Implementation of the semi-Lagrangian advection scheme on a quasi-uniform overset grid on a sphere

The semi-Lagrangian advection scheme is implemented on a new quasi-uniform overset （Yin-Yang） grid on the sphere. The Yin-Yang grid is a newly developed grid system in spherical geometry with two perpendicularly-oriented latitude-longitude grid components （called Yin and Yang respectively） that overlapp each other, and this effectively avoids the coordinate singularity and the grid convergence near the poles. In this overset grid, the way of transferring data between the Yin and Yang components is the key to maintaining the accuracy and robustness in numerical solutions. A numerical interpolation for boundary data exchange, which maintains the accuracy of the original advection scheme and is computationally efficient, is given in this paper. A standard test of the solid-body advection proposed by Williamson is carried out on the Yin-Yang grid. Numerical results show that the quasi-uniform Yin-Yang grid can get around the problems near the poles, and the numerical accuracy in the original semi-Lagrangian scheme is effectively maintained in the Yin-Yang grid.     

近40年黄河流域资源环境格局变化分析与地质工作建议

20世纪80年代以来,自然演变与强烈的人类活动叠加,致使黄河流域资源环境格局发生了显著变化,进而影响其开发利用布局,面临诸多资源短缺、环境退化和生态破坏问题,急需从地球系统科学的视角深入研究流域资源环境的格局变化特点,识别重大资源环境问题,提出解决方案,为黄河流域可持续发展提供决策依据.本研究以"山水林田湖草"生命共同...     

大西安地区土地利用类型时空演变分析

通过多种方法分析大西安地区土地利用类型演变特征、空间变化特征及其影响因素,旨在为大西安地区土地利用优化发展提供科学基础。在GIS和RS技术的支持下,对区域1996年、2006年、2016年3期LANDSAT TM（OLI）遥感影像进行解译,采用土地利用转移矩阵和土地利用变化模型对大西安1996 年以来土地利用类型和土地覆被时空动态变化进行量化分析,结果表明：（1） 大西安近20 a来建设用地面积不断增加,耕地、林业用地面积总体减少,草地小幅增加,水域略有萎缩,各地类间相互转换频繁。（2） 土地利用综合程度较高且不断加强,土地利用结构趋于均衡。（3） 空间变化上,土地利用变化区域差异显著,建设用地、耕地、林业用地重心转移的速度呈现出先快后慢的阶段性特征。（4） 综合相关文献,大西安地区土地利用变化的驱动因素主要为政策因素。论文从时空变化角度首次提出大西安地区的土地利用演变规律,该结果可为大西安地区发展过程中的土地优化提供科学基础。     

白令海大型底栖动物群落结构及其空间分布格局

Due to its unique geological location, the Bering Sea is an ideal place to investigate the water exchange and ecosystem connectivity of the Pacific Ocean–Arctic Ocean and subarctic–Arctic region. Based on a number of summer surveys(July to September, 2010, 2012 and 2014), macrobenthic communities and their spatial-temporal patterns are exhibited for the majority of the Bering Sea(53°59′–64°36′N). The results show that the macrobenthic communities were dominated by northern cold-water species and immigrant eurythermic species, and the communities assumed a dispersed and patchy distribution pattern. Polychaetes(Scoloplos armiger), crustaceans(Ceradocus capensis) and sea urchins(Echinarachnius parma) were the main dominant groups in the shallow shelves; the sea star(Ctenodiscus crispatus) and the brittle star(Ophiura sarsii) were the main dominant groups in the continental slope; whereas small polychaetes(Prionospio malmgreni) dominated the basin area. Sediment type, water depth, and currents were the major factors affecting the structure and spatial distribution of the macrobenthic communities. Compared with other seas, the shallow areas of the Bering Sea showed an extremely high-standing biomass. In particular, the northern shelf area(north of St. Lawrence Islands and west of 170°W),which is primarily controlled by Anadyr Water, is an undersea oasis. In contrast, a deficiency in the downward transport of particulate organic carbon has resulted in a desert-like seabed in the basin area. By comparing our results to previous studies, we found that macrobenthic communities of the Bering Sea have undergone significant structural changes in recent decades, resulting in a decrease in abundance and an increase in biomass.In addition, populations of amphipods and bivalves in the northern shelves have decreased significantly and have been gradually replaced by other species. These changes might be associated with advanced seasonal ice melting,changes in organic carbon input, and global warming, indicating that large-scale ecosystem changes have been occurring in the Bering Sea.     

高压气藏不动管柱分层压裂工艺研究与应用

川西低渗高压气藏具有多层系的特点,层间距离一般在十至百米左右。为了提高气井产量与开采经济效益,鉴于气井加砂压裂后压井会严重伤害储层,影响压裂效果,采用压裂管柱直接作为生产管柱,研究形成了以FCY211及Y241封隔器不同组合的两层不动管柱分层压裂工艺。同时,在成熟的两层分压工艺基础上,结合投球选压工艺,研究形成了以“工具分层＋投球选压”不动管柱三层分层的压裂工艺。现场应用实践表明,分层压裂极大地增加了单井的产能,取得了明显经济效益,对类似气藏的多层压裂与开采提供了有益参考。     

海岛生态环境的脆弱性分析与调控对策

海岛是海洋生态系统的重要组成部分,处于海陆相互作用的动力敏感地带,敏感性强,稳定性差,在当前人类活动和频繁的自然灾害等各种动力耦舍的作用下,其生态环境的脆弱性表现出复杂性和多样性的特征。对目前我国海岛生态环境存在的问题进行了分析,指出其脆弱性包括固有脆弱性和特殊脆弱性,并提出可行的海岛生态环境保护与恢复重建的对策,以实现资源环境与社会经济的可持续发展。     

连续降温对大菱鲆成鱼代谢机能的影响

为了探寻连续降温对大菱鲆(Scophthalmus maximus)成鱼血清、肝脏及肌肉能量代谢等指标的影响,作者将大菱鲆从正常养殖水温18℃快速、连续降温至1℃,并在18℃、13℃、8℃、5℃、3℃和1℃共计6个温度点取血采样,分别测定血清中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、血糖(GLU)以及肝脏中的糖原和肌肉中的乳酸等指标。结果发现,随着温度降低,大菱鲆的血清TP浓度呈先下降后升高的趋势,各实验组与对照组无显著差异(P0.05),但在13℃和3℃之间出现显著性差异(P0.05);血清ALB浓度则呈现升高趋势,在3℃时显著高于1℃(P0.05);血清TC浓度呈现升高趋势,且3℃时显著高于18℃(P0.05);GLU浓度呈先降低后升高趋势,且8℃、5℃、3℃实验组浓度显著高于其余实验组(P0.05);尿素浓度呈先降低后升高再降低趋势,且8℃时显著高于1℃(P0.05);肝糖原浓度呈先降低后升高趋势,且8、5、3℃实验组浓度显著高于其余实验组(P0.05);肌肉中乳酸含量呈先升高后降低趋势,且5℃时显著高于18℃(P0.05);其余指标则无显著性差异(P0.05)。结果表明:当温度在18~8℃时,降温对大菱鲆体内代谢影响不大;当温度降到8~3℃时,大菱鲆体内开始出现应激反应;当温度继续降低至1℃时,大菱鲆体内的各种代谢基本处于停滞状态。综合分析各温度下的代谢指标得出结论,3~1℃温度区间与大菱鲆的生态冰温点比较接近,可以在此温度区间附近进一步进行无水保活的探索,在保证大菱鲆无水运输可行性的基础上优化经济成本。     

东海西南近岸海域污损生物群落特征

于2013年12月~2014年11月在东海西南近岸海域进行污损生物周年挂板试验,全年共记录污损生物10门49科69属84种,群落组成以近岸暖水种为主,为典型的亚热带内湾型群落,附着盛期为4–9月,夏季污损生物的附着强度最高。固定生活类型的悬浮物食者是该近岸海域污损生物群落的附着主体,网纹藤壶（Amphibalanus reticulatus）是最主要的优势种和代表种,其它优势种还有长鳃麦杆虫（Caprella equilibra）、中胚花筒螅（Ectopleura crocea）、太平洋侧花海葵（Anthopleura nigrescens）、今岛柄涡虫（Stylochus ijimai）、克氏无襟毛虫（Spirobranchus kraussii）、近江牡蛎（Crassostrea rivularis）、翡翠贻贝（Perna viridis）、廉形叶钩虾（Jassa falcata）、强壮板钩虾（Stenothoe valida）、光辉圆扇蟹（Sphaerozius nitidus）和大室别藻苔虫（Biflustra grandicella）等。污损生物群落个体间因附着空间和食物竞争而存在着相互依存或互相制约的关系,又依照对环境因子的适应性而存在着一定的时空分布规律。温度是决定污损生物地理分布的最主要环境因素,物种的温度属性是不同气候带污损生物群落组成差异的本质体现,污损生物的种类数、附着期和附着量与水温有着密切的关系;另外,盐度、水流、光、水产养殖等自然环境或人为因素也是影响污损生物附着的重要影响因子。     

城市自然地理学的理论、实践和发展

在全球快速城市化背景下,城市成为经济高速发展、人类活动高度集中、人地相互作用最强烈的区域,人工环境下“第二自然格局”的形成以及剧烈的城市土地利用/覆被变化效应使得城市自然地理学在城市复杂系统的研究中具有重要的理论和应用价值。本文通过对城市自然地理学的缘起、学科发展的综合分析,从学科理论体系、研究内容以及前沿发展领域等方面进行了论述,以期丰富和深化城市自然地理学研究内容,并进一步推动城市自然地理学的研究和发展。未来,城市自然地理学的研究应从以下方面开展：①关注基础理论研究,深化学科理论体系;②发展多学科的交叉视角,深化城市地表系统多要素变化研究;③聚焦城市自然—人文复杂系统,揭示自然和人文多要素间耦合机理及驱动机制;④拓宽城市服务应用领域的研究,提供城市可持续发展的多目标决策。