Riverine large wood and recreation safety: A framework to discretize and contextualize hazard     

Will Conley  Natalie Kramer 《地球表面变化过程与地形》2020,45(9):2201-2216

The importance of large wood (LW) to riverine functions is well established scientifically and increasingly recognized by river managers in many countries. However, public perceptions largely associate LW with elevated danger and/or need for intervention. Such perspectives are amplified amongst recreational river users (defined here as any individuals that recreate by floating on the water surface of a river) who interact more directly with rivers than the general public and commonly view wood in life-or-death terms. Given that human life occupies a highest-order charge for river managers, they are left in a difficult position when safety appears to conflict with environmental services. LW deficits are perpetuated partly because wood removal, often in the name of safety, is far easier than placing wood in rivers. Further, river restoration practitioners are frequently burdened with expectations and liability unparalleled in built environments. A fundamentally different mindset is necessary to achieve desired ecologic outcomes when working with rivers. Based on two decades of experience as boaters, LW practitioners, and emergency responders, we (1) discuss LW hazard and risk from recreational and management viewpoints, (2) discretize objective and measurable physical properties of LW hazards, and (3) propose a decision framework that implicitly addresses risk by considering LW hazards relative to river use and ambient hazards. The approach is structured to increase objectivity in LW hazard mitigation and diminish asymmetric biases that favor LW removal. Our intent is to build understanding and rational flexibility among risk-averse management, regulatory, and funding entities to facilitate implementation of scientific understanding without undue risk to river users. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

利用光变曲线估计猎鹰九号火箭末级的旋转状态研究     

苏向泽  汤儒峰  李荣旺  李语强 《天文研究与技术》2021,(2):203-212

光度观测是地基观测空间目标的主要手段之一,利用光度信息能够估计空间目标的相关特征信息。为了更好地了解空间目标的旋转状态,选取具有代表性的猎鹰九号火箭末级作为研究对象,由其光变信息研究旋转状态。首先利用云南天文台1.2 m光学望远镜获取猎鹰九号火箭末级的光度数据,再对目标星等进行斜距归一化,得到目标光变信息并分析目标星等随时间变化的曲线,估计大致的旋转周期,再由相位离散最小化方法计算会合周期。根据太阳、目标和测站之间的位置关系、惯性主轴指向、旋转轴指向、初始相位等因素,采用姿态旋转矩阵计算理论星等,利用最小二乘原则确定惯性主轴方向及初相角度、旋转轴指向。最后给出了猎鹰九号火箭末级的旋转周期、会合周期以及旋转轴指向等参数,为后续开展其他空间目标光度信息研究提供参考。  相似文献   

基于CALIPSO卫星产品的中国区域异质核化冰云比例差异          下载免费PDF全文

范学伟  郑有飞  王立稳  陈纹锋 《干旱区地理》2020,43(5):1210-1219

利用 2012 年 1 月 ~ 2015 年 12 月 CALIPSO 冰云 3 级月平均产品（CAL_LID_L3_Ice_ Cloud） 对中国区域异质核化冰云比例进行分析，研究冰云的比例分布与季节变化特征，探究中国区域冰 云分布情况和影响冰云分布的因素。结果表明：中国南北部冰云的比例差异与地面 2 m 温度、地表 长波净辐射通量和来自地面的冰核有关。-40 ~ 0 ℃之间的冰云比例水平分布，中国大陆北部比中 国大陆南部高约 30%，季节性变化规律明显，冬季南北差异大，夏季南北差异小；云箱温度在-30 ~ 10 ℃之间的冰云，中国大陆北部比例比大陆南部平均高出约 5%，春季、秋季、冬季北部冰云比例 均高于南部，夏季温度在-8 ℃以下，南部的冰云比例超过了北部的冰云比例；在对流层（10 km 以 下），冰云比例分布中国大陆北部比南部高，南北部之间冰云比例差异在 6 km 左右显示出峰值，约 50%，四季冰云比例随高度增加均呈现增大的趋势，且北部冰云比例均高于南部。  相似文献   

基于IceBridge数据的南极别林斯高晋海的海冰厚度研究     

张建  杨元德  杨全明  汪楚涯 《冰川冻土》2020,42(2):295-306

海冰变化与全球气候、 生态系统和人类活动密切相关， 海冰厚度是海冰变化研究的重要参数之一。全面立体高精度观测海冰厚度的最有效手段是航空遥感， 而冰桥计划（IceBridge）是当前南北极最大的航空遥感工程。基于2009 - 2014年冰桥计划的激光雷达高程数据和数字测图系统相机光学影像对南极别林斯高晋海的海冰厚度进行研究， 并结合降雪量等气象数据探讨该区域海冰厚度变化的原因。研究发现该海域的海冰厚度在2009 - 2014年间整体呈微弱增长趋势（0.07 m·a^-1）， 但是在95%置信水平下不具有显著性。2009 - 2011年呈现先增加后减少的大幅度变化， 其中2010年达到极大值2.42 m， 之后开始缓慢增加。海冰厚度的年际变化与降雪和近地表温度等气象要素相关， 二者相比较而言降雪为主要影响因素。  相似文献   

极地冰钻关键技术研究进展          下载免费PDF全文

张楠  王亮  Pavel Talalay  范晓鹏  王如生  杨阳  洪嘉琳  宫达  孙友宏  李院生  李冰 《探矿工程》2020,47(2):1-16

极地冰钻技术是获取冰芯，研究冰盖-冰架-海洋相互作用，以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品，开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术，对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看，虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚，但随着我国极地战略不断推进，我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进，这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。  相似文献   

基于GRACE RL06数据监测和分析南极冰盖27个流域质量变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

高春春  陆洋  史红岭  张子占  徐长仪  谭冰 《地球物理学报》2019,62(3):864-882

本文基于CSR最新公布的GRACE RL06版本数据,采用Slepian空域反演法估算了南极冰盖27个流域的质量变化.Slepian空域反演法结合了Slepian空间谱集中法和空域反演法的技术优势,能够有效降低GRACE在小区域反演时信号出现的严重泄漏和衰减,进而精确获得南极冰盖在每个流域的质量变化.相对于GRACE RL05版本数据,RL06在条带误差的控制上要更加优化,获得的南极冰盖质量变化时间序列也更加平滑,但在趋势估算上差别并不明显(小于10Gt/a).本文的估算结果显示:在2002年4月至2016年8月期间,整个南极冰盖质量变化速率为-118.6±16.3Gt/a,其中西南极为-142.4±10.5Gt/a,南极半岛为-29.2±2.1Gt/a,东南极则为52.9±8.6Gt/a.南极冰盖损失最大的区域集中在西南极Amundsen Sea Embayment(流域20-23),该地区质量变化速率为-203.5±4.1Gt/a,其次为南极半岛(流域24-27)以及东南极Victoria-Wilkes Land(流域13-15),质量变化速率分别为-29.2±2.1Gt/a和-19.0±4.7Gt/a,其中Amundsen Sea Embayment和南极半岛南部两个地区的冰排放呈现加速状态.南极冰盖质量显著增加的区域主要有西南极的Ellsworth Land(流域1)和Siple Coast(流域18和19)以及东南极的Coats-Queen Maud-Enderby Land(流域3-8),三个地区质量变化速率分别为17.2±2.4Gt/a、43.9±1.9Gt/a和62.7±3.8Gt/a,质量增加大多来自降雪累积,比如:Coats-Queen Maud-Enderby Land在2009年和2011年发生的大规模降雪事件,但也有来自冰川的增厚,如:Siple Coast地区Kamb冰流的持续加厚.此外,对GRACE估算的南极冰盖质量变化年际信号进行初步分析发现,GRACE年际信号与气候模型估算的冰盖表面质量平衡年际信号存在显著的线性相关关系,但与主要影响南极气候年际变化的气候事件之间却不存在线性相关关系,这说明南极冰盖质量变化的年际信号主要受冰盖表面质量平衡的支配,而气候事件对冰盖表面质量平衡的影响可能是复杂的非线性耦合过程.  相似文献   

遥感技术在“6·17”丹巴堵江泥石流灾害链灾区应急救援抢险决策中的应用     

唐尧  王立娟  赵娟  张成信 《中国地质调查》2020,7(5):114-122

2020年6月17日,四川丹巴县半扇门镇梅龙沟发生泥石流,阻断小金川河,形成堰塞湖,造成重大财产损失与人员伤亡。为掌握第一手灾情,辅助开展应急救援,以国产高分二号卫星数据为主要数据源,结合无人机航空摄影数据和灾后现场调查等资料,开展了“6·17”丹巴堵江泥石流灾害链灾区应急调查与分析。研究认为: 灾区影响人口约6.5万人; 国网丹巴县供电公司应急救援队与小金县联通通信应急抢险救援队距离最近,半扇门中学等5所学校可作为临时安置避难场所备选; 受影响矿山企业6家、重要水库1座、水电站1座; 泥石流沟总体呈NW—SE向展布,掩没面积约14.27万m²; 堰塞湖湖面面积约1.03 km²,淹没区约49.8万m²,路基路面全毁路段约2.1 km,下游疑似灾害隐患点9处,因灾受损民居25处、桥梁5处; 优选了2条灾后通达性较好的通往泥石流重灾区的救援生命线。借助遥感技术深入分析泥石流灾害链影响人口等灾情先期研判、灾情灾损应急调查及应急救援生命通道优选,对我国西南山区类似条件地质灾害隐患点的应急抢险救援、防灾减灾工作具有重要的指导意义。  相似文献   

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览   总被引：2，自引：2，他引：0  

魏泽勋  郑全安  杨永增  刘克修  徐腾飞  王凡  胡石建  谢玲玲  李元龙  杜岩  周磊  林霄沛  胡建宇  朱建荣  李均益  张正光  侯一筠  刘泽  田纪伟  黄晓冬  管玉平  刘志宇  杨庆轩  赵玮  宋振亚  刘海龙  董昌明  于卫东  连涛  陈朝晖  史久新  雷瑞波  刘煜  于福江  尹宝树  陈戈  王岩峰  李整林  熊学军  汪嘉宁  李晓峰  王永刚 《海洋学报》2019,41(10):23-64

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团，以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强，研究领域不断拓展，涌现了大量具有广泛影响力的研究成果，其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”，发展了第三代海浪数值模式；提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法；发现并命名了“棉兰老潜流”，揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等，系统描述了太平洋西边界流系；提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流)；不断完善了中国近海陆架环流系统，在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流，以及陆架波方面均取得了深刻的认识；从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结；发展了浅海水团的研究方法，基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制，在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献；阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制，揭示了中尺度涡的三维结构，定量评估了其全球物质与能量输运能力；基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征，提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制；构建了“南海内波潜标观测网”，实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识；发展了湍流的剪切不稳定理论，提出了海流“边缘不稳定”的概念，开发了海洋湍流模式，提出了湍流混合参数化的新方法等；在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识，并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响；研发了全球浪–潮–流耦合模式，推出一系列海洋与气候模式；发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统；建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台；发展了ENSO预报的误差分析方法，建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系，揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应；初步建成了中国近海海洋观测网；持续开展南北极调查研究；建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统，为中国气象减灾提供保障；突破了国外的海洋技术封锁，研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器；建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型，为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示，经过70年的发展，中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍，这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。  相似文献   

Debris-flow-dominated sediment transport through a channel network after wildfire     

Petter Nyman  Walter A.C. Box  Justin C. Stout  Gary J. Sheridan  Saskia D. Keesstra  Patrick N.J. Lane  Christoph Langhans 《地球表面变化过程与地形》2020,45(5):1155-1167

Field studies that investigate sediment transport between debris-flow-producing headwaters and rivers are uncommon, particularly in forested settings, where debris flows are infrequent and opportunities for collecting data are limited. This study quantifies the volume and composition of sediment deposited in the arterial channel network of a 14-km² catchment (Washington Creek) that connects small, burned and debris-flow-producing headwaters (<1 km²) with the Ovens River in SE Australia. We construct a sediment budget by combining new data on deposition with a sediment delivery model for post-fire debris flows. Data on deposits were plotted alongside the slope–area curve to examine links between processes, catchment morphometry and geomorphic process domains. The results show that large deposits are concentrated in the proximity of three major channel junctions, which correspond to breaks in channel slope. Hyperconcentrated flows are more prominent towards the catchment outlet, where the slope–area curve indicates a transition from debris flow to fluvial domains. This shift corresponds to a change in efficiency of the flow, determined from the ratio of median grain size to channel slope. Our sediment budget suggests a total sediment efflux from Washington Creek catchment of 61 × 10³ m³. There are similar contributions from hillslopes (43 ± 14 × 10³ m³), first to third stream order channel (35 ± 12 × 10³ m³) and the arterial fourth to fifth stream order channel (31 ± 17 × 10³ m³) to the total volume of erosion. Deposition (39 ± 17 × 10³ m³) within the arterial channel was higher than erosion (31 ± 17 × 10³ m³), which means a net sediment gain of about 8 × 10³ m³ in the arterial channel. The ratio of total deposition to total erosion was 0.44. For fines <63 μm, this ratio was much smaller (0.11), which means that fines are preferentially exported. This has important implications for suspended sediment and water quality in downstream rivers. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Runoff-generated debris flows: Observation of initiation conditions and erosion–deposition dynamics along the channel at Cancia (eastern Italian Alps)     

Alessandro Simoni  Martino Bernard  Matteo Berti  Mauro Boreggio  Stefano Lanzoni  Laura Maria Stancanelli  Carlo Gregoretti 《地球表面变化过程与地形》2020,45(14):3556-3571

In the Dolomitic region, abundant coarse hillslope sediment is commonly found at the toe of rocky cliffs. Ephemeral channels originate where lower permeability bedrock surfaces concentrate surface runoff. Debris flows initiate along such channels following intense rainfall and determine the progressive erosion and deepening of the channels. Sediment recharge mechanisms include rock fall, dry ravel processes and channel-bank failures. Here we document debris flow activity that took place in an active debris flow basin during the year 2015. The Cancia basin is located on the southwestern slope of Mount Antelao (3264 m a.s.l.) in the dolomitic region of the eastern Italian Alps. The 2.5 km² basin is incised in dolomitic limestone rocks. The data consist of repeated topographic surveys, distributed rainfall measurements, time-lapse (2 s) videos of two events and pore pressure measurements in the channel bed. During July and August 2015, two debris flow events occurred, following similarly intense rainstorms. We compared rainfall data to existing rainfall triggering thresholds and simulated the hydrological response of the headwater catchment with a distributed model in order to estimate the total and peak water discharge. Our data clearly illustrate how debris entrainment along the channel is the main contributor to the overall mobilized volume and that erosion is dominant when the channel slope exceeds 16°. Further downstream, sediment accumulation and depletion occurred alternately for the two successive events, indicating that sediment availability along the channel also influences the flow behaviour along the prevailing-transport reach. The comparison between monitoring data, topographical analysis and hydrological simulation allows the estimation of the average solid concentration of the two events and suggests that debris availability has a significant influence on the debris flow volume. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献