全球变暖与亚洲夏季风北边缘带：CO_2增倍的数值模拟

利用NCAR CAM3全球大气环流模式(包含CLM陆面模式)进行了20年(1998-2017年)CO2增倍的数值试验,并通过计算海陆热力差异,分析了环流形势、雨带分布和云量特征等物理量,研究了全球变暖对东亚夏季风北边缘带的影响。结果表明,CAM3大气环流模式能较好地描述东亚地区大尺度环流的季节变化特征,当CO2含量成倍增长后,将对亚洲经度范围内的夏季风北边缘的位置产生不同的影响,具体表现为100°～123°E地区北边缘位置偏北明显,100°E以西略偏北,123°～132°E略偏北幅度很小,132°E以东呈现出一定的偏北趋势。其原因可能是由于陆地增温有利于青藏高原低层气旋性环流的加强以及北半球纬向海陆热力差异的增加,从而导致我国西南和东南方向向北的水汽输送明显增加。研究表明,南北半球的海陆热力差异无明显变化,南北半球间的相互作用与北半球夏季风增强无明显的联系,两者的关系还有待进一步研究。

近地层O_3和CO_2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟:Ⅱ模拟结果和分析

针对CO2和O3浓度变化对冬小麦影响,改进了农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC),并利用模型模拟了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量的影响,检验了模型的模拟效果。通过对原DNDC模型适用性的调整,使之适用于固城站,为进一步改进作物模型打下了可靠的基础。通过试验资料验证表明,模型较好地反映了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成的影响。通过敏感性分析得出,模型对温度变化反映灵敏;在CO2浓度倍增情况下,O3浓度变化对冬小麦的复合影响分析看出,一定浓度范围内,CO2可缓解O3对作物影响的负效应,O3对CO2带来的正效应有削弱作用。

近地层O_3和CO_2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟:Ⅰ模型结构

在试验研究的基础上,文中尝试利用数值模拟方法评估O3和CO2浓度变化对作物的影响。以农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC)为基础,对其中的作物子模型进行改进,加入O3对冬小麦光合作用和叶片生长影响的模拟,结合原模型中有关CO2对冬小麦光合作用影响的模拟,建立反映O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成影响的作物模型。文章对DNDC模型进行了参数修正以适用于中国华北地区;文章参考前人的工作,引用了两种O3对作物光合作用影响的模拟方法进行比较,分别是O3对初始光利用率的影响和O3对叶片光合作用的直接影响;在此基础上,进一步考虑O3对冬小麦叶片生长的影响,根据试验资料,建立了O3对叶片生长影响系数。

设施草莓增施CO_2气肥试验

二氧化碳（CO2）是植物光合作用的重要原料之一,当CO2浓度不足或较低时,作物的光合作用将减弱,生长、发育迟缓,产量和品质受到影响。根据资料研究表明,一般植物光合作用需要的最佳浓度为0.1%~0.15%,而大气中CO2浓度通常只在0.03%左右,不能满足作物生长发育的需要。设施栽培环境结构密闭性往往影响了设施内外CO2的交换,从而引起设施内的CO2浓度明显变化。

大气CO_2浓度和温度升高对麦田土壤呼吸和酶活性的影响

以同步模拟大气CO_2浓度和温度升高的田间开放式气候变化平台为依托,研究大气CO_2浓度和温度的对照处理(CK)、CO_2浓度升高(CE)、试验增温(WA)以及两者同时升高(CW)对小麦土壤呼吸、脲酶和转化酶的影响。结果表明:与对照相比,CE处理的小麦季土壤呼吸速率没有显著变化,而升温处理(WA和CW)的土壤呼吸速率显著提高;在分蘖期土壤脲酶和转化酶活性没有明显变化,在抽穗和成熟期,升温处理显著提高了转化酶活性,而CE处理显著提高了抽穗期转化酶活性;与对照相比,CE处理土壤脲酶活性没有变化,而WA处理显著提高了抽穗期的土壤脲酶活性。可见,大气CO_2浓度和温度升高对不同生育期的土壤呼吸和酶活性影响存在差异,而且土壤呼吸、脲酶和转化酶活性对温度升高的响应比较敏感。

水华鱼腥藻生长与光合作用对大气CO_2浓度升高的响应

为了探讨大气CO2 浓度升高对水华藻类的影响 ,利用水华鱼腥藻 (Anabenaflos_aquae)作为实验材料 ,研究了大气CO2 浓度加倍对其生长和光合作用的影响 ,结果显示大气CO2 浓度升高导致水华鱼腥藻的生物量、光饱和光合速率、光合效率和光系统II的光化学效率 (Fv/Fm)明显提高 ,但对暗呼吸速率和光饱和点没有明显影响。CO2加倍条件下藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低 ,表明其利用HCO-3 的能力受到抑制。

温室番茄增施二氧化碳气肥试验示范小结

在日光温室内，二氧化碳（CO2）匮乏是影响蔬菜品质和产量的一个主要因素。在寒冷的冬季，温室番茄为了保温的需要常使温室大棚处于密闭状态，从而造成棚室内空气与外界空气相对阻隔，CO2得不到及时补充。日出后，随着蔬菜光合作用的加速，棚室内CO2浓度急剧下降，有时会降至CO2补偿点以下，此时，蔬菜作物几乎不能进行正常的光合作用，严重影响了蔬菜的生长发育，

基于正交试验的CO2致裂器泄能头的参数优化

为了对CO2致裂器泄能头的参数设计提供优化方案,采用ANSYS-CFX对CO2致裂器的泄能头内部的流场进行数值模拟与仿真,分析了CO2致裂器的单孔泄能头在不同入口气体压力、扩张段长度、收缩断面直径下所受最大压力,建立了由25组数值模型构成的正交试验表。通过正交试验分析可得:在入口气体压力为290 MPa、扩张段长度为40 cm、收缩断面直径为0.073 m时,CO2致裂器泄能头所承受的压力最大,达到317.2 MPa。研究结果可为提高CO2致裂器使用的安全性提供理论支撑。