多年冻土区管道通风路基温度边界条件及温度场实测研究

管道通风路基在多年冻土地区是一种良好的主动保护冻土工程措施,但在应用数值方法研究其长期效果中,对边界条件的选取存在着困难,已有的计算结果也缺乏实体工程的验证.基于青藏铁路北麓河实体试验工程,对通风管中气温以及管壁温度进行了分析和拟合.结果表明:通风管中气温年平均值普遍高于环境气温,平均高出1.6~1.8℃,但在正温期管中气温与环境气温的最高值相差不大(<1℃),而负温期相差较大(达到2℃);路基阳坡面下0.5 m深度地温高于阴坡面3.5~5.5℃.普通路基填筑后在抬升多年上限的同时,也升高了上限附近的地温,且地温场在整个范围内表现出横向上显著的不对称性.通风路基可以对下伏多年冻土起到良好的主动保护作用,表现为冻土上限的抬升和地温的降低.但通风管埋设位置较高的情况下,路基地温场横向不对称范围涉及到原地面以下.降低通风管的埋设高度的情况下,边坡面换热导致的温度横向不对称范围被限制在通风管以上的土体中,而下部土体温度场横向不对称性将得到极大改善.     

陆面水文过程与大气模式的耦合及其在黑河流域的应用

陆面过程模式对陆面水文过程有比较详尽的描述，然而，目前的陆面水文过程只考虑了垂直方向的水分运移，比较适合平坦地区的模拟，而在地形坡度较大的山区只考虑垂直方向的水分移动是不够的，尤其是目前随着计算机条件提高，分辨率越来越高，地表水以及土壤水的侧向流动成为山区水文过程必须考虑的部分。同时，目前的陆面过程模式中的径流量是作为诊断量处理，不参与运算。针对以上问题，对Noah陆面过程模式进行了改进，增加了地表积水和积水蒸发、坡面汇流方案、次表面流方案，并且将Routing模块通过次网格过程与大气中尺度模式MM5耦合，发展了高分辨率大气—水文耦合模式。运用发展的高分辨率大气—水文耦合模式，对黑河流域中上游2003年6月23~25日降水过程进行了模拟，研究了陆面水循环过程对大气场的影响。结果表明陆面水循环过程对近地层大气影响很大，首先影响了土壤的湿度与蒸发，进而对边界层稳定性，云结构、云水、雨水含量产生影响，对区域降水也有一定影响。     

冻土融沉系数的评价方法

融沉系数是估算冻土融化后沉降量的重要参数指标。融沉系数与冻土中的含冰量和干容重有关，含冰量大则冻土融化后的沉降量大，因此融沉系数大，在饱和状态，干容重较大的冻土，融沉系数较小，基于冻土融沉试验结果分析，建议引入界限孔隙率以此界定过大的冰含量完全用于沉降。将融沉分为3个状态来分析：非饱和、饱和以及过饱和(超过界限孔隙率状态)，给出的3个状态下的融沉系数计算方法与实验测试结果对比，具有较好的预报结果，从而使得融沉系数更容易评价。     

青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟（Ⅱ）：水汽收支及高原动力、热力作用的影响

青藏高原隆升对西北干旱区形成的研究，对于理解西北干旱气候环境的形成有重要的意义。本通过数值模拟，初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时，我国干旱区大气水分循环及青藏高原动力、热力作用与现在的差异。结果表明，青藏高原隆升前和隆升至临界高度时，干旱区边界内获得的净水汽通量均明显比现在偏多；我国干旱区700hPa涡度比现在大；夏季高原地区的上升运动比现在弱，干旱区下沉运动偏弱，这些都更有利于降水的产生。     

干旱内陆流域景观格局变化下的景观土壤有机碳与氮源汇变化

以黑河流域中游绿洲区域为例,近10年来,在干旱内陆流域受人类活动强烈影响的区域,景观的破碎度降低,景观异质性减弱,显著的景观变化表现在:耕种景观与荒漠化景观的扩张和沼泽草甸景观与水域景观的萎缩,其中荒漠草原景观面积的10%、山地草原景观的49.8%以及沼泽草甸(包括盐化草甸)景观面积的16.8%演变为耕种景观类型;相反,17.4%的荒漠草原景观面积和20.2%的沼泽草甸退化为沙漠与戈壁景观,另有13.02%的灌耕地面积演变为荒漠草原.景观空间格局演变驱动景观土壤N、C的源汇变化,近10年来,黑河流域中游地区由于景观空间格局变化形成的景观N净排放和有机C净释放分别达到50.65×104T和530.17×104T.山地草原景观的荒漠化与耕种利用、耕种景观的荒漠草原化、沼泽草甸与山地草甸景观以及荒漠草原景观的耕种利用和这些景观的沙漠化发展是造成区域N、C损失的主要途径.     

未来50与100 a青藏高原多年冻土变化情景预测

政府间气候变化委员会(IPCC)估计, 21世纪全球平均气温将增加1.4~5.8℃. 据预测未来50 a青藏高原气温可能上升2.2~2.6℃. 在建立冻土数值预测模型的基础上, 计算了在两种气温年升温率情景下青藏高原多年冻土自然平均状态50和100 a后可能发生的变化. 预测结果表明, 气候年增温0.02℃情形下, 50 a后多年冻土面积比现在缩小约8.8%, 年平均地温T_cp>&#8722;0.11℃的高温冻土地带将退化, 100 a后, 冻土面积减少13.4%, T_cp > &#8722;0.5℃的区域可能发生退化; 如果升温率为0.052℃/a, 青藏高原在未来50 a后退化13.5%, 100 a后退化达46%, T_cp>&#8722;2℃的区域均可能退化成季节冻土甚至非冻土. 预测结果对青藏高原寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.     

中国区域闪电分布和闪电气候的特点

利用1998年1月1日到2003年12月31日TRMM卫星探测到18～38°N、74～123°E闪电资料,对中国区域年、季、日发生闪电频数和随经纬度变化,闪电密度分布和闪电气候特征进行了计算分析。结果表明:中国陆地区年均日发生总闪电数约54600次,白天占到54.47%,夜间占到45.53%,昼夜比为1.2。日闪电频数的年变化是双峰值,闪电主要发生在4～9月,占年总闪电的92%。4月中到5月中旬为次峰值,主峰值在7月中到8月中旬,占年总闪电的43.4%,夏季6～8月占到60%,11月到次年2月发生闪电很少,仅占年总闪电的0.4%以下。日变化以单峰值为主,峰值范围宽,年均每小时达到2275次左右,傍晚18时达到最高峰值,占到日出现闪电的9.1%,上午9～11时达到日变化的最低谷,仅占日出现闪电总的3%,闪电峰值是低谷的12倍,说明中国区域闪电高发时间主要在傍晚。中国区域年均发生闪电频数随纬度的变化要比随经度的变化大,沿海的陆地区出现闪电频数比内陆区高,内陆区比海区高,东部比西部高的特点。4个季节发生闪电峰值的日变化时间表明,不同季节出现闪电峰值的日时段不同,冬季主要在中午,秋季主要在下午,春季主要在晚间,夏季主要在傍晚。中国区域年均白天、夜间和昼夜不同闪电密度分布表明,东部比西部高,闪电高密度区相对较集中。区域对比说明,白天发生闪电     

耐旱藓类的抗旱生理及其机理研究

耐旱藓类广泛分布于干旱及半干旱地区。本文综述分析了苔藓植物的耐旱能力和适应耐旱的形态结构和生理特征，从细胞和分子水平，对苔藓植物的耐旱机理进行了综述，并展望了我国苔藓植物的耐旱生理生态学研究前景。     

因子分析法在水质评价中的应用

应用因子分析法对甘肃省酒泉地区水质污染状况进行了评价,发现其污染物主要为石油类、氨氮等非金属,其次为锌、铜和六价铬等重金属。经综合分析发现各地表水域污染差异显著。     

承载力概念的演变及西北水资源承载力的应用框架

研究了承载力概念的历史, 特征和缺陷及其应用背景和条件,对承载力对环境问题的理解提供了新的思路. 将承载力概念的变化划分为3阶段: 1)萌芽阶段,环境容纳能力概念的提出; 2)发展阶段,容纳能力概念中强调资源和环境与种群增长之间的状态均衡; 3)完善阶段,承载力的概念强调人文价值选择,追求的目标,强调生态和经济系统之间的相互影响,是对生态经济系统良性发展的一种支持能力,承载力的估计变为一种范围估计. 承载力概念应用在与人文活动及人文目标等有关的领域的时候,是一个复杂的规范概念,受生态系统的动态演替规律,人类价值取向,目标体制背景及管理措施等的影响. 最后,在分析总结我国已有水资源承载力研究成果的基础上,在生态经济系统的背景下,提出了新的水资源承载力概念,分析了水资源承载力的特征和研究方法,并提出了西北水资源承载力的研究框架.