Turbulent Kinetic Energy Dissipation in the Surface Layer     

D. Charuchittipan  J. D. Wilson 《Boundary-Layer Meteorology》2009,132(2):193-204

We estimated the turbulent kinetic energy (TKE) dissipation rate for thirty-two 1-h intervals of unstable stratification covering the stability range 0.12 ≤ −z/L ≤ 43 (z/L is the ratio of instrument height to the Obukhov length), by fitting Kolmogorov’s inertial subrange spectrum to streamwise spectra observed over a desert flat. Estimated values are compatible with the existence of local equilibrium, in that the TKE dissipation rate approximately equalled the sum of shear and buoyant production rates. Only in the neutral limit was the turbulent transport term in the TKE budget measured to be small.  相似文献   

11 Å tobermorite from cement bypass dust and waste container glass: A feasibility study     

N.J. Coleman  C.J. Trice  J.W. Nicholson 《International Journal of Mineral Processing》2009,93(1):73-78

A novel one-step hydrothermal synthesis of 11 Å tobermorite, a cation exchanger, from a unique combination of waste materials is reported. 11 Å tobermorite was prepared from stoicheiometric quantities of cement bypass dust and waste container glass at 100 °C in water. The product also comprised 10 wt.% calcite and trace quartz as residual parent phases from the cement bypass dust. In a batch sorption study at 20 °C the uptakes of Cd²⁺ and Pb²⁺ by the waste-derived tobermorite product were found to be 171 mg g^− 1 and 467 mg g^− 1, respectively, and in both cases the removal process could be described using a simple pseudo-second-order rate model (k₂ = 2.30 × 10^− 5 g mg^− 1 min^− 1 and 5.09 × 10^− 5 g mg^− 1 min^− 1, respectively). The sorption characteristics of the 11 Å tobermorite are compared with those of other waste-derived sorbents and potential applications are discussed.  相似文献   

动能歧视模式ICP-MS测定地球化学样品中14种痕量元素   总被引：5，自引：4，他引：1  

徐进力  邢夏  唐瑞玲  胡梦颖  张鹏鹏  白金峰  张勤 《岩矿测试》2019,38(4):394-402

应用传统ICP-MS法测定勘查地球化学样品中Ag、Cd等痕量元素,基体效应和多原子离子干扰严重,准确测定的难度较大。本文基于当前ICP-MS消除干扰技术,分析了ICP-MS标准模式(STD)及动能歧视模式(KED)测定地球化学样品中Ag、Cd等14种痕量元素的有效性,通过比较这两种模式的测定效果,在此基础上确定了各元素的有效测定模式。结果表明:在KED模式下,基体元素如Zr、Nb氧化物的产率降低,基本上消除了Zr、Nb氧化物对痕量元素Ag、Cd的多原子离子干扰。KED模式提高了信噪比,降低了方法检出限,如Ag、Cd的检出限分别为0. 004mg/kg、0. 005mg/kg,其他12种元素的检出限也低于多目标地球化学调查76种元素分析方案中的检出限。测定痕量元素的准确度显著优于STD模式。实验中采用简单的硝酸-氢氟酸-高氯酸消解样品,残渣用王水复溶,结合KED模式下优选出干扰较小的同位素作为测定同位素,以Rh作为内标校正仪器产生的信号漂移,将样品溶液稀释至1000倍,基体效应降低至最小。本方法经国家一级标准物质的验证,测定结果与认定值相符,可为勘查地球化学提供高质量数据。  相似文献   

雷暴大风过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

张琳娜  冉令坤  李娜  杜佳  周璇  孟悦 《大气科学》2018,42(1):178-191

2014年5月31日北京发生一次雷暴大风过程。以雷达资料同化结果为初始场,对此次过程进行高分辨率数值模拟。采用非静力平衡和非地转平衡的经向动量方程和质量权重动能方程,利用模拟资料,对雷暴大风过程中经向动量和质量权重动能进行收支分析,以此来研究雷暴过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征,讨论地面大风的可能成因。分析结果表明,在对流层中低层,经向动量通量散度是影响经向动量局地变化的主要强迫项。雷暴系统后部的入流把中低层的经向动量倾斜向下输送,系统前部对流云区中低层的下沉气流也向下输送经向动量。这两支下传动量通量先后与近地面经向动量的水平通量汇合,向系统前沿输送经向动量。在北京西北部地形阻挡作用下,经向动量通量在系统前端近地面辐合,促进那里的经向动量局地增长,有利于增强那里的南风。质量动能收支的特征与经向动量收支类似,在近地面层质量动能的局地变化主要是由质量动能通量散度引起的。系统后部入流把中层质量动能向下传输到近地面层,然后与近地面质量动能的水平通量汇合,向系统前沿输送质量动能。相对来说,近地面层经向动量和质量动能的水平通量比下传通量更重要,这主要与低层较强的东南急流有关。  相似文献   

乌鲁木齐市边界层日变化特征     

金莉莉  李振杰  何清  缪启龙  买买提艾力·买买提依明 《气象科技》2017,45(4):686-697

利用乌鲁木齐市晴天CFL-03型风廓线雷达观测资料,分析了边界层日变化特征。得出结论如下:边界层结构季节变化明显。冬、春季300~600m以下风速较小,小于3m/s,且愈近地面风速愈小;以上风速大、风向恒定,基本为东南大风。夏季和秋季风速比冬季和春季小,流场特征较复杂,水平风速和风向变化较活跃,存在明显的风切变。折射率结构常数春、秋和冬季比夏季分别小1个、3个和1~3个量级;夏季最大,集中在10~(-16)~10~(-13) m~(-2/3)之间。春、夏和秋季晴天湍流动能耗散率量级分别在10~(-6)~10~(-2) m~2·s~(-3)、10~(-4)~10~(-3) m~2·s~(-3)、10~(-6)~10~(-3) m~2·s~(-3)之间;白天比夜间约大1个量级。晴天折射率结构常数和湍流动能耗散率日变化特征与风场日变化特征有较好地对应关系,即湍流发展旺盛的区域与风速较大的区域相一致。风廓线雷达资料反演的湍流动能耗散率对春季和夏季边界层结构日变化演变特征的监测较好。夏季夜间稳定边界层约400~500m,残余层可达到约1800m,对流边界层可发展到约2500m,混合层约2200m,夹卷层约300~400m。  相似文献   

金属矿物的反应动力学与地球化学意义   总被引：8，自引：0，他引：8  

张生 《地学前缘》1999,6(2):351-360

概述了动力学实验的技术方法和金属矿物的反应动力学研究进展。动力学实验使用的三种基本化学反应装置是间歇反应器（ＢＲ）、活塞流反应器（ＰＦＲ）和混合流反应器（ＭＦＲ）,确定速率定律的数学方法包括积分法、微分法和混合法,以微分法中的初始速率法应用最广。目前主要研究了水溶液中黄铁矿氧化、黄铁矿和黄铜矿形成、晶质铀矿和磁铁矿溶解的速率定律和反应机理,发现：（１）酸性溶液中黄铁矿的氧化速率对Ｆｅ３＋和Ｏ２浓度呈分数依赖并受表面反应的控制;（２）低于３００℃时黄铁矿不能从溶液中直接成核,而需初始地通过ＦｅＳ先驱物的硫化生成,ＦｅＳ与Ｈ２Ｓ反应形成黄铁矿的速率方程为二级;（３）磁黄铁矿或黄铁矿与Ｃｕ２＋反应均可形成黄铜矿,前者经历了一系列准稳的Ｃｕ Ｆｅ硫化物的中间物,后者的速率方程为表观一级并受表面反应的控制;（４）酸性ｐＨ时磁铁矿的非线性溶解行为可采用表面反应扩散输运耦合的收缩核模型（ＳＣＭ）来描述。有关动力学实验成果完善和深化了对矿床中黄铁矿、黄铜矿的形成机理和风化壳中磁铁矿的稳定性等方面的认识。将来的实验研究将向更多的金属矿物和高温高压领域发展。  相似文献   

北部湾防城港东湾白骨壤潮滩近底层动力响应台风作用的耗散过程     

黄祖明  戴志军  周晓妍  龙楚琪  冯炳斌  罗杰骏  喜扬洋 《海洋工程》2023,41(2):107-118

揭示极端天气影响的红树林潮滩潮流能量耗散过程是理解生物海岸演变及滨海湿地生态修复工程的核心内容。以北部湾防城港东湾白骨壤红树林潮滩为例,基于声学多普勒流速仪（ADV）获取区域2020年8月连续6天的水动力和白骨壤红树林下垫面植被实测数据,分析白骨壤潮滩近底层动力响应台风“森拉克”的耗散过程。结果表明：1）正常天气涨、落潮期间,自光滩到白骨壤红树林林内近底层湍流动能变化具有潮汐不对称性特征。涨潮期间光滩—白骨壤红树林边缘、白骨壤红树林边缘—林内潮流挟沙能量分别通过泥沙沉降以及搬运泥沙两种方式沿程消耗,落潮期间潮流挟沙能量主要以泥沙净沉降的方式消耗。2）白骨壤通过其潮滩表层向上发育长约10 cm的呼吸根以降低湍流垂向紊动;红树林边缘的枝、叶通过影响水平方向上的水流动力,致使潮流挟沙能耗降低。3）与正常天气比较,台风“森拉克”期间东湾自光滩到白骨壤红树林林内近底层水体流速无明显变化,但流向偏转幅度明显变大。同时湍流动能的耗散率和用以搬运泥沙为主的潮流挟沙能耗亦均增大。  相似文献   

西伯利亚水库和叶尼塞河中物质及生态系统条件的预测：生物物理方法     

Andrei Degermendzhy  Vladimir Gubanov 《湖泊科学》1998,10(S1):203-228

An avenue to integrate theoretical, experimental and field research methods to forecast water quality in water bodies for different scenarios of water management is proposed. Exploration of the laws of organization, stability and controllability of laboratory "ideal" water microbial communities (model ecosystems) is the basis to build the following biophysical research chain:to formalize with primary field information a conceptual block-diagram of a water ecosystem →to real chemical and other density-dependent and population-growth-controlling factors → to find our limiting factors for natural ecosystems → to conduct experiments with isolated chemical factors and hydrobionts to derive kinetic dependencies and quantitative parameters→ to transfer regularities of operation and kinetic dependencies to the natural ecosystem→ retrospective verification of the model on the base of available field and derived theoretical-experimental data →prognostic calculations for the scenario. Efficiency of the approach is demonstrated in microalgal "blooming" models for Krasnoyarsk and Kantat reservoirs and in prognostication of radioecological state of great Yenisei river:1) radionuclide distribution in the Yenisei''s bottom sediment is nonuniform-"spotty"; 2) it is theoretically shown, that due to biological interactions and tro-phical radioniclide migration there is "spotive" type of space radionuclide distribution. The research is to make use of the novel methods of ecological biophysics:Monitoring:spectral analysis of surface waters (algal pigments), fluorescent techniques to evaluate productivity and condition of algae; rapid bioassays for water toxicity (bioluminescence, chemotaxis techniques). Kinetic experiments:microcosms on evaluating self-purification rates; special cultivators to evaluate the rates of growth of hydrobionts and radioactive engulfing, nutrition spectra; methods of finding growth limiting factors. Models:application of Bellman Principle to optimizing the river water use; theory and peculiarities of microbiological decomposition of pollutants in the river ecosystem. The composition of Prognostication Simulation Model is the next:1) hydrodynamical unit to calculate 2-dimensional space-time rate of stream on any depth; 2) hydrophysical unit to calculate:water temperature and level of solar radiation inside the water body; 3) ecosystem unit to calculate dynamic of concentration of phytoplankton, zooplankton, bacteria, major chemical matters and pollutants in water, content pollutants inside of hydrobionfs cells and dynamic of bentos; 4) radioe-cological unit to forecast the dynamic of radionuclides in the water body and bottom, their hydro-bont''s concentration; 5) database. Reservoirs and river models are provided by monitoring and kinetic experiments data.  相似文献   

塔里木盆地库车坳陷中生界烃源岩生烃动力学参数研究   总被引：6，自引：4，他引：2  

李贤庆  肖贤明  米敬奎  唐永春  肖中尧  刘德汉  申家贵 《煤田地质与勘探》2005,33(4):35-39

根据封闭体系黄金管热模拟实验结果,应用Kinetics专用软件,研究了塔里木盆地库车坳陷中生界不同类型烃源岩的生烃特征与动力学参数。库车坳陷侏罗系煤、碳质泥岩、泥岩及三叠系湖相泥岩具有各自的活化能分布和频率因子,揭示出其生烃行为的差异性。利用GOR-IsotopeKinetics软件,推导了库车坳陷侏罗系煤、泥岩和三叠系湖相泥岩3类烃源岩的碳同位素动力学参数。上述参数的获取,为盆地模拟、烃源岩评价、生烃量计算及资源量预测提供了重要的基础地球化学数据。   相似文献   

基于大涡模拟与被动示踪物模型的人工鱼礁数值研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王者也  李爽 《海洋与湖沼》2021,52(6):1376-1387

投放人工鱼礁是解决海洋生态环境问题的重要措施之一。通过使用并行大涡模拟模式（the parallelizeda large-eddy simulation model,PALM）及被动示踪物模型模块,研究了不同流速条件（0.1,0.2,0.4和0.6 m/s）下方型人工鱼礁对流场形态、营养盐的抬升作用、和湍流动能收支的影响。研究表明,鱼礁的存在使得其附近垂向速度增大,产生上升流。受到上升流的抬升作用,鱼礁底部的示踪物迅速进入海洋上层,之后遇到鱼礁后方的背涡流,示踪物的抬升受阻,高度逐渐降低。在上升流区域以及背涡流区域的共同影响下,示踪物抬升区域的最大高度与来流流速无关。不同上升流定义对应的上升流区域的高度与来流流速均不相关;上升流区域的最大速度、平均速度与来流流速都成线性增加的关系;然而随着来流流速的增大,不同上升流定义对应的上升流区域面积的变化趋势却完全不同。投放鱼礁后,鱼礁区域底部的混合增强,区域底部的能量被输运至上层。这说明,鱼礁的存在不仅对营养物质具有抬升作用,还能将能量向上输运。  相似文献