Are peatlands in different states with respect to their thermodynamic behaviour? A simple test of peatland energy and entropy budgets     

Fred Worrall  Ross Morrison  Chris Evans  Joerg Kaduk  Susan Page  Alex Cumming  Mark Rayment  Nicholas Kettridge 《水文研究》2021,35(12):e14431

Whilst all ecosystems must obey the second law of thermodynamics, these physical bounds and controls on ecosystem evolution and development are largely ignored across the ecohydrological literature. To unravel the importance of these underlying restraints on ecosystem form and function, and their power to inform our scientific understanding, we have calculated the entropy budget of a range of peat ecosystems. We hypothesize that less disturbed peatlands are ‘near equilibrium’ with respect to the second law of thermodynamics and thus respond to change by minimizing entropy production. This ‘near equilibrium’ state is best achieved by limiting evaporative losses. Alternatively, peatlands ‘far-from-equilibrium’ respond to a change in energy inputs by maximizing entropy production which is best achieved by increasing evapotranspiration. To test these alternatives this study examined the energy balance time series from seven peatlands across a disturbance gradient. We estimate the entropy budgets for each and determine how a change in net radiation (ΔR_n) was transferred to a change in latent heat flux (ΔλE). The study showed that: (i) The transfer of net radiation to latent heat differed significantly between peatlands. One group transferred up to 64% of the change in net radiation to a change in latent heat flux, while the second transferred as little as 27%. (ii) Sites that transferred the most energy to latent heat flux were those that produced the greatest entropy. The study shows that an ecosystem could be ‘near equilibrium’ rather than ‘far from equilibrium’.  相似文献   

On the dependence of the saturated hydraulic conductivity upon the effective porosity through a power law model at different scales          下载免费PDF全文

Carmine Fallico  Samuele De Bartolo  Massimo Veltri  Gerardo Severino 《水文研究》2016,30(13):2366-2372

We study the scale dependence of the saturated hydraulic conductivity K_s through the effective porosity n_e by means of a newly developed power‐law model (PLM) which allows to use simultaneously measurements at different scales. The model is expressed as product between a single PLM (capturing the impact of the dominating scale) and a characteristic function κ^? accounting for the correction because of the other scale(s). The simple (closed form) expression of the κ^?‐function enables one to easily identify the scales which are relevant for K_s. The proposed model is then applied to a set of real data taken at the experimental site of Montalto Uffugo (Italy), and we show that in this case two (i.e. laboratory and field) scales appear to be the main ones. The implications toward an important application (solute transport) in Hydrology are finally discussed. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Internal erosion in granular media: direct numerical simulations and energy interpretation          下载免费PDF全文

Luc Sibille  Franck Lominé  Philippe Poullain  Yacine Sail  Didier Marot 《水文研究》2015,29(9):2149-2163

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浅析运营期间电力隧道自动化监测技术     

罗静  卢凌燕  任卫波  许业霞 《测绘与空间地理信息》2016,(8):204-206

针对城市电力隧道结构、走向多变、电缆设施多、电磁干扰大等因素,常规的监测方法难以顺利完成的现状,对目前先进的3种隧道结构自动化监测系统进行深入的研究比较,光纤传感自动技术解决了电力隧道结构监测点布设困难,数据受电磁干扰大的问题,能实时有效、可靠、高精度地监控电力隧道,及时掌握隧道的应力、应变及振动等主要结构参数,确保隧道结构安全。研究对类似的城市电力隧道自动化监测具有一定的参考意义。  相似文献   

电涌保护器级间退耦元件的选型分析     

王成芳  刘冲  罗达标  余佥贤  王昊 《南京气象学院学报》2016,8(4):338-342

针对电涌保护器（SPD）级间能量配合试验中配合失效的问题,主要利用波的传输理论与基尔霍夫定律进行分析,结合JB/T 10618-2006（组合式电涌保护器）的规定假设一套组合型SPD,通过基础理论分析与精确计算得出：当被保护装置属于低频（直流）设备时,在不影响信号强度的情况下,退耦元件采用电感或电阻型元件均可;当被保护装置属于高频设备时,退耦元件只能选用低电感量的电阻型退耦元件.退耦元件的参数值均可按照波的传输理论与基尔霍夫定律进行理论计算.这在组合型SPD退耦元件的选型过程中,具有重要的指导意义.  相似文献   

浙江省雷击跳闸数据与闪电定位数据统计分析     

张祎  姜瑜君  童杭伟  李浩 《气象科技》2016,44(3):505-509

利用浙江省电力部门雷击跳闸数据、浙江省气象局闪电定位数据,统计分析了2007—2011年电力雷击跳闸事故与地闪数据之间的时空分布特点、雷击跳闸事故与地闪参数及距离之间的关系。结果表明:电力雷击跳闸事故与地闪数据的日分布和月分布均为单峰结构,相关系数分别为0.9905和0.9881;空间分布虽有一定对应,但并非显著相关;导致110kV、220kV及500kV输电线路雷击跳闸的地闪强度主要集中在90kA以下,并且500kV输电线路雷击跳闸对应的电流强度相对较小;地闪与雷击跳闸事故杆塔距离、地闪与雷击跳闸杆塔对应输电线路的距离均主要集中在2km以下。  相似文献   

地壳运动驱动力的探讨——核能与地球演化   总被引：1，自引：0，他引：1  

马学昌 《地质学报》2016,90(1):24-36

本文综合核物理、天文和地质学的最新研究成果,推导出在45亿年前太阳系的全部原始类地行星及其某些卫星(包括地球及月球)上,发生过大规模的、持续的铀、钚链式核裂变,释出了巨大的热能,熔化了整个原始星球。新星球的物质发生了重力分异作用、形成了按密度划分的圈层结构。地球中心是内地核,在高压下压成了固态。铀、钚下沉到内地核顶部停留,继续发生链式核裂变,但改变不了内地核的固态性质。从此处产生的核裂变能,主要以热对流的形式外导。直到前45亿年以后,铀的链式核裂变停止了,只剩下钚的链式核裂变,生成的热能减少了,地球开始冷凝。当熔浆表面温度下降到700~800℃时,较轻的花岗岩质岩浆首先凝固成薄层。它很脆弱、经不起大风浪和潮汐力的冲击,破碎成小块,随着下面对流的玄武岩质熔浆汇集起来,形成大片飘浮物,后来就成为大陸;小片的便成为岛屿。温度逐渐下降,地幔冷凝成固体。温度下降至100℃以下,大气中的水蒸气冷凝成水,下落汇集在地表低凹处,便有了海洋和湖泊。所以海洋底主要分布着玄武岩。从内地核顶部不断产生的核能以"地幔柱"的形式穿过固体地幔,上升至地壳。受坚硬地壳的隔挡、便集中在地壳下构成软流层。当地壳岩石受热软化和可以流动之后,便开始向压力小的方向流动。又受日、月引力和地球自身自转力的作用,软流层的动能又有了增强。这种巨大的能量支配了地壳的升降、褶曲、断裂、变质、岩浆、火山和地震等活动。地球是天体之一,无时不受自然界各种作用力的影响,但支配它演化的主要作用力是核能。本文还简述了核能、核素与太阳系星体演化的关系。  相似文献   

利用GNSS干涉信号振荡幅度反演土壤湿度   总被引：2，自引：1，他引：1  

汉牟田  张波  杨东凯  洪学宝  杨磊  宋曙辉 《测绘学报》2016,45(11):1293-1300

根据干涉效应和GNSS接收机信噪比估计方法,推导了利用GNSS干涉信号幅度进行土壤湿度反演的模型,建模过程考虑了天线增益、土壤介电常数和噪声的影响。提出了使用AMPD算法从含有噪声的归一化干涉功率曲线中提取干涉峰值与谷值,进而反演了土壤介电常数与土壤湿度的方法,并对其进行了仿真。结果表明,利用提取出来的干涉谷值进行反演性能比峰值好,相对稳定准确的卫星仰角范围为5°~25°,湿度大于0.06cm~3/cm~3时反演结果更为准确,标准差在0.01cm~3/cm~3左右波动。  相似文献   

南岭钨矿床研究进展     

方贵聪  陈远荣  刘奕志  陈郑辉  赵正  郭娜欣 《矿产与地质》2016,(6):867-873

南岭钨矿床研究一直是重要的前沿课题,近十余年来测试方法和技术的革新为南岭钨矿床研究注入了新活力,也取得了众多新进展.本文在系统查阅前人研究基础上对其进行总结,概括如下:①该区的岩浆-钨成矿活动不仅有燕山期,也有加里东期和印支期,但以燕山期最为强烈;②花岗岩浆是南岭钨矿床主要的直接物质来源,即使有少部分成矿物质是热液直接对含矿地层淋滤、萃取而来,但却被认为是次要的;③与花岗岩有关钨矿床的成矿流体主要来自花岗岩浆,在成矿作用晚期有不同程度的大气降水混入;④与钨有关的花岗岩主要由下地壳的早—中元古代岩石重熔形成,但地幔岩浆一定程度上参与了花岗岩的形成作用;⑤碱质交代在花岗岩浆演化形成钨矿床的过程中发挥了关键性作用;⑥不同学者对燕山期钨成矿作用动力学背景尚有不同看法,但该时期确定为板内伸展和裂谷环境已达成共识.  相似文献   

定向钻进敷设电缆保护管轨迹优化设计研究          下载免费PDF全文

魏志强 《探矿工程》2016,43(12):85-89

在老旧城区内采用定向钻进敷设地下管线,常常需要从已有的各类地下建（构）筑物或管线下方穿过,方案设计时就应考虑新建管道与之安全距离的取值问题。以厦门市某110 kV电力电缆的定向钻进工程的实际需求为出发点,在对国内现有规程规范及工程实例调查的基础上,对电力电缆保护管定向钻进敷设安全距离取值的影响因素进行分析,优化工程定向钻进敷设方案,指导该工程的建设,并为类似工程建设提供参考。  相似文献