北京大学陆面过程模式PKULM(Peking University Land Model)介绍及检验          下载免费PDF全文

郑辉  刘树华  Prabhakar Clement  刘振鑫  候旭宏  王姝  赵靖川  李源  缪育聪  郑亦佳  盛黎  朱琳 《地球物理学报》2016,59(1):79-92

陆面过程模式是气候模式和天气模式的核心组成部分之一.在土壤—植被—大气耦合模式(Soil-PlantAtmosphere Model,SPAM)的基础上,发展了新一代北京大学陆面过程模式PKULM(Peking University Land Model).本文首先介绍了PKULM的辐射传输、湍流输送、光合作用、土壤水热输送等过程的参数化方案;采用隐式迭代计算框架,发展并应用了一个快速的线性方程组求解算法,提高了模式计算稳定性;提出并使用了二分搜索算法计算气孔阻抗,避免了CLM(Community Land Model)等使用的迭代方法在干旱区不稳定的情况,提高了模式的适用性;采用水势为基础的土壤水分扩散方程,使模式能够模拟土壤饱和区的水分输送过程,为进一步与水文过程模式耦合奠定了基础;还发展了一个地表积水与径流过程的机理模型,提高了模式对地表水分平衡过程的模拟能力;最后,使用"中国西北干旱区陆—气相互作用观测试验"平凉站的资料对模式进行了检验并与NOAH(National Center for Environmental Prediction,Oregon State University,Air Force,and Hydrology Lab model)陆面过程模式的模拟结果进行了比较,结果表明PKULM能够较好地模拟西北半干旱区农田下垫面地气交换过程.  相似文献   

地球形成和演化过程中的分异能计算方法研究          下载免费PDF全文

耿煜  王君恒 《地球物理学报》2015,58(10):3530-3539

地球形成初期,构成地球的物质在组成上是大致均一的.目前地球的地核-地幔-地壳圈层结构,是由分异作用形成的.分异过程释放的能量称为分异能.Sorokhtin和Chilingarian等人从行星吸积的定义出发,导出了基于地球内部密度分布的势能计算公式,计算出的分异能大小为1.698×1031J.本文采用计算球体势能的思路,导出分异能计算的解析公式和数值计算公式,通过求取原始地球模型与均匀分层模型、PREM模型的势能差计算分异能.两种方法的计算结果分别为1.535×1031J和1.698×1031J.前者与Sorokhtin等的结果相近,后者与之相同.本文初步分析了方法间的异同以及造成结果偏差的主要原因.  相似文献   

西北太平洋热带气旋生成数在1990年代中期发生突变的气候环境特征分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

李德琳  肖子牛  周秀华  信飞 《热带气象学报》2015,31(3):323-332

利用CMA热带气旋(TC)最佳路径资料和NCEP再分析资料,分析1949—2013年西北太平洋(包括南海)TC生成数的变化特征,发现在1995年前后发生由偏多到偏少的显著突变。对影响TC生成的主要气候环境要素场进行对比分析表明,在1995年之后,虽然赤道西太平洋海表温度偏高,热带太平洋为类La Ni?a的异常海温型,但垂直上升运动减弱、对流层纬向风垂直切变幅度增大、海平面气压升高,均不利于TC的生成,其综合影响导致TC数目显著减少。对1995年前后两个时期TC生成多、少典型年份海洋大气环境场的对比分析表明,1995年以前热带海洋表面温度对TC生成有相对重要的影响,而1995年以后风场环境对TC生成的影响作用更重要。   相似文献   

中国房间空气调节器行业节能减排潜力分析     

刘援  王雷  韵晋琦 《气候变化研究进展》2015,11(3):205-211

2012年,中国房间空气调节器（空调器）保有量约为3.57亿台,依据抽样调查数据计算得到保有量装机容量,采用各省市夏季平均温度估算超过26℃的时间作为运行时间计算得出年电力消耗约3.28×1011 kW?h,折合碳排放约为318 Mt CO₂当量。由于空调器国内需求量将进一步增长,预计到2030年保有量将达到当前的4～5倍。在电力结构不变情景下,空调器总体能效提高1倍,2030年空调器电力消耗产生的温室气体排放约为603 Mt CO₂当量。假设空调器总体能效提高1倍、高能效产品消费比例进一步提高并伴随中国能源结构调整,如水电、核电、太阳能等低碳能源比例不断提高,在满足中国空调器需求的前提下,2030年中国空调器电力消耗产生的温室气体排放可以争取控制在当前的水平。  相似文献   

Response to ‘Discussion of paper “Development of a family of unconditionally stable explicit direct integration algorithms with controllable numerical energy dissipation” by Chinmoy Kolay and James M. Ricles’ in Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2014; 43:1361–1380          下载免费PDF全文

Chinmoy Kolay  James M. Ricles 《地震工程与结构动力学》2015,44(2):329-332

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A meta‐analysis of reef island response to environmental change on the Great Barrier Reef          下载免费PDF全文

Sarah M. Hamylton  Marji Puotinen 《地球表面变化过程与地形》2015,40(8):1006-1016

Reef islands on the Great Barrier Reef are influenced by a range of environmental factors. A meta‐analysis of 103 islands is presented to express variation in island size (area and volume) as a function of latitudinal and cross shelf gradients in regional oceanographic factors (exposure to incident waves, tidal range and tropical cyclone frequency) and local physical factors (position on the shelf, area, length and depth of supporting reef platform, vegetative cover). Models performed well for unvegetated sandcays (R² = 0.89), vegetated sandcays (R² = 0·72) and low wooded islands (R² = 0.78), with a moderate level of variation explained when all islands were simultaneously regressed (R² = 0.58). Future island dynamics were simulated for anticipated changes in cyclone regime, wave activity and sea level. For 38 islands mapped on the 1973 Royal Society and Universities of Queensland Expedition to the Northern Great Barrier Reef, change over the same 22 year period (1973–1995) was determined and the relative magnitude of observed and modelled changes was compared and found to be consistent through rank correlation analysis (Γ = 0.84 for unvegetated sandcays, Γ = 0.81 for vegetated sandcays). Simulations of island area or volume change from 2000 to 2100 indicated that under a 30% decrease in tropical cyclone activity, unvegetated sandcays continue to accrete at a lower rate, whereas all island types erode under a 38% increase in tropical cyclone activity. Vegetated sandcays initially accrete at higher levels of cyclone activity, entering an erosive state with a 60% increase in activity. Low wooded islands are unresponsive to environmental changes modelled. A sensitivity analysis of vegetated and unvegetated sandcays indicated that the presence of vegetation increases the tropical cyclone activity threshold at which islands begin to erode. Greatest sedimentary losses occur within the central band of high cyclone activity between Cooktown and Mackay. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Hydraulic properties of concentrated flow of a bank gully in the dry‐hot valley region of southwest China          下载免费PDF全文

Zhengan Su  Donghong Xiong  Yifan Dong  Baojun Zhang  Su Zhang  Xueyong Zheng  Dan Yang  Jianhui Zhang  Jianrong Fan  Haidong Fang 《地球表面变化过程与地形》2015,40(10):1351-1363

To quantify spatiotemporal variation in hydraulic properties of bank gully concentrated flow, a series of scour experiments were run under water discharge rates ranging from 30 to 120 l min^?1. Concentrated flows were found to be turbulent and supercritical in the upstream catchment area and downstream gully beds. As discharge increased, values of the soil erosion rate, Reynolds number (Re), shear stress, stream power, and flow energy consumption (ΔE) increased while values of the Froude number (Fr) and the Darcy–Weisbach friction factor (resistance f ) did not. With the exception of gully headcut collapse under discharge rates of 60, 90, and 120 l min^?1, a declining power function trend (P < 0.05) in the soil erosion rate developed in the upstream catchment area, headcuts, and downstream gully beds. However, increasing trends were observed in temporal variations of hydraulic properties for downstream gully beds and the upstream catchment area. Despite significant differences in temporal variation between the soil erosion rate and hydraulic property values, relative steady state conditions of the soil erosion rate and ΔE were attained following an initial period of adjustment in the upstream catchment area, headcuts, and downstream gully beds under different discharge rates. A logarithmic growth of flow energy consumption per unit soil loss (ΔE_u) was observed in bank gullies and the upstream catchment area as the experiment progressed, further illustrating the actual reason behind the discrepancy in temporal variation between soil erosion rates and ΔE. Results demonstrate that ΔE can be used to estimate headcut erosion soil loss, but further quantitative studies are required to quantify coupling effects between hydraulic properties and vertical variation in soil mechanical properties on temporal variation for bank gully soil erosion rates. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

陕西省能源消费结构、产业结构演变对碳排放强度的冲击影响分析     

朱妮  张艳芳 《干旱区地理》2015,38(4):843-850

基于陕西省1989-2011年能源消费等统计数据,分析能源消费结构、产业结构的演变特征,建立陕西省能源消费结构-产业结构-碳排放强度系统的VAR模型,对该系统的长期和短期动态关系进行实证分析。结果表明:陕西省的发展模式,是能源消费结构长期以高碳能源为主和产业结构长期以高碳产业为主导。能源消费结构与产业结构的变化对陕西省碳排放强度的减小作用初期微弱;从中长期来,两个结构多元化提高的负效应对碳排放强度的增加有长期持久的抑制作用,且能源消费结构演进对碳排放强度的冲击效果始终大于产业结构变化的冲击效果。优化产业结构和调整能源消费结构尤其是提高低碳产业与低碳能源比重是驱动陕西省碳排放强度下降的有效措施。  相似文献   

一种基于植被指数-地表温度特征空间的蒸散指数     

贺广均  冯学智  肖鹏峰  李虎  余涛  叶李灶 《干旱区地理》2015,38(5):887-899

利用遥感获取的植被指数和地表温度信息,进行地表能量和水分平衡过程研究是目前陆表过程研究的前沿。根据地表能量和水分平衡原理,对地表温度(Ts)、植被指数(VI),地表蒸散发(ET)之间的空间关系进行了分析,并基于假设条件,构建了温度植被蒸散指数(TVETI)。为验证TVETI表征地表蒸散的能力,利用环境卫星数据和SEBAL模型,对SEBAL模型中各能量通量构建的蒸散指数与TVETI进行线性回归分析,从2012年4~9月6个不同日期的确定性系数分别为:0.838、0.935、0.912、0.921、0.926、0.825, TVETI能很好的表征地表蒸散能力。通过对SEBAL模型估算的ET和TVETI估算的ET进行交叉验证发现,两者大小一致性显著, TVETI可以实现区域尺度地表蒸散发的快速估算。  相似文献   

中国天山西部山区森林积雪消融过程观测分析——以巩乃斯河谷为例     

陆恒  魏文寿  刘明哲  韩茜  洪雯 《干旱区地理》2015,38(5):936-947

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站区内阳坡无林地和阴坡不同开阔度森林内积雪深度、融雪速率以及常规气象的观测,分析了融雪期不同开阔度森林积雪的消融过程以及积雪表面能量平衡特征。结果表明:不同开阔度林冠下积雪深度具有相同的变化趋势,森林的林冠开阔度越大,林下积雪深度越大,林下积雪开始消融和完全消融的时间越晚,消融期也越长。森林积雪融雪开始和结束时间比阳坡无林地区晚20~30 d左右。融雪前期林冠开阔度越大,其林下融雪速率越小。融雪后期则森林开阔度越大,森林积雪的融雪速率越大。不同时期由于不同开阔度林冠下雪面能量收支以及雪层深度等物理特性的差异,从而使不同开阔度林冠下森林积雪融雪速率的相对大小,融雪速率最大值出现时间和日变化特征均不相同。晴天森林积雪的消融速率和日变化特征取决于净短波辐射和长波辐射变化特征。降水期间,其融雪速率的变化则主要受降水形式、降水量以及积雪深度等雪层特性的影响。  相似文献