浅水湖泊风生流强度数值模拟及工程应用

针对浅水湖泊风生流对改善湖泊水环境的积极作用,基于水动力模型,建立了二维浅水湖泊风生流数值模型,利用单一变量控制法,综合分析了地形、风向、补水流量等影响浅水湖泊风生流的主要影响因素。以南方某城市浅水湖泊为例,模拟分析了不同方案下的风生流环流强度和流场特性,并由多方案效果综合分析和方案优化,提出了改善湖泊水环境的最佳工程与调控方案。

建筑物制冷系统人为热排放与气象环境的相互作用

针对建筑物制冷系统人为热排放对城市气候和能源消耗影响越来越大的现状,利用改进后的建筑物能量模式BEM(Building Energy Model)与单层城市冠层模式SLUCM(Single Layer Urban Canopy Model)的耦合,实现对城市建筑物人为热排放的动态模拟;以2014年5月29日为例(北京地区极端高温个例),开展北京地区建筑物制冷系统人为热排放与城市气象环境相互作用的定量分析。WRF(Weather Research and Forecasting)/Noah/SLUCM/BEM耦合模式模拟分析表明,模式在不加入人为热时,对夜间的热岛模拟偏弱,且基本无法模拟出白天的热岛效应;加入城市交通人为热排放后,对城市热岛强度和范围的模拟有一定改善;进一步加入建筑人为热排放对气温、热通量、边界层高度等的模拟效果均有不同程度的改进。加入BEM模拟的人为热后(case2),15:00(北京时,下同)主城区地表感热通量增加30~50 W·m^(-2),相应地2 m气温升高0.4~0.8℃,二者对应关系较好。case2中的人为潜热排放导致地表潜热通量增加80~140 W·m^(-2),水汽通量增加0.04~0.09 g·m^(-2)·s-1,中心城区2 m比湿增加0.5~0.9 g·kg^(-1),边界层高度升高100~150 m,且傍晚边界层高度开始下降的时间推迟了约1 h。加入建筑人为热后,气温等气象条件的变化会对建筑物制冷系统能耗及人为热排放产生影响。case2对比case1,建筑物制冷系统能耗增加了1.11%~3.33%,建筑物制冷系统排放的感热通量增大0.67%~1.67%、潜热通量增大0.625%~1.56%(达2.0 W·m^(-2)以上)。研究表明,在中尺度模式中动态模拟建筑物制冷系统的人为热排放,能够改进对近地层气象要素的模拟效果。

WRF模式对金塔绿洲效应的数值模拟

利用美国NCAR中心的天气研究与预报模式WRF,对金塔绿洲的温度场、环流场、能量场的结构及其日变化特征进行了较为细致的模拟研究。结果表明,WRF模式能较好地模拟出非均匀下垫面上绿洲和戈壁的近地面温度、风场、净辐射、感热和潜热等要素的变化特征及日变化规律,较为完整地呈现出绿洲"冷岛效应",模拟的近地面风向和观测值吻合较好。通过对能量场的时空分析,发现下垫面的植被类型、土壤类型和土壤湿度对绿洲白天感热、潜热、土壤热通量和净辐射等有很大影响,绿洲白天净辐射峰值比戈壁大,潜热通量比感热通量大;白天大气向地面传输热量,绿洲地表获得的热通量大;而夜间地表向上传递热量,绿洲释放的热通量比戈壁大。更加细致地研究这些现象对深入了解绿洲气候的形成和维持机理具有重要的意义。

旅游者行为影响下的海岛生态脆弱性研究——以大连市长海县为例

与沿海地区相比,海岛更容易受到人为干扰,特别是旅游活动。文章以长海县为案例地,根据暴露度—敏感度—适应能力框架构建旅游者影响下的海岛生态脆弱性指标系统,并运用耦合协调度模型分析子系统之间的协调发展程度,运用多样本潜在类别模型从人口统计学特征层面分析旅游者行为。研究表明:(1)2007—2018年,在旅游者行为的影响下,海岛生态脆弱性指数由0.123急速增加到0.203,E-S-A子系统耦合协调度由0.282升高至0.409,标志着旅游者对海岛生态脆弱性的影响加大。(2)长海县旅游者分为发展型与萌芽型,行为表现尚不成熟,分别占海岛旅游者总人数的83.4%和16.6%,对海岛生态脆弱性均产生影响。(3)在人口统计学特征层面,不同性别、年龄、学历的旅游者行为对海岛生态脆弱性的影响不存在显著差异。其中,高学历对发展型海岛旅游者的行为有一定的正向影响。不同收入的海岛旅游者行为对海岛生态脆弱性的影响存在差异,高收入旅游者行为对海岛生态脆弱性影响较小。(4)海岛旅游者行为的规范应重点关注住宿、购物、娱乐3个领域,注意弱化性别、年龄差异,注意学历差异。