技术和流域软件,完全基于RS遥感图像数据,探讨了一种调查泥石流潜在危险区域及其地面活动程度的新方法。     

东南极大陆边缘地区夏季近地面层风场特征分析

本文介绍了“2007-2008国际极地年”期间在南极东部大陆边缘伊丽莎白公主地区进行的风场结构观测实验。自动气象站(Automatic Weather Station,AWS)观测数据的统计分析结果表明,夏季该地区冰盖上的近表面风场主要是由下降风控制,而沿海地区的风场则由于海陆热力学性质的差异呈现出冰盖下降风与局地海陆风交互作用的特点。个例研究表明在冰盖下降风占优时段内,伊丽莎白公主地区的近表面风场具有相当规律的日变化特征,太阳人射辐射规律的日变化是这一现象出现的根本原因。多普勒声雷达对风场垂直结构的观测表明,150 m以下的各高度水平风矢量的变化特征与近地面层风场近似一致,冰盖下降风和海陆风旺盛阶段,偏东风和偏西风的高度可达650 m之高。     

大柴旦盐湖DCD03剖面的矿物学记录及其环境指示意义

报道了大柴旦盐湖DC1303沉积剖面硼矿层及其下伏沉积地层的矿物学、有机质烧失量（LOI）等环境指标的研究结果,首次探讨硼矿层下伏灰黄色粉砂质粘土层沉积以来大柴旦湖水水化学演变及其与区域气候变化的关联。根据剖面的岩性、矿物组合和有机质烧失量（LOI）将研究剖面划分为3个沉积单元：I．灰黄色粉砂质粘土层（623～423cm）、II．灰黑色淤泥夹结核层（423—407cm）、III．柱硼铁石矿层（407—395em）。研究结果表明,在湖底硼矿层形成之前的较长时期内,大柴旦湖是碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,直到单元I顶层20cm沉积物中才开始出现少量石膏。此后快速进入硫酸盐型盐湖沉积阶段（II）和湖底柱硼镁石矿层形成阶段（Ⅲ）。有机烧失量在I1、I2和I3单元中呈阶段性增加预示区域气温稳步上升,由此导致山区降水量增加和湖区蒸发量增强。湖泊环境变化是区域水文气候条件改变的结果。     

多元交通流视角下的中国城市网络层级特征

交通流是人流、物流等要素流动的主要载体和表现形式,对于认识城市间相互作用等具有重要意义。基于城市间公路、铁路和航空客流数据,对中国城市网络空间关联进行特征提取和规律挖掘。研究表明:1公路流表现出强烈的空间依赖性和对城市群发育程度的良好识别作用;2铁路流呈现出"两横三纵"带状分布格局;3航空流视角则基本形成了以"菱形结构"为核心的城市网络框架。不同类型交通流刻画出不同层面的城市间关联格局,但却有着其内在联系。航空流是城市关联格局骨架构筑的主要形式,铁路流则为核心骨架的连通提供支撑轴带,而公路流是对整体骨架和支撑轴带的有效填充,从而形成区域间相互依赖、不可或缺的要素关联和空间关系。     

雪崩的形成机理研究

雪崩灾害严重地威胁着山地旅游滑雪以及山区公路安全。因此,开展雪崩的预测预警研究很有必要,尤其是北京张家口联合申办2022年冬奥会成功,滑雪场雪层的安全性必将成为举办者必须考虑的问题。雪崩的预测预警与地形、气象因子和积雪关系密切。雪崩形成区的坡度大多在30~45°,坡形态、地面粗糙度和下垫面也会对雪崩产生影响。气象因子中与雪崩有关的主要因子包括:新雪、风和气温,高的新雪降雪量和降雪密度可诱发新雪雪崩,风向风速决定了积雪的再分配,而气温对积雪的力学性质发挥着决定性作用。积雪中的连续性雪晶能形成软弱层,是雪崩发生的必要条件。雪崩形成的步骤为三步:软弱层破裂的产生、传播以及断裂的出现。其中软弱层中雪体低强度带对破裂的产生和传播发挥了关键性的作用。     

阿拉尔——和田沙漠公路风沙运动若干规律监测研究

以塔克拉玛干沙漠为研究区域,将覆盖塔克拉玛干沙漠的17个气象站近50 a(1961-2010年)历史资料与沙漠公路沿线近3 a(2007年4月~2010年4月)5层梯度风短期监测资料,以及沙漠公路7种防风阻沙体系下典型横断面5层梯度风监测资料进行信息化整编和规范化计算,对阿和沙漠公路风沙运动若干规律进行了系统研究。结果表明:(1)阿和沙漠公路沿线气象站10 m高度最大瞬时风速与沿线梯度风监测站及短期监测站距路面4 m高度最大瞬时风速具有空间相关性,平原路段空间代表性为20~40 km;特殊路段空间代表性为5~10 km;(2)沙漠公路沿线迎风侧最大瞬时风速比背风侧偏大1.15~1.30;(3)沙漠公路沿线2 a一遇最大瞬时风速水平分布规律是以沙漠公路中部向南北递减,最大值出现在k66.7~k326区间;(4)沙漠公路北部强风主风向WNW和N风,次强风主风向ENE和NE风;沙漠公路中部全年强风主风向ENE和NE风,次强风主风向为NNW风;沙漠公路南部全年强风主风向W风,次强风主风向为WNW风;(5)沙漠公路沿线起沙风是随7种防风阻沙体系的作用存在明显差异,以芦苇、草帘子方格防风阻沙体系下2 m高度的起沙风速和沙粒过路临界风速为最大,分别为8.0~9.0 m/s和10.0~11.0 m/s,对输沙贡献最大的有效瞬间风速在8.0~15.0 m/s之间;黑土工袋方格防风阻沙体系下起沙风速为4.0~5.0 m/s,沙粒过路临界风速为5.0~6.0 m/s,防风阻沙效应最差,建议更换。