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藏南羊卓雍错湖面大气湍流特征观测分析 总被引：2，自引：1，他引：1
湍流运动是大气边界层的本质特征，是地表与大气之间能量和物质交换的主要方式.本文利用2016和2017年4-10月藏南羊卓雍错湖泊涡动观测资料，分析了湖面大气湍流方差和湍流特征量的统计和变化特征.结果表明：（1）不稳定层结下，三维风速分量和超声虚温、水汽密度、CO2密度的无量纲标准差随稳定度变化符合Monin-Obukhov相似理论的"1/3"或"-1/3"次幂律，垂直风速的拟合效果最好；稳定层结下，除CO2密度无量纲标准差与稳定度无明显关系外，其他量基本上满足相似性规律；中性条件下，以上物理量的无量纲标准差分别趋近常数：3.57、3.93、0.77、20.91、6.35和11.96.（2）水平方向平均湍流强度（0.60和0.58）大于垂直方向（0.13），三维方向湍流强度与平均风速的变化呈显著负相关，相关系数分别为-0.39、-0.42和-0.34.（3）湖面湍流动能随风速呈线性增长，增长率达0.45 m/s；近中性层结时湍流动能最大，层结越稳定或不稳定湍流动能均减小.（4）湖泊下午到傍晚动量输送较强，13：00-22：30时间段平均动量通量达0.091 kg/（m·s2）；热量输送以潜热为主，潜热通量日平均值（77.3 W/m2）是感热通量（14.6 W/m2）的5.3倍，感热和潜热通量日变化峰值分别出现在5：30（22.4 W/m2）和16：00（106.6 W/m2）. 相似文献
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太湖的富营养化污染日益严重，针对太湖水生植被的研究工作非常重要，然而全面的太湖水生植被调查已经有将近二十年未见报道.基于2014年夏季全湖水生植被调查结果，结合历史资料，比较分析1960年以来太湖水生植被演变情况.结果表明，1960年以来，共有23种水生植物从太湖消失，其中1981、1997和2014年分别消失7、4和12种.从分布区面积来看，1960年以来太湖水生植被总体呈北部湖区水生植被消失，东北部、东部及南部湖区水生植被分布区面积持续扩张的态势，1981年全湖水生植被分布区面积占8%，到2014年已经有33.82%的水面有水生植被分布.从生物量组成来看，太湖水生植被先升后降，从1960年的10×104 t，持续上升到1988年的44.72×104 t，1997年下降到36×104 t，2014年进一步下降到29.09×104 t.但挺水植被以外的水生植被，尤其是浮叶植被的生物量一直保持上升态势.总生物量的下降与东太湖挺水植被大面积消失有关，到2014年全湖挺水植被生物量比重仅占5.15%，东太湖沼泽化问题已不复存在.从群落组成变化情况来看，苦草（Vallisneria natans）群落分布区面积锐减，马来眼子菜（Potamogeton malaianus）和荇菜（Nymphoides peltatum）分布区持续扩张.目前太湖水生植被管理面临的主要问题是北部湖区水生植被恢复和东部湖区水生植被过量生长. 相似文献
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太湖悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶编码基因的分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
颗粒态有机磷的碱性磷酸酶矿化是水生态系统磷循环的重要环节，对细菌碱性磷酸酶编码基因的解析有利于揭示浅水富营养化湖泊有机磷矿化的微生物驱动机制.本文以太湖不同生态类型湖区悬浮颗粒物为研究对象，运用荧光定量PCR技术，探究太湖水体中悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶phoX和phoD基因的时空分布特征，以及影响两类基因丰度的主要环境因子.结果表明：太湖不同生态类型湖区中phoD基因丰度是phoX基因的6~42倍，且二者均存在显著的时空分布差异.6月，河口区phoX（9.18×104 copies/L）和phoD（1.88×106 copies/L）基因丰度均最高，其次分别为草型区、湖心区和藻型区.与6月相比，9月各湖区phoD基因丰度显著降低，而phoX基因丰度在藻型区和草型区则有所升高.9月，草型区phoX基因丰度最高（5.70×104 copies/L），河口区最低（1.49×104 copies/L）.水生植物对phoX和phoD基因丰度具有重要贡献.悬浮颗粒物细菌phoX基因丰度可能被低估.溶解氧、总氮和总磷是影响太湖phoX和phoD基因丰度的主要环境因子. 相似文献
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盐分是参与湖泊物质循环的重要成分之一，湖泊盐度增加对湖泊生态系统健康造成了严重的威胁.乌梁素海总溶解性固体（TDS）和盐度均处于较高的水平，为揭示盐分在冰-水-沉积物中的分布及迁移规律，冰封期在乌梁素海7个采样点采集冰、冰下水和不同深度沉积物样品，分析样品的TDS、Na+和Cl-浓度，得到各自在冰-水间浓度的比值，即分配系数K，并对水-沉积物界面Na+和Cl-的扩散通量进行估算.结果显示，TDS、Na+和Cl-在冰-水中分配系数K的均值分别为0.02、0.03和0.01，表明在湖水结冰形成冰盖的过程中，随着冰晶的析出，TDS、Na+和Cl-逐渐在水体中浓缩，水体中Na+和Cl-在浓度梯度驱动力作用下，向沉积物间隙水中扩散，估算其扩散通量均值分别为-229和-676 mg/（m2·d）.总之，湖水在冻结过程中，由于冰晶的析出，盐分向冰下水体中迁移，使得盐分浓度在冰下水体中浓缩增加，继而向沉积物中迁移，对湖泊水生态环境构成胁迫. 相似文献
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城市冠层中温度脉动的硬湍流特性和相似性级串模型 总被引：9，自引：0，他引：9
通过观测实验发现, 热对流条件下城市冠层湍流温度脉动具有“硬湍流”特征, 两点温度差具有指数型概率密度分布; 观测实验同时也得到湍流能量耗散率ε符合对数-正态分布, 这与Kolmogorov 1962年提出的假设和已经报道的大量实验结果相一致. 我们根据相似性级串模型导出的“硬湍流”温度场n阶结构函数的标度指数理论公式ςn = n/3-μ(n(n+6)/72+[2ln!-nln2]/2ln6) (μ为间歇性指数)与实验测得的结果可以较好地符合到8阶, 优于Kolmogorov理论、β模型和联合对数-正态模型给出的理论结果. 相似文献
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大型浅水湖泊与大气之间的动量和水热交换系数——以太湖为例 总被引：5，自引：1，他引：4
湖泊水面与大气之间垂直方向的动量、水汽和热量通量与风速、湿度和温度梯度之间存在比例关系,因此在湖泊水-气相互作用研究中,这比例系数(交换系数)是关键因子.在以往的研究中,交换系数通常直接采用水面梯度观测法或海洋大气近地层的参数化方案进行计算.本文采用涡度相关系统和小气候系统仪器在太湖平台上直接观测的通量和气象要素,对上述交换系数(最小均方差原则)进行优化,结果为:动量交换系数CD10N=1.52×10-3、水汽交换系数CE10N=0.82×10-3、热量交换系数CH10N=1.02×10-3,与其他内陆湖泊涡度相关观测数据的推导结果一致.本文的研究结果表明:与海洋参数化方案相比,在相同的风速条件下,湖面的空气动力学粗糙度比海洋高,这可能是由于受到水深的影响;如果采用海洋参数化方案,会导致湖泊年蒸发量的估算值偏大40%.太湖的动量、水汽和热量交换系数可以视为常数,可以不考虑稳定度和风速的影响.这是因为本文中83%的数据为近中性条件.敏感性分析表明:如果考虑稳定度的影响,LE模拟值的平均误差降低了0.5 W/m2,H的平均误差降低了0.4 W/m2,u*的计算值没有变化;如果考虑风速的影响,u*模拟值的平均误差降低了0.004 m/s,LE的平均误差升高了1.3 W/m2,H的模拟结果几乎不受影响.这一结果能为湖气相互作用研究提供参考. 相似文献
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基于FVCOM的太湖梅梁湾夏季水温、溶解氧模拟及其影响机制初探 总被引：6，自引：1，他引：5
水体中的溶解氧是表征水生生态系统健康与否的重要参数之一.本研究基于太湖2008年8月16 20日的风速、风向、短波辐射等气象场资料以及实测的相关水质参量,利用FVCOM(即非结构化网格有限体积近海海洋模型)模式对太湖梅梁湾三维水温以及水体中溶解氧进行模拟,模拟结果与实测值基本吻合,水温的验证回归方程为y=1.02x,R2为0.690;溶解氧的R2为0.760.同时对溶解氧浓度的时空分布,梅梁湾溶解氧的"源"和"汇"及其贡献进行了分析.结果表明:太阳辐射、风速是影响水温日成层现象的重要因子;受水温和光照的影响,夏季梅梁湾的溶解氧存在垂直差异,呈现出"双峰双谷"的日变化特征;浮游植物光合作用制氧是水中溶解氧的最重要来源,水下光衰减直接控制着初级生产力的垂直分布;浮游植物呼吸及死亡是溶解氧的最大消耗者,余下依次为底泥耗氧、碳化需氧、细菌呼吸耗氧和硝化作用耗氧. 相似文献
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风浪扰动是影响湖泊生态系统的重要环境因素之一.为了解扰动方式对微囊藻群体大小的影响，在实验室可控条件下，模拟不同扰动方式（持续扰动和间歇扰动）对太湖水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）群体大小的影响.结果显示，间歇扰动组水华微囊藻群体从35.09 μm迅速增大至43.73 μm，实验第17天时为59.00 μm；而持续扰动组水华微囊藻群体大小先从35.07 μm增大到43.51 μm，实验第17天时减小至13.95 μm；不扰动组整个实验期间群体大小相对稳定，实验初为35.38 μm，实验第17天时为33.67 μm.方差分析显示，间歇扰动组群体大小显著大于持续扰动组和不扰动组，持续扰动组显著小于不扰动组.实验第17天时间歇扰动组藻细胞密度（1.675×106 cells/ml）显著高于持续扰动组（0.344×106 cells/ml）和不扰动组（1.461×106 cells/ml）.研究结果表明，适当强度下的间歇扰动能促使水华微囊藻群体显著增大和生长，而长时间的持续扰动则会抑制水华微囊藻群体的聚集和生长，该结果有助于人们对太湖微囊藻水华暴发机理的认识. 相似文献
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不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征 总被引：5，自引：0，他引：5
利用太湖和博斯腾湖8月份、天目湖6 8月份的采样数据,开展不同营养状态下浮游植物吸收和比吸收系数的变化规律研究,并探讨其影响因素.利用综合营养指数法,太湖8月42个采样点中20个点为重度富营养,标记为太湖TⅠ,22个点为中度富营养,标记为太湖TⅡ,天目湖夏季、博斯腾湖8月的富营养水平分别为轻度富营养和中营养.440 nm处浮游植物吸收系数aph(440)按照营养水平从高到低由重度富营养到中营养分别为1.02±0.51、0.69±0.40、0.78±0.24和0.20±0.04 m-1,相应地675 nm处浮游植物吸收系数aph(675)分别为0.59±0.32、0.38±0.23、0.41±0.13和0.08±0.02 m-1.统计检验显示,重、中度富营养的太湖以及轻度富营养的天目湖浮游植物吸收系数显著高于中营养的博斯腾湖.440 nm处浮游植物比吸收系数aph*(440)分别为0.013±0.006、0.012±0.004、0.038±0.008和0.051±0.013 m2/mg Chl.a.统计检验显示,重度、中度富营养的太湖浮游植物比吸收系数显著小于轻度富营养的天目湖,而天目湖浮游植物比吸收系数又显著小于中营养的博斯腾湖.另由400~700 nm浮游植物的光谱曲线可以明显看出不同营养状态浮游植物吸收系数的变化情况,表现为:重度富营养太湖TⅠ>轻度富营养的天目湖>中度富营养的太湖TⅡ>中营养的博斯腾湖.太湖和天目湖属于富营养化湖泊,浮游植物吸收系数明显高于中营养的博斯腾湖,这充分反映了随营养程度增加,浮游植物吸收逐渐增加.天目湖浮游植物略高于太湖TⅡ是因为太湖非藻类悬浮颗粒物含量高,所以吸收系数偏小.比吸收系数的变化情况与吸收系数的变化情况恰好相反,随着营养程度的增加依次递减.随营养程度增加浮游植物吸收逐渐增加是由于水体营养盐增加促进浮游植物生长,浮游植物生物量逐渐增加所致,而比吸收系数逐渐降低则由于色素包裹效应所致. 相似文献
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以滇池典型生态修复区——大泊口水域为研究对象,研究了富营养化高原湖泊种子库时空特征、种子库与地表覆盖水生植被及水环境的相关关系和恢复潜力.利用高密度样方原位观测与温室控制种子萌发实验相结合,基于2014-2016共3年的长期定位研究,分析湖泊平均种子库密度、分布格局及与覆盖水生植物Sørensen相似性关系,结果显示：年平均种子库形成率在20.35%~34.13%之间,种子库密度2014年为546.67粒/m2,2015年为826粒/m2,2016年为1682粒/m2,眼子菜科的篦齿眼子菜（Potamogeton pectinatus L.）、金鱼藻科的金鱼藻（Ceratophyllum demersum L.）等耐污种属对种子库构成和年增长率贡献较大;垂直方向上种子主要分布于深层底泥（5~30 cm）.随着在时间尺度上的延长,种子库分布更为广泛,且规模越来越大（其中500粒/m2以上规模的分布频率显示增多）.离散系数（V/m）与Lloyd平均拥挤指数（m*）分析显示主要优势群丛（篦齿眼子菜等）为聚集分布,其余为均匀空间分布格局;种子库与水生植被关系评价指标Sørensen相似性系数（SC）研究显示,滇池大泊口平均SC=（0.3628±0.0265）,在湖泊湿地类型和草本群落植被类型属性上处于较低水平,即显示目前植物群落演替过程发生较快,耐污先锋种属在恢复进程上占据优势生态位,而历史优势种和对水环境要求较高的物种却未能规模萌发,一定程度上揭示了高原富营养化湖泊种子库中历史优势植被可恢复性的特征及难点. 相似文献
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本文利用2005-2009年的全球网格化Argo数据,分别采用温度判据和密度判据计算了全球大洋混合层深度(Mixed Layer Depth, MLD),讨论了障碍层(Barrier Layer, BL)和补偿层(Compensated Layer, CL)对混合层深度计算的影响,得到了合成的混合层深度,并研究了其时空变化特征. 研究表明:(1)在赤道西太平洋(10°S -5°N,150°E-150°W),孟加拉湾,热带西大西洋(10°N-20°N,30°W-60°W)是障碍层高发区域. 冬季的北太平洋副热带区域(30°N附近)以及东北大西洋(40°N-60°N,0°-30°W)是补偿层发生的区域. (2) 在各个半球的夏季MLD都比较浅,在各个半球的冬季MLD则普遍比较深. 北太平洋和北大西洋的MLD的分布和变化比较相似,印度洋MLD受季风影响显著,呈现半年周期变化. 太平洋和大西洋的MLD 的经向分布大致呈现出"两端深,中间浅"的拱形特点. (3)混合层深度距平场EOF第一模态时间变化为周期的年信号,北太平洋和北大西洋、南大洋(尤其是南极绕流区)都是MLD变化剧烈的海域,第二模态显示全球大洋混合层深度距平存在着一个半年的变化周期. 相似文献
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Hezi Gildor 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(6):593-599
The solution for the bottom Ekman layer has a somewhat counter intuitive character, which seems to violate the maximum principle: at a certain level the velocity within the Ekman layer is higher than the velocity in the geostrophic layer above. I explain this character by looking at an analogous problem in an inertial frame of reference and show that it is the result of observing the flow from a rotating frame of reference (i.e. within a system that is not in steady state). The flow in the bottom Ekman layer is a superposition of the flow that results from the force exerted on the fluid by the rotating Earth and of the flow that results from the pressure-gradient term. Therefore, at a certain level the speed is higher than the speed of the geostrophic layer above which results from the pressure gradient alone. 相似文献
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本文利用2013年6月至2015年10月北京南苑观象台两年多午后臭氧探空资料，初步分析了北京城区大气混合层内臭氧浓度的垂直分布规律以及典型天气条件下大气边界层臭氧的变化特征.主要结果有：（1）季节平均而言，地表至对流层中部（8 km）的臭氧浓度在夏季最高，冬季最低，相差50~130 μg·m-3，最大差异在边界层.总体而言，对流层臭氧浓度随高度有比较缓慢的增加，但是边界层内臭氧浓度的垂直结构随季节有比较大的差异：夏季混合层中部存在一个臭氧浓度极大值，这与夏季比较强的光化学生成臭氧有关；而在冬季地面臭氧浓度很低，平均值小于40 μg·m-3，说明冬季地面是臭氧很强的汇.（2）臭氧浓度季节内变率的季节差异也十分明显，夏季最大、冬季最小.季节内变率在从边界层向自由对流层过渡区域最小（夏季为24 μg·m-3，冬季仅为10 μg·m-3），在边界层内变率较大，夏季可达64 μg·m-3（冬季为30 μg·m-3），这也说明边界层化学过程明显影响臭氧浓度的变化.（3）我们从所有白天样本中严格筛选了部分混合层样本，并把臭氧浓度在由混合层向自由大气过渡时的垂直分布分成了三类，即臭氧浓度随高度增大（Ⅰ型）、减小（Ⅱ型）以及基本稳定不变（Ⅲ型）；臭氧垂直结构类型有明显的季节特征，夏季主要是Ⅱ型，而冬季则以Ⅰ型为主.（4）此外，我们还针对一些典型天气过程（强风、静稳雾天和PM2.5污染）边界层内臭氧的变化特征进行了分析，结果表明：强风切变产生的机械对流引起的充分混合，有利于高层臭氧向低层输送，使得混合层内臭氧浓度的垂直梯度明显减小，同时混合层高度较高，达3 km以上；在高湿度静稳天气控制下，大气混合层较稳定，对北京上空污染物的垂直扩散十分不利：颗粒物浓度升高，削弱到达近地层的太阳辐射，从而降低臭氧的生成效率，混合层内臭氧浓度与混合层厚度都处于较低水平. 相似文献
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天津地区咸水层观测井的改造与优化问题讨论 总被引：2，自引：0，他引：2
本文系统清理、分析了天津地区的咸水井观测资料,通过实际观测资料分析认为,天津地区的咸水体具有封闭性好,不开采的优势,具备了作为地震观测井的基本条件;在观测资料的动态方面,一般具有两种动态变化特征,但仅个别井能够记录到微弱固体潮信息,同时也不能记录到水震波;在映震方面,取得了一批震例资料,其异常幅度往往较大,映震特征明显;在观测层的选取上,一般应选择50 m以下的咸水层,并且在观测段中最好应包括海相层;在观测点的位置方面,应选择较大断裂的交汇点、拐点以及端点部位或活动性较强的断裂上。 相似文献
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The main subject of the paper is to resolve the Ekman layer analytically and to formulate an appropriate set of 3D-geodynamo equations. The equations are formulated in the mean field approximation where the mean values of magnetic field and velocity over azimuthal direction vanish. This approach should allow the numerical calculation to be performed for small Ekman numbers, down to 10–12
, which are usually considered to be realistic in the geodynamo. The solution of the Ekman layer is also newly interpreted and consequently a new term appears in the usual expression for the geostrophic shear. The viscous terms are neglected in the main volume of the core and their leading role is assumed just in the thin Ekman layer. The inner core is not included in these considerations and no concrete calculations of a model are presented. 相似文献
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It is found by experiment that under the thermal convection condition, the temperature fluctuation in the urban canopy layer turbulence has the hard state character, and the temperature difference between two points has the exponential probability density function distribution. At the same time, the turbulent energy dissipation rate fits the log-normal distribution, and is in accord with the hypothesis proposed by Kolmogorov in 1962 and lots of reported experimental results. In this paper, the scaling law of hard state temperature n order structure function is educed by the self-similar multiplicative cascade models. The theory formula is Sn = n/3μ{n(n+6)/72+[2lnn!-nln2]/2ln6}, and μ Is intermittent exponent. The formula can fit the experimental results up to order 8 exponents, is superior to the predictions by the Kolmogorov theory, the β And log-normal model. 相似文献
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本文利用高分辨率中尺度WRF模式,通过改变边界层参数化方案进行多组试验,评估该模式对美国北部森林地区边界层结构的模拟能力,同时比较了五种不同边界层参数化方案模拟得出的边界层热力和动力结构.结果表明：除个别方案外,配合不同边界层方案的WRF模式都能成功模拟出白天对流边界层强湍流混合特征和夜间稳定边界层内强逆温、逆湿和低空急流等热力和动力结构.非局地YSU、ACM2方案在白天表现出强的湍流混合和卷夹,相比于局地MYJ、UW方案,模拟的对流边界层温度更高、湿度更低、混合层高度更高、感热通量更大,更接近实际观测,这表明在不稳定层结下考虑非局地大涡输送更为合理,但局地方案在风速和风向的预报上存在一定优势.TEMF方案得到的白天局地湍流混合强度为所有方案中最弱,混合层难以发展,无法体现对流边界层内气象要素垂直分布均匀的特点.对于夜间稳定边界层的模拟,不同参数化方案之间的差异较小,但是YSU方案在一定程度上高估了机械湍流,导致局地湍流混合偏强,从而影响了其对稳定边界层的模拟能力. 相似文献
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本文对场地土按分层弹性地基土建立了合理的力学模型，通过动力分析，给分层弹性地基场地土水平方向自振特性及在水平方向地震荷载作用下强迫反应的解析解。 相似文献
20.
This paper describes synthetically the seismic activity, deep and shallow structures and rock dynamic features in and near
Chaoyang—Yixian region. It is supposed that there is a low velocity layer in middle crust and the three-layered crustal velocities
are all lower than that in both sides of the region. There exists uplifts of upper mantle and asthenosphere-low resistance
layer. It is also studied the composition of matter of three-layered crust, low velocity layer, upper mantle and asthenosphere.
In the end the direct relations between the deep and shallow structure, composition and the seismic activity and new activities
of faults in this region are discussed.
The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 180–186, 1992. 相似文献