大型光伏电站对共和盆地荒漠区微气候的影响

[目的]揭示光伏电站内外局地小气候的差异,评估大型光伏电站的布设对共和盆地荒漠区小气候的影响。[方法]利用自动气象站的观测数据,通过对比对照点和光伏电站内观测点观测得到的基本气象要素(气温、相对湿度、风速和风向、辐射)和土壤温湿度评估大型光伏电站的布设对共和盆地荒漠区小气候的影响。[结果]光伏电站的布设使得共和盆地荒漠区相对湿度增加3.93%,这种影响在较干日和夜间表现的更明显。在布设光伏电站后风向由原来的东北风转为以东风为主,光伏电站的布设使得局地风向更加单一。对于风速而言,在布设光伏电站后大风速出现的比例显著降低。大型光伏电站使得共和盆地荒漠区风速减小了53.92%。大型光伏电站使得共和盆地荒漠区10,20,40cm平均土壤温度分别降低17.20%,16.75%和16.09%,对浅层的影响大于深层。光伏电站对共和盆地荒漠区10cm土壤湿度的影响较其他要素更显著,大型光伏电站使得共和盆地荒漠区10cm平均土壤湿度增加了71.61%。[结论]大型光伏电站使得共和盆地荒漠区的湿度增加;风向变得单一,风速减小;土壤温度降低和土壤湿度增加。

砾质戈壁在不同扰动方式下的风蚀量研究——以敦煌雅丹地质公园北边的砾质戈壁为例

通过野外移动式风洞,测定了雅丹的砾质戈壁在不同破坏方式、破坏强度、不同风速和不同破坏面积下的风蚀量。结果表明:砾质戈壁不同破坏方式下的风蚀量为:车碾压>剥去砾石破坏>不去砾石破坏>脚踩踏;不同破坏强度下的风蚀量为:车碾压三道>车碾压一道。连续破坏的风蚀量要明显高于间隔破坏。无论在哪种破坏方式和破坏强度下的风蚀量都要远远大于自然床面。不同破坏方式引起的风蚀量随着风速的增大呈指数增加,当风速低于10 m·s^(-1)时床面以轻微侵蚀为主,当风速>12 m·s^(-1)时床面以强烈侵蚀为主。戈壁破坏面积与风蚀模数无关,因此可以利用风蚀量乘以对应的面积来估算各个破坏面积下的风蚀总量。不同扰动方式与强度对风沙流结构也有明显影响。

青海省共和盆地光伏发电基地风沙灾害现状、成因及其防治措施

[目的]分析青海省共和盆地塔拉滩光伏发电基地风沙灾害现状,并探讨风沙灾害的成因,提出相应的防治对策。[方法]利用徕卡全站仪对光伏发电基地沙丘移动速率以及典型电站积沙量进行了实地测量,并结合气象资料分析了风沙灾害形成的区域风沙环境特征。[结果]沙丘前移与风沙流遇阻后在太阳能板间形成积沙是该区风沙危害的主要表现形式:该区沙丘类型以新月形沙丘为主,移动速度达12.56m/a;在一面积99hm2、风沙灾害最为严重的光伏园区内,2016年2—4月3个月内上风向光伏板间积沙可达3 090m3;研究区属中能风沙环境,为单峰风况,起沙风以西风和西北西风为主,两组风向占年输沙势的92.1%。[结论]风力强劲、风旱同期等自然特点以及过度放牧导致的土地沙漠化提供沙源是该区风沙灾害的主要成因,亟需建立固沙与阻沙措施相结合的风沙灾害综合防治体系进行风沙灾害防治。

交通限行对细颗粒物浓度及其谱分布的影响

采用电迁移率粒径谱仪SMPS 3936对颗粒物数浓度及其谱分布进行了实时监测,对2013年兰州市国际马拉松赛交通管制期间细颗粒物浓度及其谱分布特征开展研究,并通过多元对数正态分布拟合和主成分分析方法分别对数浓度谱特征及其影响因素进行了分析,以阐明2013年兰州国际马拉松赛期间交通管制对细颗粒物浓度及其谱特征的影响。气象条件相似的交通限行期间,交通限行日50~100 nm,100~200 nm和200~500 nm粒径段颗粒物数浓度均较正常周六有所降低,特别是50~200nm粒径段颗粒物表现最为显著,在此期间,交通限行日50~100 nm和100~200 nm粒径段平均颗粒物数浓度分别为2567.5±807.4 cm-3和1567.8±193.8 cm-3,分别较正常周六相应时段低60.2%和67.2%。交通限行对颗粒物数浓度的影响主要集中在107 nm为峰值粒径的积聚模态附近,而气象条件对10~300 nm粒径段颗粒物数浓度均有较显著的影响,最大影响在80 nm附近。

兰新铁路第二双线张掖—红柳河段种子植物区系及生态学初步研究

为了研究兰新铁路第二双线张掖—红柳河段沿线植物种属组成和特性,采用样方、样线结合的方法对该线路植被进行了调查。初步调查,其张掖至红柳河段有种子植物18科52属55种,以双子叶植物占优势,其区系特征为单种属和寡种属多,优势现象明显,生态类型以旱生植物为主,这是长期适应比较干旱的自然环境的结果。查清兰新铁路第二双线沿线植物资源的数量和分布区,为该线路土壤侵蚀、风蚀等水土流失灾害防治和植物资源保护提供科学依据。

青藏铁路错那湖段风沙活动强度特征分析

输沙势和输沙量是反映风沙活动强度的两个重要指标。利用青藏高原错那湖2009年7月—2010年6月的风速资料,统计并计算起沙风频次和输沙势。分析结果表明,起沙风的月际变化比较明显,10月至翌年4月风向单一,以西风为主,约占全年起沙风的65%以上。从10月到翌年4月输沙势值较高,合成输沙方向以西风为主,方向变率指数在0.9以上,属于高比率。5月到9月输沙势值处于年内低峰,风向比较分散,方向变率指数由5月的0.61降到9月的0.36,属于中比率。年输沙势为491.12VU,属于高能环境(≥400VU)。年合成输沙势为445.44VU,年方向变率为0.91,属于高比率,合成输沙方向为262.54°。对8个方位月输沙量分析显示,月输沙量变化在10.5kg(7月)～119.7kg(11月)之间,各月输沙量随输沙势和平均风速的增加而增加,其转化关系可以用近似幂函数和线性函数表达。

不同扰动方式对沙砾质戈壁地表风蚀量的影响

通过野外风洞实验，测定了不同破坏方式、破坏面积和风速下的沙砾质戈壁风蚀量。结果表明：不同破坏方式引起的风蚀量不同，扰动强度越大造成的风蚀量越多；相同扰动方式下连续破坏造成的风蚀量稍高于间隔破坏。风蚀总量随破坏面积的增大而增加，且服从指数函数。风速为8～10m·s^-1时，扰动的戈壁地表以轻微侵蚀为主；10～12m·s^-1是风蚀量增幅最大阶段；当风速大于12m·s^-1时，以强烈风蚀为主。风沙流中沙物质的主体是细沙和极细沙，在20cm高度范围内，白风沙流下层至上层细沙含量比较稳定，极细沙含量逐渐降低，中沙含量逐渐上升。

青藏铁路格尔木-错那湖段沿线物种多样性分析

以青藏铁路线为样带中心点,在格尔木-错那湖段沿线设置样地、样方,重点调查原生植被物种丰富度、盖度、高度等基本数据,多样性指标分析结果表明:沿线植被主要分布种有90个,隶属24个科,主要建群种为紫花针茅(Stipa purpurea)、棘豆(Oxytropis DC.)、青藏苔草(Carex moorcroftii Falc)等,划分出了4个不同的生态分区;物种丰富度和盖度沿铁路线由北向南呈波动上升趋势,平均高度呈逐渐降低趋势。运用Jaccard和Cody指数分析样地之间的β多样性,结果表明:随着样地纬度方向间距的增大,Jaccard和Cody指数分别呈下降和上升趋势,相邻样地间物种相似度最高,物种沿纬度方向逐渐替代规律比较明显。

金字塔沙丘近地表流场及其对月牙泉影响研究

对月牙泉景区气象站点资料和积沙量统计分析以及月牙泉北侧金字塔沙丘近地表流场野外观测表明:受地形影响,月牙泉景区和金字塔沙丘各点起沙风玫瑰和输沙势玫瑰在监测期内差别较大。在金字塔沙丘影响下,不同风向下气流发生多次分离和汇集,沙丘近地表气流发生明显变化,携沙气流行进方向发生改变。金字塔沙丘坡面上各点合成输沙势和起沙风与坡面走向呈垂直角度,气流沿坡面爬越沙丘时,动能发生损耗,携沙能力减弱,减少了进入月牙泉的风沙量,减弱了月牙泉的风沙灾害。

不同砾石覆盖度戈壁床面风蚀速率定量模拟

通过风洞实验,利用称重传感器自动记录风蚀观测样方重量变化过程,对供沙条件下不同砾石覆盖度戈壁床面风蚀速率进行了定量模拟研究。结果表明：砾石覆盖度是影响戈壁风蚀速率的关键因子,戈壁床面风蚀速率随砾石覆盖度增加按指数规律递减。各实验风速下,砾石覆盖度〉50%时,戈壁床面风蚀速率随砾石覆盖度增加而减小量有限,甚至无风蚀发生;而盖度从10%到50%时,风蚀速率显著减小。因此,两种实验粒径砾石（3cm与4cm）至少在50%盖度时才能达到较好的风蚀防治效果。戈壁风蚀防护机理主要是砾石覆盖度的增加增大了砾石间沙粒的临界起动剪切风速,而且减少了作用在砾石间可蚀地表的剪切压。与沙质对照床面相比,10%~90%砾石盖度戈壁床面沙粒临界起动剪切风速增大了0.8~3.4倍,只有0.5%~28%的剪切压作用在砾石间可蚀地表。

沙尘天气过程对中国北方城市空气质量的影响

2014年4月23—25日中国北方地区经历了一次大范围的强沙尘天气过程。利用13个城市的空气质量和气象数据结合后向轨迹模式和MODIS deep-blue气溶胶光学厚度数据,研究沙尘天气过程对中国北方城市空气质量的影响,特别是对PM2.5质量浓度的贡献。结果表明:来源于塔克拉玛干沙漠及其周边地区的沙尘途经甘肃西北部和内蒙古中西部的沙漠区进而影响下游城市。MODIS deep-blue气溶胶光学厚度的空间分布能够较好地反映出沙尘的水平运动特征。沙尘天气过程可以使中国北方城市PM2.5和PM10质量浓度分别增加7.5%~1 141.2%和344.0%~2 562.1%,可以有效地降低SO2、NO2和CO气体污染物的浓度,而对O3的浓度影响较小。银川、大同和库尔勒沙尘天气过程期间平均SO2、NO2和CO浓度较非沙尘天气过程期间降低最明显,分别降低约80.0%、78.7%和62.1%。

敦煌湖泊湿地生态系统地表辐射平衡特征

利用2013年干旱环境背景下敦煌湖泊湿地生态系统的辐射数据,分析了该地区的辐射变化特征。结果表明:不同的天气背景,各辐射分量的日变化过程差异较大,晴天变化曲线呈平滑的单峰型,多云天气平滑度不如晴天,阴天、雨天和沙尘天气呈现了不规则的多峰型变化;各季辐射通量的日变化都呈单峰型,但收入量差异较大,极值出现的时间也不相同。向下短波辐射、向上和向下长波辐射、净辐射月总量的变化表现出明显的季节性,夏季>春季>秋季>冬季,向上短波辐射的月总量的季节变化不太明显。各辐射分量日平均值具有明显的季节性,夏、春季较大,秋、冬季较小,最大值出现在6月或7月,最小值出现在12月或1月。生长季的地表反照率要低于非生长季,各季日平均反照率都是早晚高,中午低,呈"U"型。