表层岩溶系统中土-气-水界面碳流通的短尺度效应——以贵州茂兰国家喀斯特森林公园的秋季日动态监测为例

在 2 0 0 1年秋季对贵州省荔波县茂兰国家喀斯特森林公园林地、草地植被下土壤CO2 呼吸释放及岩溶表层泉水HCO3 及其δ13 C值的变化进行了日动态的野外监测 ,表明岩溶系统中土 -气 -水界面间存在着碳交换的日动态变化以及所伴随的同位素交换的变化 ,这种变化与土温的日动态有密切的关系。林地植被显示了平抑这种日动态幅度的效应 ,而草地植被则显示响应于温度变化的较灵敏的动态变化。这种短尺度的变化构成了表层岩溶系统对外界条件的灵敏响应 ,进一步揭示了在生物作用下岩溶地质作用在碳循环过程及其同位素交换上的灵敏性和动态性。

全新世期间亚洲和非洲干旱区环境的短尺度变化

过去对北非和中国干旱区140 ka BP来环境演化的初步对比表明,两地的干旱度在万年时间尺度上基本同步。这种关系是否也适用于全新世百年尺度的干旱事件,仍是有待研究的问题。本文对撒哈拉地区569个地表淡水指示物和我国北方干旱区158个古土壤和湖泊沉积的^(14)C年代数据进行了时空频数统计分析,揭示出两地沙漠在全新世期间至少经历了三次同时性的、百年—千年尺度的干旱事件,叠置于季风气候对地球轨道变化响应的总体趋势上;沙漠在纬向上的进退主要受控于季风前沿的伸缩幅度,说明两个季风系统的短尺度变化可能受统一因素控制。最为显著的干旱事件发生于约4 ka BP。两地干旱区在过去认为的6 ka BP前后的全新世气候适宜期并没有表现为稳定的湿润环境。我国过去发现的该时期不少的干旱证据被解释为高温所导致的强烈蒸发作用所致。但全新世中期的干旱期在热带的存在及其与冰心记录中低甲烷事件的吻合难以用蒸发来解释,而应与夏季风环流的减弱有关。

渭北旱塬黄土记录的晚冰期以来短尺度气候变化

通过对长武下孟村黄土剖面的野外考察和磁化率、粒度、吸湿水含量分析 ,探讨了该地区晚冰期以来气候变化规律 .研究结果表明 ,该剖面较好地记录了新仙女木期 (YD)和博令 阿勒罗德事件 (BL +AL)短尺度较小幅度气候变化事件 .对应全新世气候最适宜期 ( 850 0— 31 0 0a .BP) ,该地为黑垆土成壤期 .从 31 0 0a .BP开始 ,季风气候格局快速转变 ,气候干旱化 ,土壤和土地资源退化 .所以 31 0

典型表层岩溶泉水短时间尺度动态变化规律

通过多功能自动化监测记录仪CTDP300,对金佛山表层岩溶泉碧潭泉物理化学性质的昼夜变化过程进行了研究。短时间尺度监测表明,岩溶动力系统对环境变化比较敏感,响应及时,水的物理化学性质昼夜动态变化在不同气候条件下有不同表现。在无雨条件下,水温的变化与气温基本一致,电导率峰值区滞后温度数小时,这可能与植被从光合作用向呼吸作用转变导致大气CO2浓度产生较大的梯度变化有关,而这种梯度十分有利于岩溶作用的进行,但由于植被覆盖和地质构造等因素的差异,滞后时间有较大不同;在暴雨期间,虽有植被和土壤的阻挡和调蓄作用,降雨对碧潭泉岩溶水还是有较强的稀释作用,但开始降雨后数小时左右,表层岩溶带高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力作用和CO2效应逐渐占主导地位。

典型岩溶槽谷区降雨条件下地下河水质短时间尺度变化过程研究——以重庆南山老龙洞地下河为例

采用CTDP300多参数水质自动记录仪对重庆市南山老龙洞地下河出口处的地下水在降雨条件下水位、水温、pH值和电导率进行监测,以及2h时间间隔的地下水水化学指标(HCO3-,Ca2+,Mg2+,NO3-,PO34-,SO24-,Fe2+,Mn2+,Ba2+)测定,根据监测数据进行分析对比,结果表明:监测期间南山老龙洞地下河水质变化与降雨、气温以及流量表现出良好的响应关系,降雨前后水质变化明显,这可能是因为降雨的稀释作用以及大流量、快流速使水体中CO2由于水体的扰动逸出,导致HCO3-质量浓度低.随后由于降雨停止,HCO3-质量浓度升高.可能与此时的水受到来自岩溶洼地水和来自裂隙水的补给有关,并且HCO3-与水温的关系为负相关.Ca2+与Mg2+质量浓度在降雨初期随降雨量的增多而减小,之后开始上升,与雨水的稀释有关,但是其最高值不在降雨量的最大值.NO3-,PO34-,SO42-的质量浓度随降雨的到来和流量的增加而升高.Fe2+,Mn2+,Ba2+质量浓度在降雨初期迅速上升,Mn2+在降雨过后,快速下降.降雨初期,各种离子的变化受雨水稀释作用控制,降雨停止后,表层岩溶带的高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力条件和CO2效应占主导,进而影响水质的变化.

中国广域范围内风能资源短时间尺度的时空互补特性调查研究

风能资源所具有的间歇性和波动性的特性致使风电输出功率具有很大程度的随机性和难以预测性。将这种大规模的波动电源接入电网会给电力系统安全稳定运行带来诸多不利影响。近些年来利用广域范围内风能资源时空互补特性平滑大规模风能输出功率波动已引起国内外学者的广泛关注。中国小时级别及以上时间尺度下的风能资源时空互补性已得到了初步的调查研究,但小时级别以下时间尺度下的时空互补性有待进一步研究。因此,基于中国气象局提供的气象风速数据,本文结合各种统计方法和指标调查研究了中国广域范围内风能资源短时间尺度(1min)的时空互补特性。

短时间尺度下降水中稳定同位素变化特征及其意义

根据2007年11月至2008年3月广州降水中稳定同位素和气象资料,探讨了短时间尺度下降水中稳定同位素变化规律.采样期间所得到的降水中稳定同位素与气温在天气尺度下呈显著的正相关,可能与2008年初南方发生严重冰雪冻雨灾害期间特殊的大气环流形势、水汽输送等因素有关.在单次连续降水过程中,降水中稳定同位素变化过程主要有2类,一类是随着降水的持续,降水中稳定同位素逐渐降低,另一类则是降水中稳定同位素变化表现出"V"型结构,且降水中过量氘(d)的变化与同位素变化趋势相近,这些不同类型的同位素组成变化趋势可能跟水汽来源、锋面活动、雨滴下落过程中所受到的蒸发分馏等有关.

短模糊尺度下运动模糊参数的频域识别方法

为较精确地识别短模糊尺度下图像的运动模糊参数,提出了Hough变换、Radon变换和曲线拟合相结合的模型。对频谱图进行分析,指出MRT算法误差较大,建立了Hough变换线检测取最长直线角度的模型鉴定模糊方向。针对模糊方向上的Radon变换曲线,利用相邻波谷位置差剔除奇异值求均值的方法检测暗条纹间距,继而通过曲线拟合鉴定模糊尺度。建立了图像列宽、暗条纹间距和模糊尺度之间的通用关系模型。仿真结果表明,该算法实时性好、精度高、抗干扰能力强。

三电平高压大容量变频器中的短时间尺度脉冲现象(英文)

大容量变频调速系统中存在相当多的短时间尺度过渡过程,如电力电子器件的开关过程、换流回路的转换等,其作用时间一般在微秒至纳秒级。这些过渡过程将直接影响到电力电子装置运行的可靠性,因此,抛开传统的稳态研究模式,从脉冲的短时间尺度来看待这些过渡过程非常必要。该文以三电平高压大容量变频调速系统为试验平台,在得到大容量变频调速系统中各类波过程数学函数的同时,着力将PWM脉冲进行系统分类,综合考虑各类脉冲产生的原因及其作用效果,分析了最小脉宽对于系统动态和稳态性能的影响。试验结果验证了以上分析的正确性。

2001年11月24日特大磁暴前银河宇宙线短时间尺度功率谱分析

采用北京宇宙线超中子堆 5min的数据,利用快速傅里叶变换计算宇宙线的功率谱方法,分析了 2 0 0 1年 1 1月 2 4日特大磁暴前银河宇宙线短时间尺度(t<1h)的功率谱。计算结果表明,在 2 0 0 1年 1 1月 1 8日到 2 0日之间,银河宇宙线的功率谱没有特别突出的特征。在 2 0 0 1年 1 1月 2 3日CME抛出之后到达磁层前的一段时间,银河宇宙线的 2 2.61 5 4min的周期非常显著,而其他短时间周期的特征变得很不明显,几乎变为噪声水平。

Radon变换对短模糊尺度下匀速直线运动模糊参数的准确估计

为提高短模糊尺度下的运动模糊参数估计精度，提出了一种改进的基于Radon变换的频域估计算法。算法对运动模糊图像傅里叶变换频谱图做Radon变换，利用运动模糊图像频谱图在垂直于条纹方向下Radon变换时为明暗投影线的特性，在Radon变换图中确定明暗投影线，由该投影线对应的Radon变换角度和运动模糊图像的分辨率求解运动模糊参数。对Lena图像的仿真结果表明：当模糊尺度为5～10时，对模糊方向的估计误差小于1°，对模糊尺度的估计误差小于0．5个像素，优于现有算法的估计精度。

基于短时间尺度自适应帕尔默干旱指数的中国干旱演变特征分析

以帕尔默干旱指数(PDSI)为基础,构建融合Penman-Monteith潜在蒸散发公式且具有短时间尺度效应的自适应帕尔默干旱指数scPDSI_(pm),分析了1951—2016年中国旱涝演变趋势及干旱特征的空间分布规律和历史干旱事件的时空演变过程,并结合实际旱情记录资料验证了指数的可靠性。结果表明:空间上,中国东北、华北、华中、西北呈变旱趋势,西北和东南少数地区为变涝趋势;中国大部分地区旱情开始时间集中在6—7月,北部地区干旱历时长且干旱烈度大,南部地区干旱历时短、干旱烈度小;scPDSI_(pm)能够很好地指示旱情发生时间和区域,准确地捕捉到旱情中心的转移过程。

基于短时间尺度相关性聚类的负荷预测

负荷预测是电力系统规划、经济和安全运行以及电力市场交易的基础。短时间尺度相关性分析能够挖掘一段时间内负荷的用电行为,相似用电行为分析有助于改善负荷预测效果,因此提出了基于短时间尺度相关性聚类的负荷预测方法。根据短时间尺度用电时间序列之间的皮尔逊相关系数构造相关系数矩阵,并对相关系数矩阵进行去噪处理;基于相关系数矩阵,利用模糊c均值聚类的方法来实现不同用电特性负荷之间的聚类,每类中负荷具有相似的用电行为;再分别对每一类中所有负荷数据求和并利用人工神经网络进行超短期负荷预测,基于每类的负荷预测结果计算系统的负荷预测;通过对某110kV变电站10kV负荷馈线的实际数据进行分析,分析结果表明基于短时间尺度相关性分析的聚类提升了负荷预测的效果,从而验证了所提方法的有效性。

对中国森林火灾在短时间尺度上变化规律的研究

通过对1950~2013年中国森林火灾观测数据的整理和分析,揭示中国森林火灾在短时间尺度上的发生规律。结果表明：在日时间尺度上,中国森林火灾主要发生在8：00~16：00,其变化规律与气温、湿度变化及人类频繁活动的时间点关系密切;在月、季时间尺度上,春季森林火灾较多,夏季森林火灾较少,这与中国季风气候的特点及一些特定的人类活动相关;在年际时间尺度上,自1950年以来中国森林火灾呈现阶梯状下降趋势,这一趋势与气候变化的关系不是很明显,可能较多地受到人为因素如政策法规的影响。

短时间尺度下旅游洞穴空气环境自净能力研究--以绥阳大风洞为例

在2017年9月30日-10月9日对贵州绥阳大风洞洞内的温度、湿度、CO2浓度和洞外的温度、湿度、降雨量等指标进行为期10天的连续自动监测,并结合监测期内游客量和当地降雨情况,利用数理统计方法进行分析,结果发现:洞穴空气环境的自净能力主要取决于洞内气流交换的强弱程度,尤其是在极端天气(主要指夏秋季降雨)下,洞外温度降低,促使通风模式发生转变,进而增强了洞内外气流的交换,提高了洞穴环境的自净能力。但洞穴空气环境的自净能力是有限度的,除温度、湿度外,当游客产生的CO2浓度超过洞穴空气环境的自净能力阈值时,洞内CO2会出现累积效应;反之,洞内CO2浓度又回归至洞穴环境背景值。同时,洞穴空气环境的自净能力反应时间也会因洞腔体积、洞道结构等的不同而有所差异,大风洞1#、2#、3#监测点的自净能力反应时间分别为15 h、18 h、20 h。

东亚副热带高空急流短时间尺度增强的机理研究

本文利用中尺度非静力模式WRF输出的高时空分辨率模拟资料研究了东亚副热带高空急流(EASJ)短时间尺度强度变化特征,并结合大气运动方程解释了EASJ增强的可能机制。结果表明,在6 h时间间隔内,急流区纬向风增量的水平尺度大于2 000 km。急流轴北侧高频扰动较少,南侧出现大量高频扰动,相应地,急流轴北侧纬向风大尺度整体增强,而急流轴南侧纬向风增量正值区中还存在水平尺度为几百公里的负值区。高频扰动的周期约为1～6 h,向东传播速度为20～40 m·s-1,与惯性重力波相似。造成EASJ短时间尺度增强的主要物理因子为水平平流作用和非地转效应。水平平流项和非地转项量级相同,但变化趋势几乎相反。两者之和的量值与纬向风局地加速度项相近。此外,垂直平流作用对EASJ强度变化也有一定贡献。

城市交叉口交通流特征与短时预测模型

时间尺度大于15 min的城市交通流预测模型已无法满足交通信号实时控制和交通信息实时发布的需求,通过对广州市中心区交叉路口交通流长期观察和数据采集,分析了各种时间尺度的交通流特性,提出以路口信号周期作为时间尺度,绿灯流率作为变量的ARIMA(p,d,q)短时交通预测模型。以1个和3个信号周期的时间尺度为例,对城市交叉路口不同时间段交通流进行建模和预测。结果表明ARIMA(p,d,q)预测模型结构稳定,算法简单,时间尺度为3个信号周期的预测模型可以很好地保持交通流特征,均方根误差为0.015 9,预测精度较高。

基于相似搜索与多开端重组的配电网两时间尺度无功协调控制

规模化的分布式电源接入配电网后造成了电压高间歇性波动,影响了无功补偿设备的调节效果。提出基于相似搜索与多开端重组的多目标无功优化算法,考虑了非平滑补偿设备的日投切次数限制,加入变化的次数成本约束,调节尺度为1 h;DG和SVG的实时平滑调节设备,调节尺度为5 min,进行超短期预测反馈调节,优化目标为电压偏差、网损和调控成本综合最优。求解算法采用改进的多目标粒子群算法,运用相似搜索技术,调用适用性最高的历史无功方案作为方案粒子加快算法的初期收敛速度;引用Pareto熵协调多目标间的适应度,同时依托Pareto解集存优能力,在算法收敛后期设计了多开端重组方法,进一步提高优化效果。经实际算例验证了该方法的有效性。

短时间高强度旅游活动下洞穴空气环境变化特征及其影响因素分析——以绥阳大风洞为例

文章通过对大风洞2017年、2018年十一"黄金周"洞内外温度、CO2浓度、相对湿度、游客量等为期7天的连续监测,并运用系统分析方法对各个监测指标进行综合分析。结果表明:(1)监测期间,受洞穴通风效应和游客量等的影响,大风洞空气环境要素(温度、湿度、CO2浓度)呈现明显昼夜变化,表现为白昼>夜晚;(2)洞道结构对洞穴空气环境空间变化具有重要影响,表现为神泉玉露洞道结构较夜明珠更为复杂,在2017年、2018年的温度、湿度、CO2浓度等均要比夜明珠的高;(3)洞外空气环境变化对洞穴通风效应具有重要的影响,表现为降雨导致洞外温度、湿度降低,虚拟温差发生改变,促使气流方向由限制性通风模式向积极性通风模式转变;(4)受气候及游客因素影响,2017年洞内温度、CO2浓度的昼夜变化特征较2018年更明显,且当游客产生的CO2浓度大于洞穴空气环境的自净能力时,CO2会出现累积效应,进而影响洞穴旅游景观及洞穴环境的舒适性,建议景区在进行旅游活动时要充分考虑短时间尺度游客人数高峰期对CO2的影响及岩溶景观的合理保护。

重庆金佛山岩溶区不同植被条件下土壤-植被系统CO_2浓度日变化

对重庆金佛山典型岩溶区林地、裸地表层岩溶生态系统CO2浓度进行短时间尺度变化的野外观测结果表明,林地与裸地不同深处土温变化幅度由地表向土壤深部逐步降低,裸地地表温度和不同深度土温波动幅度均较林地大。林地与裸地各层次土壤CO2浓度变化与土温呈较好的相关关系。林地各层土壤CO2浓度波动微弱,变幅小于裸地。林地与裸地土层中CO2浓度随土层深度增加而增高。植被各层的温度和温度变化幅度从大到小依次为林层、灌层和草层。林层温度最大值滞后于气温约3h。