Wintertime Arctic Sea-Ice Decline Related to Multi-Year La Niña Events

Arctic sea ice has undergone a significant decline in the Barents-Kara Sea(BKS)since the late 1990s.Previous studies have shown that the decrease in sea ice caused by increased poleward moisture transport is modulated by tropical sea temperature changes(mainly referring to La Niña events).The occurrence of multi-year La Niña(MYLA)events has increased significantly in recent decades,and their impact on Arctic sea ice needs to be further explored.In this study,we investigate the relationship between sea-ice variation and different atmospheric diagnostics during MYLA and other La Niña(OTLA)years.The decline in BKS sea ice during MYLA winters is significantly stronger than that during OTLA years.This is because MYLA events tend to be accompanied by a warm Arctic-cold continent pattern with a barotropic high pressure blocked over the Urals region.Consequently,more frequent northward atmospheric rivers intrude into the BKS,intensifying longwave radiation downward to the underlying surface and melting the BKS sea ice.However,in the early winter of OTLA years,a negative North Atlantic Oscillation presents in the high latitudes of the Northern Hemisphere,which obstructs the atmospheric rivers to the south of Iceland.We infer that such a different response of BKS sea-ice decline to different La Niña events is related to stratospheric processes.Considering the rapid climate changes in the past,more frequent MYLA events may account for the substantial Arctic sea-ice loss in recent decades.

Southern Hemisphere Volcanism Triggered Multi-year La Niñas during the Last Millennium

To explain the recent three-year La Niña event from 2020 to 2022,which has caused catastrophic weather events worldwide,Fasullo et al.(2023)demonstrated that the increase in biomass aerosol resulting from the 2019-20 Australian wildfire season could have triggered this multi-year La Niña.Here,we present compelling evidence from paleo-proxies,utilizing a substantial sample size of 26 volcanic eruptions in the Southern Hemisphere(SH),to support the hypothesis that ocean cooling in the SH can lead to a multi-year La Niña event.This research highlights the importance of focusing on the Southern Ocean,as current climate models struggle to accurately simulate the Pacific response driven by the Southern Ocean.

Crystals and fabrics analysis of an Arctic thermal growth multi-year ice sample

One of sea ice core samples was taken from Arctic by the First Chinese National Arctic Research Expedition Team in 1999. 20 vertical and 2 horizontal ice sections were cut out of the ice core sample 2.22 m in length, which covered the ice sheet from surface to bottom except losses for during sampling and section cutting. From the observation and analysis of the fabrics and crystals along the depth of the ice core sample, followings were found. Whole ice sheet consists of columnar, refrozen clastic pieces, granular, columnar, refrozen clastic pieces, granular, columnar and refrozen clastic pieces. This indicates that the ice core sample was 3-year old, and the ice sheet surface thawed and the melt water flowed into ice sheet during summer. Hence, the annual energy balance in Arctic can be determined by the ice sheet surface thawing in summer, and bottom growth in winter. The thickness of the ice sheet is kept constantly at a certain position based on the corresponding climate and ocean conditions; A new

Sediment Yield Dynamics during the 1950s Multi-Year Droughts from Two Ungauged Basins in the Edwards Plateau, Texas

Sediment yield dynamics on the Edwards Plateau region of Texas was dramatically influenced by a multi-year drought that occurred there during the 1950s. To assess the effect of this drought on sediment yield, we used the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to identify the factors that contributed erosion and to propose potential mitigation measures in case of future drought recurrence. The basins of interest to this study were Brady Creek One (BC 1) and Deep Creek Three (DC 3), located in McCulloch County, Texas. Although the streams in these basins are not gauged, the land cover and reservoir sediment budgets have been assessed in a past study. Calibration of SWAT flow simulation was accomplished using parameter transfer from a gauging station located in San Saba River. The results showed that sediment yield from storms above 60 mm was five times more during and immediately after drought period than during continuous wet seasons. Approximately half of the total drought period sediment yield was from five major rainstorms. The multi-year drought coupled with historical high grazing intensity resulted in significant loss of plant cover, which was considered critical in determining erosion and sedimentation rates. To test this hypothesis, the model was run for the periods of high land cover (1990s) using the 1950s multi-year drought data which showed that sediment yield was 24% of that simulated for 1950s land cover. It was concluded that maintenance of surface cover could play a critical role associated with multi-year drought extreme events.

基于多年份街景图像对大理古城街道绿视率提升设计策略研究

文章以绿视率作为评价指标,探讨如何通过提升街道和公共空间的绿视率,达到改善城市生态环境、提升居民心理健康与生活质量的目的。选定云南省大理古城作为研究区域,分析古城绿视率的现状、变化趋势,探究其绿视率影响因素并提出优化策略。研究采用量化分析方法,对大理古城2016年与2020年的街道绿视率进行对比评价,同时利用深度学习全卷积网络技术,对街景图像中的树、草和其他植物进行语义分割,实现绿视率的精确量化。研究结果表明,2016—2020年,大理古城街道的平均绿视率有所下降,绿化水平未能达到预期目标。通过进一步分类对比分析,揭示街道宽度、绿化形式、建筑特色等因素对绿视率的影响。最后结合大理古城的具体情况,提出一系列改进绿化的措施,可有效提升城市绿视率,增强城市生态环境和文化特色。

多年调节综合利用水库多级调度图编制研究

承担多项兴利任务的多年调节水库,需综合考虑入库径流和不同任务要求编制多级调度图。提出了改进典型年法编制多年调节综合利用水库的多级调度图,即对不同来水水平年,根据水库各项兴利任务的设计保证率和年保证供水过程,将综合供水进行对应分级,拟定各级供水过程的供水系数,计算得到多级综合供水过程和年需供水量;利用长系列入库径流资料,根据各级供水任务年需供水量选取典型年,按相应需供水过程进行供水;考虑多年调节水库蓄供水特性,采用不同起调水位编制各调度线,上调度线典型年从蓄水期末水库位于正常蓄水位起调,下调度线和连枯年份调度线典型年从供水期末水库位于死水位起调,逆时序绘制各典型年水库蓄水指示线,分别取上、下包线,得到上、下调度线和连枯年份调度线;通过计算分界库容,拟定不同兴利任务的分界调度线,协调不同兴利任务。综合四条调度线,编制得到多年调节综合利用水库的多级调度图。选取某多年调节综合利用水库,按照流程编制其水库多级调度图,利用调度图进行长系列径流调度,经统计,所编制调度图满足各兴利部门设计保证率要求,多级调度图可有效指导水库运行,提高综合利用水库效益。

蚕豆产量组分的基因型与环境互作及稳定性分析

本研究通过综合评价蚕豆品系产量性状在不同试点的丰产性、适应性和稳定性,筛选适应不同生态环境的产量性状稳定的优良品种(系)。同时评价各试点的区分力和代表性,为试点选择提供依据。2017年和2018年在甘肃和政县、康乐县、积石山县、渭源县、临夏县和漳县6个试点分别种植5个蚕豆品系0215-1-4(L1)、0208-3-1(L2)、0208-3-2(L3)、0323-2-1(L4)、0161-1(L5)与1个对照品种和政尕蚕豆(L6),收获时记录株高、株粒数、小区产量、株荚数、分枝数、百粒重。采用联合方差和GGE(genotype+genotypes and environment interactions,GGE)双标图对产量性状进行基因型和基因型与环境互作分析。联合方差分析表明,6个农艺性状的基因型除小区产量和株高基因型与环境互作效应无显著差异外,其余性状的基因型与×环境互作效应均达到极显著水平(P<0.01);除株高和株粒数基因型×年份互作效应达到极显著水平外(P<0.01),其余农艺性状×年份互作效应无显著差异。相关性分析表明,小区产量与株荚数和株粒数正相关,与株荚数显著正相关(P<0.05),与百粒重负相关。GGE分析结果表明,品种(系)的适应性、丰产性和稳定性以及试点的区分力和代表性均具有较高的GGE变异值,变幅在78.54%~97.38%之间。蚕豆品系L3在康乐县、积石山县、渭源县和临夏县试点的产量适应性均较高,在和政县试点2018年产量适应性最高;丰产性高的品种(系)依次为L3>L2>L6>L4,稳定性最高的品种(系)依次为L4>L1>L5>L3。试点的区分力依次为康乐县2017年、积石山县2017年和2018年,试点的代表性依次为渭源县2017年、康乐县2018年、积石山县2018年。高产且稳定的品系是L3和L4,结合试点的区分力和代表性,最理想的生态区试点是积石山县。本研究利用GGE双标图对甘肃蚕豆参试品种进行产量组分性状分析,为蚕豆品种综合评价提供参考。

不确定来水条件下龙羊峡水库年末水位优化

以黄河上游多年调节水库龙羊峡及下游刘家峡水库为研究对象,考虑来水不确定性影响,建立梯级水库群多目标随机优化模型,并基于理想点法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)决策方法,求解当年发电量与年末水位Pareto方案集中最佳方案,探讨来水频率及起调水位对年末水位和发电量的影响,验证年末期望水位保证多年调节水库发电效益的可靠性。结果表明:在不确定来水条件下,龙羊峡水库年末期望水位与龙羊峡水库、刘家峡水库年期望发电量之间存在竞争关系;龙羊峡水库来水频率越低、起调水位越高时,龙羊峡水库年末水位越高,龙羊峡水库、刘家峡水库发电量越大;基于提出的年末水位优化方法可大幅缩减龙羊峡水库现行调度方式下年末水位范围,且保障发电效益的可靠性在98%以上。

1956—2016年祁连山南坡河流径流变化特征研究

基于1956—2016年祁连山南坡扎马什克、祁连、尕日得、青石嘴4个水文站的径流量数据,利用线性趋势、Mann-Kendall检验等方法,探讨了祁连山南坡4个水文站径流量的季节、多年平均以及Mann-Kendall突变性的变化特征。结果表明:(1)扎马什克、祁连、尕日得和青石嘴4个水文站径流量均呈逐年增加的趋势,变化倾向率分别为0.337亿m^(3)·(10a)^(–1)、0.18亿m^(3)·(10a)^(–1)、0.103亿m^(3)·(10a)^(–1)和0.295亿m^(3)·(10a)^(–1),其中青石嘴水文站多年平均径流量较高,为16.39亿m^(3),祁连水文站多年平均径流量较低,为4.57亿m^(3)。(2)从季节(由于尕日得站数据缺失,仅分析夏季)变化特征来看,61a来春季扎马什克和青石嘴水文站呈略微减少的趋势,减少倾向率分别为0.005·(10a)^(–1)、0.007·(10a)^(–1),祁连水文站呈略微增加的趋势,增加倾向率为0.016·(10a)^(–1);夏季扎马什克、祁连、尕日得和青石嘴4个水文站增加倾向率分为0.202·(10a)^(–1)、0.055·(10a)^(–1)、0.112·(10a)^(–1)、0.064·(10a)^(–1);秋季扎马什克、祁连和青石嘴3个水文站增加倾向率分为0.134·(10a)^(–1)、0.08·(10a)^(–1)、0.155·(10a)^(–1);冬季扎马什克、祁连和青石嘴3个水文站增加倾向率为0.007·(10a)^(–1)、0.027·(10a)^(–1)、0.087·(10a)^(–1)。(3)Mann-Kendall突变检验曲线来看,马什克、祁连和青石嘴3个水文站在UF和UB两条统计量在0.05显著性临界值直线之间径流量均发生突变,突变年份分别为2010年、1995年和2014年。

黄河百年径流系列连续枯水段识别和用水特征分析

连续枯水给黄河流域水资源安全造成了严重威胁。采用黄河干流兰州断面和花园口断面1920—2019水文年系列,通过距平法和标准化径流指数识别了百年系列连续枯水段,分析了枯水段的用水特征。结果显示:两断面均经历了1922—1932水文年和1990—2002水文年连续枯水段,均表现出连续枯水段和极端枯水年叠加的特征;1990—2002水文年连续枯水显著减少了入海水量;在1990—2002水文年连续枯水段初期,枯水对黄河流域及供水区用水量影响不明显,但在后期用水总量及农业用水量均大幅度减少;1990—2002水文年连续枯水段后期遭遇短期极端枯水对用水造成重大影响;龙羊峡水库在连续枯水段发挥了多年调节作用,支撑了流域供水安全。但是龙羊峡水库年际补水能力有限,未来在国家水网建设背景下,应通过建设古贤水库和跨流域调水工程提升应对连续枯水的流域水资源安全保障能力。

新疆莎车灌区农作物多目标种植优化调整

地处西北干旱区的新疆是我国重要的农业省份,水资源是当地农业发展的重要保证和必要条件。以新疆典型流域灌区莎车灌区为例,从灌区农业生态效益、经济效益、灌溉用水量三个角度入手,运用多目标综合优化模型对灌区农作物种植结构进行了优化调整与分析,并探讨了通过优化农作物种植结构以合理利用水资源并促进灌区农业经济可持续发展的可能性。结果表明:1)在现状年使用作物种植结构优化方案可以使固碳量增加0.8 t,经济效益增加58 453.88万元,并节约农业灌溉用水总量111.02万m^(3)。2)对2025年和2035年农作物种植面积进行多目标规划与调整后,不仅实现了节水,而且生态效益和经济效益也将显著提高。

湖北省2000—2019年降水时空变化分析

为评估长序列降水时空变化及其对旱涝灾害的影响,采用趋势分析、累积距平分析等方法,选择降水集中指数(PCI)、降水异常指数(PAI)等指标分析了湖北省2000—2019年20 a间降水时空分布特征以及旱涝灾害发生状况。结果表明:近20 a湖北省累计年降水量增加了0.03%,降水多集中在4—8月份,雨热同期;2019年较2000年东部降水量增加;纬度决定了省内降水量的基数,总体呈现南部多于北部,经度影响降雨量变幅,表现为东西方向降水量空间分布的较大变异性;20 a间的PCI呈下降趋势,降水季节性和时段性特征较明显,PAI显示2005—2015年期间具有洪涝转干旱的趋势,2015年SPI值最大为1.425,出现了较严重洪涝;总体来看湖北省旱涝灾害呈现周期性波动特点,时间周期特征显著。研究成果对年际尺度上区域气候变化应对、旱涝灾害预警等方面具有重要意义。

龙羊峡水库蓄丰补枯特征研究

丰、枯水期末蓄水量是影响多年调节水库蓄丰补枯规则的关键要素。以黄河上游龙羊峡水库为研究对象,基于该水库的历史运行资料,考虑水库丰、枯水期的来水量、初始蓄水量等影响,采用多元线性回归方程建立调度函数,推求丰、枯水期水库增补水量,确定水库的丰、枯水期末蓄水量。结果表明:(1)龙羊峡水库丰水期增水量的距平值与来水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.42),枯水期水库补水量的距平值与初始蓄水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.16);(2)由调度函数推求的丰水期增水量与实际增水量的相关性良好(R^(2)=0.62),枯水期补水量与实际补水量相关性也较好(R^(2)=0.38)。研究成果可为龙羊峡水库调度规则的建立提供依据,也可为其他多年调节水库的调度提供参考。

旭龙水电站坝址径流计算分析

设计年径流计算是水电规划和工程设计中的基础工作任务。由于金沙江旭龙水电站坝址处无实测水文资料,需通过上下游和区间的水文站资料推求其坝址径流。基于重构的巴塘水文站和奔子栏水文站径流系列,分析对比了3种方法推求坝址径流的适用性。方法1采用奔子栏水文站扣除古学水文站流量和面积,再采用与巴塘水文站面积内插推求坝址径流;方法2利用坝址上下游的巴塘水文站、奔子栏水文站资料,采用面积内插推求坝址径流;方法3采用巴塘水文站流量,按面积比放大推求坝址径流。采用相邻水文站插补方法或水位流量关系插补方法重构了参证站巴塘水文站、奔子栏水文站1953~2018年的年、月径流系列。结果表明:上述3种方法得到的坝址多年平均径流量分别为321亿m^(3)、329亿m^(3)、317亿m^(3),计算结果相差较小;旭龙水电站坝址年径流统计参数符合地区变化规律,各水文站径流成果在地区上较协调。

江汉平原主栽杨树品种不同密度下多年生长特征比较

为比较不同品种不同密度下生长差异,以江汉平原主栽杨树品种为材料,通过设置不同密度配置,连续5年测量试验林的生长特征。结果显示,不同品种随林龄增加对密度有着不同的响应规律,‘中林2025杨’在278株/hm^(2)密度下,树高相比其他密度表现出显著优势,而其他品种随林龄增加不同密度间树高并没有拉开明显差距。不同密度对4个杨树品种的胸径影响非常大,且在造林的第2年就表现出明显差异。从大径材培育上来看,‘中林2025杨’和‘丹红杨’需要278株/hm^(2)以下的密度,‘楚林2号杨’和‘华石2号杨’333株/hm^(2)以下密度即可。‘中林2025杨’在造林3年后,278株/hm^(2)密度下的蓄积量超过了其他密度,其他品种基本上密度越大,蓄积量越大,但随着林龄的增加,蓄积量之间的差异有所收窄。5年生各密度林分生长特征比较可以看出,不同品种不同密度间差异均达到显著水平。综合来看,在江汉平原‘丹红杨’和‘华石2号杨’相比‘中林2025杨’和‘楚林2号杨’杨更具有推广利用价值,‘中林2025杨’不适合密植,其他3个品种5年内可以设计833株/hm^(2)的密度,之后对密度进行动态调整,逐步间伐,以适应生长和提升材质的需要,获得更高的收益。

入海泥沙减少背景下黄河清水沟亚三角洲海岸线的发育与演化

三角洲岸线的变迁是研究地貌冲淤最直接的要素。黄河三角洲是世界上发育最快的三角洲,研究其海岸线变化规律和演化趋势对地区生态环境保护、海洋资源开发、基础设施建设等至关重要。本文在前人研究的基础上,采用修正归一化水体指数(Modified Normalized Difference WaterIndex,MND-WI)与多年水频率指数(Multi-year Water Frequency Index,MWFI)相结合的方法对1976–2021年期间典型年份的207幅遥感影像进行岸线提取,使获取到的海岸线更具科学性和代表性,并在此基础上通过定量计算分析了海岸线的时空演变及其稳定性特征,以此探讨黄河清水沟亚三角洲海岸线自1976年以来的演化机制。研究结果表明:(1)总体上,清水沟亚三角洲海岸线演化呈现先快速向海淤积后波动稳定的趋势,以1996年和2002年为节点划分为“快速发育”“缓慢发育”“动态平衡”3个阶段;(2)45年来,研究区海岸线稳定性持续增强,其中孤东海堤段岸线与黄河清水沟亚三角洲南部岸线保持相对稳定,而清8汊河口段岸线与清水沟废弃河口段岸线较为活跃,其岸线稳定性指数基本低于0.5;(3)陆上三角洲淤积、侵蚀中心的迁移同河口位置变动相对应,尤其是淤积中心的迁移与河口位置变动之间在经度向存在明显的正向关系,R^(2)=0.6904;(4)黄河入海泥沙减少、河口位置迁移以及人类活动对三角洲海岸线的发育演化影响显著。从长远来看,在黄河入海泥沙持续减少的背景下,三角洲的未来仍面临侵蚀的威胁。

多、单球训练对10~11岁儿童羽毛球学习效果对比分析

为探讨多球训练与单球训练两种不同的训练效果,通过对比实验结果找到适合儿童的训练方法进而来提高他们的羽毛球运动技术水平。本文以文献资料法、实验法、数理统计法对40名10~11岁儿童的训练效果进行对比研究。经过两个月的实验干预后,实验组与对照组在正手发高远球、正手挑球、击打高远球、网前勾对角这4项技术测试上有显著差异。证明多球练习能够有效地改正错误动作及固定技术动作,能够连续不断的完成击球技术动作练习。儿童在羽毛球初级阶段采用多球练习,能有效的加强其技术水平。运用多球训练时,应合理地安排练习的强度,提升儿童机体水平,要注重练习方式的多样性,避免儿童感觉枯燥而失去对羽毛球的兴趣。

A spatiotemporal 3D convolutional neural network model for ENSO predictions: A test case for the 2020/21 La Niña conditions

2020–22年间热带太平洋经历了持续性多年的拉尼娜事件,多数耦合模式都难以准确预测其演变过程,这为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的实时预测带来了很大的挑战.同时,目前学术界对此次持续性双拉尼娜事件的发展仍缺乏合理的物理解释,其所涉及的物理过程和机制有待于进一步分析.本研究利用再分析数据产品分析了热带东南太平洋东南风异常及其引起的次表层海温异常在此次热带太平洋海表温度(SST)异常演变中的作用,并构建了一个时空分离(Time-Space)的三维(3D)卷积神经网络模型(TS-3DCNN)对此次双拉尼娜事件进行实时预测和过程分析.通过将TS-3DCNN与中国科学院海洋研究所(IOCAS)中等复杂程度海气耦合模式(IOCAS ICM)的预测结果对比,表明TS-3DCNN模型对2020–22年双重拉尼娜现象的预测能力与IOCAS ICM相当,二者均能够从2021年初的初始场开始较好地预测2021年末El Niño3.4区SST的演变.此外,基于TS-3DCNN和IOCAS ICM的敏感性试验也验证了赤道外风场异常和次表层海温异常在2021年末赤道中东太平洋海表二次变冷过程中的关键作用.未来将神经网络与动力模式模式间的有效结合,进一步发展神经网络与物理过程相结合的混合建模是进一步提高ENSO事件预测能力的有效途径.

MDT联合CBL教学法在八年制内科学实践教学中的应用研究

目的 观察八年制内科学教学实践中多学科诊疗(multi-disciplinary treatment,MDT)联合案例教学法(case-based learning,CBL)的应用成效。方法 2021年9月—2022年6月,选取2020年9月入学的中南大学湘雅三医院2020级30名临床医学专业八年制学生为研究组(n=30,MDT联合CBL教学法),以既往2019级32名临床医学专业八年制学生为对照组(n=32,CBL教学法),对比两组理论考核成绩、临床实践考核成绩、临床综合教学效果及教学总满意度。结果 研究组理论考核成绩、临床实践考核成绩均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组教学效果、教学总满意度均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 临床医学八年制内科学教学实践中采用MDT联合CBL教学法的教学效果显著,有利于提高学生的理论知识水平与临床实践操作能力。

水库调水调沙回顾与展望——兼论小浪底水库运用方式研究

作者简要回顾了三门峡、恒山水库调度方式和小浪底工程设计、“八五”攻关和专题研究之运用方式以及碛口、三门峡、小浪底水库联合调度方式等。提出小浪底水库调度应坚持“多年调节泥沙 ,相机排沙”运用方式 ;调控库容应大一些 ,同时要有灵活性 ;充分利用天然大水过程排沙 ,必要时也可相机造峰 ;