基于CFD技术的居住区室外风环境评价——以浙江省绍兴市越城区为例

近年来城市化进程高速发展,改变了城市地表粗糙度,从而影响城市的空气流通能力。为了解不同建筑布局形式的风环境差异,更好地为建筑设计服务,本文以浙江省绍兴市越城区为例,通过将气象资料和城市建筑地理信息资料相结合,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术开展新旧2种不同建筑群风环境模拟的探索研究。结果表明:在各季节不同的主导风向下,10 m高度内各层的平均风速,高层布局建筑群的平均风速始终大于中低层建筑布局。在人行高度处,中低层建筑布局流场分布均匀,室外通风良好,而高层布局的风速大值区主要集中在通风廊道上,背风区则存在大量静风区。中低层建筑布局对风环境改变较小,有利于大气污染物的扩散,而高层建筑布局,尤其是围合式,不利于小区污染物的扩散。

浙江省植被生态质量时空变化及其驱动因素分析

浙江省是“两山”理论的发源地,同时也是我国第一个生态省,研究该区域植被生态质量状况对生态文明建设具有重要的参考价值。该文结合多源遥感数据与气象观测资料,探究了浙江省2000—2020年植被生态质量的时空变化及其对气候因子与人类活动的响应。结果表明:①2000—2020年,浙江省净初级生产力(net primary productivity,NPP)和植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)呈上升趋势,植被“绿度”显著提升;②2000—2020年,浙江省植被生态环境质量呈波动上升趋势,且山地区域的植被生态质量指数(vegetation ecological quality index,VEQI)明显高于盆地和平原地区;③浙江省2000—2020年间VEQI变化的主导驱动因素是人类活动,仅在浙江省西南小部分区域气候因子占据主导因素。研究结果加深了对浙江省植被生态质量时空变化及其驱动因素的认识,对浙江省甚至全国其他地区的生态文明建设具有重要意义。

基于增强型燃烧指数的中小型火烧迹地自动提取研究

火烧迹地提取是林火灾后评估和重建的重要内容。中小型森林火灾分布范围广,发生频率高,人工判识耗时耗力。卫星遥感能大范围、高时效地提取火烧迹地,但不同区域地表环境和气候条件差异使得其自动提取难度大。以浙江省2019—2021年7个中小型林火为研究对象,基于Sentinel-2和Landsat-8卫星影像开展火烧迹地自动提取研究。首先,利用实测信息进行火场模糊定位,结合谷歌地球引擎完成火灾定位和卫星数据获取;其次,基于卫星影像多波段反射率,利用云过滤、大津法(Ostu)、指数分割、图像膨胀等预处理识别和剔除云、水体和非林地等干扰信号。最后,通过燃烧面积指数和归一化燃烧指数计算,图像增强和波段合成等,自主构建增强型归一化燃烧指数(ENBR),并结合高斯滤波和Ostu完成中小型火烧迹地的自动提取。结果表明:ENBR能显著凸出火烧迹地和周边环境特征差异;2021年实验样本自动提取经目视判读和实测数据验证,面积偏差分别为3.69±3.09和2.51±3.33 hm^(2),提取精度达(94.20±3.03)%和(90.54±8.21)%,显著优于dNBR和BAI的人工阈值判识结果;2019—2021年12次提取应用整体偏差为5.00±4.70 hm^(2),提取精度达(92.50±5.06)%。研究表明,ENBR和Ostu自动提取方法精度高,且区域自适应能力强。因此,研发的ENBR和火烧迹地自动提取方法对广泛发生中小型林火的中国南方地区具有重要应用价值。

基于5G+智慧矿山行业应用全场景一站式安全评估体系研究与应用

当前全球网络安全形势极其严峻复杂,工业企业互联网频繁遭受到黑客攻击、勒索,甚至发生服务中断、停产等严重安全事故。随着5G+垂直行业应用的快速发展,垂直行业信息化发展驶入快车道,但智慧矿山等垂直行业应用场景下的安全风险评估工作相对滞后,在缺少行业应用安全基线、安全管理制度体系及安全风险评估最佳实践的情况下,5G+智慧矿山行业应用保障能力分散,传统风险与不可靠的边缘环境风险叠加,面临的网络安全风险更加复杂。本文面向5G+智慧矿山行业应用,通过建立安全评估框架、细化安全评估指标、梳理安全评估流程、整合安全评估工具,构建“全场景、一站式”的安全评估体系。同时针对井工矿和露天矿两大矿业类型的九大类典型业务场景开展安全评估实践,为5G+智慧矿山行业安全稳定运营、高质量发展提供坚实的基础和保障。

长三角地区大气NO_(2)和CO_(2)浓度的时空变化及驱动因子分析

以长三角城市群为研究对象,利用卫星遥感观测数据协同分析长三角地区大气NO_(2)和CO_(2)浓度的时空变化特征和驱动因子,揭示了长三角地区污染物和CO_(2)高浓度地区空间格局.结果表明长三角城市群地区大气NO_(2)和CO_(2)浓度的时空分布及变化特征呈现了受化石燃料燃烧和机动车排放等人为活动以及区域地形、地表覆盖、气候等自然条件的综合影响结果.大气NO_(2)和CO_(2)高浓度值围绕太湖明显呈口对西南向的U字形分布,一致于围绕太湖分布的杭州、上海、苏州、无锡、常州和南京等大型城市区域,以及安徽铜陵地区的工业排放区.大气NO_(2)浓度值呈现秋冬时期较高,夏季最低的季节分布特征.大气CO_(2)浓度受植被CO_(2)吸收和CO_(2)的积累影响,8~9月最低,4~5月最高.此外,随着人为排放活动的急剧减少,2020年1~3月的大气NO_(2)浓度比2019年同时期降低了50%以上,其中分布了以钢铁厂、燃煤厂为主的大型工业热源的城市NO_(2)浓度下降最多,如镇江、南京、马鞍山.

定量评估极端天气影响农业总产值的方法

选取对极端天气敏感性和脆弱性较高的农业领域为研究对象,将极端天气因子和农业生产因子引入Cobb—Douglas生产函数,构建气候经济模型,定量分析了极端天气事件对浙江省农业总产值的影响。结果表明:极端天气因子与浙江省农业总产值存在长期均衡关系,对农业总产值有显著的负面影响。高温日数、低温日数、强降水日数每增加1%,浙江农业总产值分别减少0.072%、0.046%、0.076%;高温日数和强降水日数的短期波动对农业总产值也有显著的负面影响;不同区域的农业总产值受极端天气影响程度存在差异,浙江西北地区和西南地区相对东部沿海地区受极端天气影响更为严重。

浙南春茶早春霜冻的时空分布特征

利用1971—2015年浙南7县(市、区)早春(2—4月)逐日气温观测资料,根据茶叶早春霜冻的气象灾害指标,采用多尺度趋势方法分别从空间、时间分析浙南茶叶早春霜冻的气候变化特征,并利用Mann-Kendall检验验证浙南茶叶早春霜冻的变化趋势和突变转折。结果表明:浙南茶叶早春霜冻发生次数较高,年均发生天数为16.8天,其中2月发生早春霜冻的可能性最高,且以轻度和重度霜冻为主。早春霜冻的空间分布结构由东南面向西北面递增,青田县发生早春霜冻的可能性最低,缙云县发生的可能性最高。茶叶早春霜冻日数的长期变化趋势表现为显著减少,且极端最低气温上升趋势明显,即浙南茶叶早春出现低温霜冻的可能性减小。浙南茶叶早春霜冻减少发生的突变点在20世纪80—90年代,且在21世纪初减少趋势最为显著。

1905-2018年浙江地温序列构建及其变化特征

基于通过RHtest方法检验订正的浙江68个气象台站1951—2018年0 cm、20 cm月平均地温、月平均气温观测资料和杭州、温州站百年气温资料,利用局部台站观测值全局修正(GAoSV)方法建立浙江1905—2018年年平均0 cm和20 cm地温序列,采用气候倾向率、低通滤波、小波分析、M-K检验等气候统计诊断方法,分析浙江地区年平均地温百年尺度时空变化特征。结果表明:(1)1905—2018年浙江年平均0 cm、20 cm地温气候倾向率均为0.2℃·(10 a)^(-1)(P<0.05),0 cm年平均地温的最高值、最低值和平均值分别为20.5、16.5和18.6℃,20 cm年平均地温的最高值、最低值和平均值分别为19.9、16.1和18.1℃;(2)气候变暖背景下,浙江0 cm、20 cm地温经历“冷、暖”演变,20世纪90年代中期之前偏冷、之后偏暖,1905—1925年和1991—2018年为两个明显的上升阶段;(3)浙江年平均0 cm、20 cm地温空间分布均表现出北低南高特征,高值区分布在文成、龙泉、丽水和温岭南部地区,低值区分布在安吉、萧山、德清、湖州、长兴等地区;(4)1905—2018年浙江年平均0 cm、20 cm地温在不同时期存在2~6 a、6~8 a和16~20 a的振荡周期,突变均出现在1986年前后。

浙江省极端气温事件年代际变化特征及城乡差异分析

采用百分位法确定了极端温度事件,通过t检验法、气候倾向率分析了极端温度事件的年代际及年际变化特征,基于核密度估计方法揭示了四季极端温度事件年代际变化特征及城乡差异。结果表明:极端高温和低温日数分别呈现以增加为主和以减少为主的变化特征,这种趋势随时间增强,东部沿海地区最显著。四季极端高温日数增多、强度增大,夏季增多最多、冬季最少,强度增大在春冬季最强。四季极端低温日数减少、强度减小,冬季减少最多,强度减小在春季最强。浙西地区极端温度事件的年际变率小于浙东地区,浙江城市地区四季极端高温强度更强、极端低温强度更弱。

金华市近30年气象要素变化对晚稻单产的影响

利用1980—2012年金华市气象站的日平均温度、降水量、日照时数和同期晚稻产量等资料,对金华地区晚稻相对气象产量与其生长期间气象因子的关系进行分析,探索气象要素变化对晚稻产量的影响,并籍此建立产量预报方程。结果表明,金华地区近30年晚稻单产总体呈上升趋势,其中,以20世纪80年代增速较快,自20世纪90年代起增速放缓;同期晚稻生长期间的平均温度也呈上升趋势,其中,2003—2009年上升幅度较大;但近30年降水量无明显变化趋势。晚稻相对气象产量与7月中旬、8月中旬的平均温度以及8月中旬—9月上旬的积温呈负相关,与7月中旬降水量、9月上旬日照时数呈正相关。基于近30年数据资料建立产量预报方程,经检验,其历史拟合误差率为4.31%。用该方程预测2010—2012年晚稻产量,误差率为2.62%。

鄱阳湖枯水期延长背景下越冬水鸟群落结构、丰富度及其空间分布格局

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是具有国际意义的候鸟越冬地.本研究于2015和2016年越冬期对鄱阳湖越冬水鸟的群落结构、丰富度和空间分布进行了系统的调查,分别记录到水鸟494033和388017只,隶属于6目13科68种.雁形目和鸻形目鸟类种类最多,其次是鹳形目和鹤形目;从生态型来看,游禽32种,涉禽36种.雁鸭类相对丰富度最高,是鄱阳湖越冬水鸟的优势类群,其次是鸻形目鸟类,而2015和2016年鹤形目鸟类数量仅占当年总数量的2.6%和1.4%.在鄱阳湖湿地的不同区域,越冬水鸟种类组成差异较大.从空间分布来看,越冬水鸟主要集中在鄱阳湖自然保护区、九江湿地和南昌湿地.开展鄱阳湖越冬水鸟的种群数量调查,摸清越冬水鸟群落结构和种群丰富度现状,对于有针对性地开展越冬水鸟保护具有重要意义.

浙江省近20年植被变化趋势及驱动因子分析

浙江是长江三角洲经济区的重要组成部分,该区域植被变化受到生态气候条件以及人类活动等多种因素的影响。利用多源遥感和地面观测2000—2019年生态植被参量、气象和气候因子以及夜间灯光数据等,分析浙江区域生态植被变化及其驱动关系;利用一元线性回归和Mann-Kendall趋势检验探讨植被变化趋势,采用Pearson相关分析和多元回归方法等研究多元因子贡献率。结果表明,浙江区域近20年增强型植被指数(EVI)呈现显著增长趋势,总增长趋近年均值的7.66%,而总初级生产力(GPP)的增加总量约为多年均值的1.48倍。森林和城市区植被分别呈现显著增长和减少趋势(森林EVI:0.60×10^−3 a^−1。城市EVI:−1.11×10^−3 a^−1)。气温、日照和降水共同影响植被变化特征,其中气温变化是引起区域近20年植被变化趋势的主要气候因子(r=0.54,P<0.01)。夜间灯光变化代表的城市扩张等人为活动是引起城市及周边植被减少的主要原因(r=−0.60±0.13),而远离城市的人类活动对植被生长具有一定的促进作用(r=0.56±0.13)。植被年际变化的多变量贡献分布表明,表征人类活动的夜光数据在全省范围具有重要的影响,而气候因素则会影响局部地区。其中近20年浙江区域气温升高和城市扩张分别对省内植被具有显著的促进和抑制作用。因此,区域气候条件变化以及人类活动是影响浙江省植被生长趋势变化的重要因素。该研究对区域生态文明建设具有重要的参考价值。

基于RADARSAT-2四极化SAR影像的海面风速反演

选取成像于中国东海和南海海域的102景RADARSAT-2(RS-2)精细四极化SAR原始影像以及ERA-Interim风场,在各极化通道下利用相应风速反演模型开展风速反演的研究。CMOD5地球物理模式函数对VV极化SAR数据反演风速效果最好,可以获取海面高精度风速数据。对于HH和交叉极化SAR影像,利用RS-2 SAR影像和ERA-Interim资料对现有风速反演模型进行改进,并提出了用于HH极化风速反演的PR_CS极化比模型和用于交叉极化风速反演的CP_CS模型。结果显示:基于两种模型的SAR反演风速与ERA-Interim风速具有良好的一致性,利用PR_CS模型的SAR反演风速与参考风速的均方根误差为1.54 m/s,利用CP_CS模型的SAR反演风速与ERA-Interim风速的均方根误差分别为1.43 m/s(VH极化)和1.51 m/s(HV极化)。

基于风热环境评估的城市通风廊道设计研究——以绍兴市越城区为例

在城市气候问题持续恶化与精细化城市管理背景下,对城市风热环境的综合评估将为城市通风廊道构建及城市规划提供重要前提。本文利用遥感和地理信息技术,以浙江省中等城市绍兴越城区为研究对象,综合分析绍兴越城区的风环境和热环境,并在通风廊道规划中给出了构建策略。研究结果表明:(1)绍兴越城区全年主导风向为偏东风,近10年平均风速呈明显下降趋势;(2)绍兴越城区年平均气温呈明显上升趋势,温度总体呈明显的北高南低的空间分布趋势,热岛扩张特征由20世纪90年代初的单个强热岛中心至2016年逐步发展为多个强热岛中心,热岛状况不容忽视;(3)城市热岛强度、地表通风潜力的强弱与下垫面地表类型和城市功能定位有直接关系。老城区,生态冷源少,地表通风潜力较低,热岛效应较强;而北部和西北部的工业新区由于工业密集,属于高能耗地区,热岛强度甚至高于老城区,越城区的东南部为山地,热岛效应较弱。初步构建的廊道规划方案,将冷源和新鲜空气引入城区内部,有利于缓解绍兴越城区热岛效应和增强城市的空气流动性,为绍兴缓解城市热岛、城市规划提供重要决策依据。

九江市越冬水禽资源调查

九江市是珍稀水禽越冬的主要地区之一,为了摸清家底,我们采用同步调查方法,通过直接计数法进行统计记录,历时5a获得了九江市越冬水禽种类、数量的第一手资料,掌握到水禽分布的基本规律。并对湿地水禽保护提出了一些建议和意见。

利奇马台风风场与湍流特征分析

由于台风的风速大、湍流活跃,台风过境时会对房屋、桥梁等建筑物造成严重危害.利用2019年8月8日至11日利奇马台风过境浙江时的近地层湍流资料,对利奇马台风的风速、风向、攻角、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度、湍流功率谱特征进行了分析.结果表明:(1)在台风前期和大风期,随着台风接近,慈溪观测场附近的风速急剧增大,流场主要为偏东气流;在台风后期,随着台风远离观测场,风速迅速减小,风向逐渐由偏东风转为西南风.(2)在台风前期和大风期,攻角、湍流强度和阵风因子都比较小;而在台风后期,攻角、湍流强度和阵风因子都明显增大,同时湍流积分尺度突然变小,说明了利奇马台风内部流场非常复杂,不同区域会出现不同的中小尺度结构,表现出不同的湍流特征.(3)在台风前期和大风期,惯性子区湍流能谱基本满足-2/3律,而大风期的湍流能谱与-2/3律偏离比较大,同时由于台风内部存在大量的中小尺度系统,在大尺度和湍流尺度涡旋之间,顺风方向的湍流能量贡献仍然很大.

播期对机插晚稻甬优2640生长特性的影响

以籼粳杂交晚稻品种甬优2640为研究对象,于2012、2013年在金华市进行分播期机插晚稻试验,并结合气象资料,分析播期对晚稻生长特性及产量的影响,探讨该品种在机插栽培方式下在研究区的最迟适宜播期。结果表明:(1)随着播期推迟晚稻全生育期呈先缩短后延长的变化趋势,播种-齐穗天数在秋季冷空气影响早的年份表现为先缩短后延长,冷空气影响晚则表现为全生育期缩短;(2)甬优2640表现出杂种优势,最大产量达9964.5kg/hm2,最大群体颖花量达44512.5×104/hm2;(3)晚稻产量随着播期的推迟而降低,播期对结实率影响最大,结实率为产量变化的主要影响因素,播期对群体颖花量影响较小,对千粒重基本无影响;(4)晚稻孕穗抽穗期遇低温其育性降低,但具有一定的低温耐受能力,齐穗前25d内23℃负积温是结实率最敏感的低温因子,齐穗前23℃负积温≤16.6℃·d能够保障晚稻稳产;(5)以80%保证率下的23℃负积温≤16.6℃·d的终日日期作为安全齐穗期,机插晚稻甬优2640最迟适宜播种期为6月29日-7月2日。

近45年金华市晚稻安全齐穗期的变化分析

确定晚稻安全齐穗期是安排各品种播栽期的重要依据。由北至南选取金华市3个代表地点(东阳、婺城、武义)近45年9—11月逐日日平均温度资料,利用mk突变检验法和t滑动检验法寻找两类晚稻安全齐穗温度的变异年份,籼稻为1999年,粳稻为1991年;并根据生产上常用的籼稻和粳稻安全齐穗期指标,得出近45年籼稻1999年之前、粳稻1991年之前及之后3地晚稻保证率分别为50%,80%,90%的安全齐穗期,发现籼稻在1999年之后各地的平均安全齐穗期较1999年之前普遍延迟5～6 d,粳稻在1991年之后各地的平均安全齐穗期较1991年之前普遍延迟6～10 d,且两类晚稻安全齐穗期的变异明显增大。本研究分析提出由北至南金华3个地点籼稻安全齐穗期分别为9月14日、9月16日和9月14日,比生产中习惯应用的安全齐穗期延迟约4 d;粳稻安全齐穗期分别为9月24日、9月24日和9月23日,比生产中习惯应用的安全齐穗期延迟2～3 d。

大棚蔬菜最低气温预报及冻害防御技术

在大棚蔬菜低温冻害防御中,通过搭建拱棚加盖不同层塑料内膜的大棚温度调控模式应用广泛。通过对不同层塑料内膜覆盖的大棚小气候环境温度观测,分析了棚内外日最低气温的相关关系,建立了棚内小气候环境日最低气温的一元线性回归预测模型,应用气象台天气预报中的日最低气温预报开展了大棚小气候环境的日最低气温预报,根据预报结果和蔬菜冻害指标,确定大棚增温防冻需要加盖塑料内膜的层数,提出大棚蔬菜内膜覆盖方式的冻害防御对策,为设施农业提供安全生产保障依据。

金华近59 a霜的气候变化特征

利用1953—2012年地面观测资料和温度资料,对金华本站霜的气候变化特征进行分析,并研究了初霜日期、终霜日期、霜期分别与月平均温度、月平均最高温度和月平均最低温度的相关关系,以及近59 a冬半年平均气温的变化特点。主要得到以下结论:近59 a金华本站多年平均初霜日期为11月24日,多年平均终霜日期为3月8日,多年平均霜期为105 d;20世纪70年代到90年代前期均存在10 a左右的年代际振荡,90年代以来,初霜日期显著推迟、终霜日期显著提前、霜期显著缩短;2005年前后,金华初霜日期、终霜日期和霜期均发生了不显著的突变现象;初霜日期、终霜日期分别与当年11月、次年3月的各温度因子的相关性最好;20世纪90年代以后,冬半年的平均气温显著增暖,突变点是1994年。