中国西北城市沙尘天气变化特征——以兰州为例

近年来,众多学者对我国西北地区沙尘暴的研究主要集中于大尺度、区域性,对城市沙尘暴研究较少。为了解城市沙尘暴的变化特征,本文以兰州为例,分析城市沙尘天气变化特征。结果表明:(1)兰州2009—2023年浮尘、扬沙、沙尘暴日数在时间序列水平上呈多段波动变化趋势,沙尘天气总日数在时间序列水平上整体呈0.66 d·a^(-1)微弱递减趋势。(2)兰州沙尘天气集中发生在春季,在3月断崖式上升后逐月递减,主要以浮尘为主,其次为扬沙、沙尘暴。(3) 2009—2023年兰州年均沙尘天气发生频次与风速呈正相关,是影响沙尘天气的主要气象因子,与相对湿度呈微弱负相关,与其余气象因素无明显相关关系。(4)浮尘日数存在2~3 a、4~7 a、8~23 a 3种时间周期尺度,呈多段不显著波动趋势,其中,8~23 a对应两个峰值,振幅最强,是浮尘波动的主周期。

将淖铁路全季节风沙特征分析

风沙灾害是新疆将淖铁路建设和运行的主要危害,设置12个采沙监测站,基于现场试验,系统性地分析将淖铁路风沙区全季节风沙特征,并提出将淖铁路沿线防沙治沙综合体系。结果表明:将淖铁路沿线积沙随沙源丰富程度增加而增加,并随着高度增加,沙量粒径减小,由不连续级配转变为连续级配;铁路沿线起沙风风速呈U型分布,起沙风方向整体以W、WNW及WSW为主;铁路沿线风沙特征受季节性变化的影响明显;风沙防护设计应尽量不破坏自然地表,进行动态防护,构建“固沙+阻沙”的综合防治体系。

渭河中砂地层工程特性随深度变化规律试验研究

以西安渭河某合建桥工程为例,基于室内试验和现场原位试验,开展了原状和重塑渭河中砂的物理性质、细观结构特征、强度特性及标贯试验。深入分析了抗剪强度随深度的关系和细粒含量及标贯击数对抗剪强度的影响,得到了其经验关系。结果表明:黏聚力随着深度的增加而减小,内摩擦角随着深度的增加而增加。原状砂土的抗剪强度大于重塑砂土。内摩擦角随标贯击数的增大呈线性增加的趋势。通过大量室内试验和原位测试结果得到了渭河中砂地层工程特征参数,可为类似工程的设计、施工提供参考。

吹砂围堰施工工艺及对现浇桥梁施工的影响

为了解吹砂围堰沉降对现浇桥梁施工的影响,在介绍吹砂围堰力学性能的基础上,结合实际工程进行有限元分析,研究不同龄期、不同沉降条件下桥梁的结构受力,并提出相关控制技术。结果显示,经过分环浇筑后,围堰的沉降量对桥梁中支座截面影响更大,采用吹砂围堰施工控制技术有利于减小围堰沉降,对保持护坡稳定性具有积极作用。

近45a我国沙尘暴和扬沙天气变化趋势和突变分析

利用1954—1998年我国334个站每月沙尘暴和扬沙发生日数资料,通过线性趋势估计和多项式函数拟合等方法分析了沙尘暴和扬沙日数的长期趋势变化和周期变化,发现沙尘暴和扬沙日数的总体趋势是下降的,沙尘暴和扬沙年平均日数都是在20世纪50年代最高,60年代减少,之后70年代又有回升的趋势,到80年代又减少,90年代最少。沙尘暴日数的变化存在着6.7a的周期及2.59a和3.38a的周期,并且2.59a和3.38a的周期都通过了α=0.1的显著性检验。扬沙不存在显著性周期。由于资料长度的限制,无法对22a以上的长周期进行分析。利用滑动t检验法和气候跃变参数Jy分析了沙尘暴和扬沙日数的突变问题,发现沙尘暴和扬沙日数从80年代到90年代的变化率最高,沙尘暴和扬沙分别在1985年和1984年发生了由多到少的突变。我国北方强沙尘暴的发生次数从50年代到90年代呈上升趋势,从而使沙尘天气对我国的影响不但没有减弱反而有增强的趋势;近年来,大范围的强沙尘暴天气出现的频率增加、程度增强、范围扩大,因此保护生态环境,防止土地荒漠化,是我们目前面临的紧要任务。

乌兰布和沙漠东北缘磴口县沙尘天气变化规律及其对防护林体系建设的响应

利用磴口县1970年～2000年31年的风沙天气发生日数资料和1977～2000年24年防护林建设资料,分析了沙尘天气的季节变化和年际变化,并通过线性回归和多项式回归分析了沙尘暴和扬沙日数的长期趋势变化,结果表明,大风、扬沙和沙尘暴日数呈总体下降趋势,1970～1985年沙尘发生日数相对较高,1985年以后明显下降;沙尘天气发生日数在防护林体系建设前期最高,在不同建设阶段各指标均明显下降,尤其是第三阶段各指标下降幅度可达73.0～94.0%。方差分析表明四个阶段沙尘天气差异极显著;相关回归分析表明风沙天气指标(年均大风日数、扬沙日数和沙尘暴日数)与防护林指标(防护林面积、防护林林木蓄积量)存在着显著的线性相关关系,同期扬沙、沙尘暴与大风日数的比值变化明显,说明防护林体系建设加强了其对沙尘天气的防护功能。

PIV技术及其在风沙边界层研究中的应用

为了考察粒子图像测速度技术在风沙环境风洞中的测量精度及在风沙边界层研究中的应用潜力,通过筛选适当的示踪颗粒,借助PIV测量系统重新测量了风沙环境风洞中的风廓线,并获得了风沙边界层内跃移沙粒的速度和浓度分布规律。实验结果表明:PIV测得的风速廓线与标准风速廓线仪所测结果相当吻合(R2≥0.99);沙粒跃移的平均水平速度和相对浓度(灰度)沿距离沙面高度分别呈幂函数和负指数分布,沙粒速度随高度和自由风速的增加而增大,相对浓度随高度的增加而快速衰减,风速越小衰减越快,风速越大衰减越慢,这一结果与前人的结论一致。PIV系统为将来能够进行更加精确的风沙运动微观机理研究提供了技术保证。

北京风沙天气的气溶胶特征

利用常规气象观测资料、卫星云图以及 1 988、1 990、1 992、1 993、1 995、2 0 0 0年等年北京风沙天气期间所采集的气溶胶样品的分析结果 ,研究了北京的风沙天气分布特征 ,风沙期间大气污染状况 ,产生风沙天气的主要原因及沙尘的来源等。初步得出 :北京的风沙天气主要出现在春季 ,是造成春季大气污染的重要原因之一 ;北京春季风沙天气是由沙尘暴、浮尘和扬沙造成 ,但以扬尘引起的频率为最高 ,占 71 .4% ;风沙期间大气气溶胶与无风沙时气溶胶的物理化学特征有明显的差异 ;大气气溶胶的物理化学特征显示出 ,风沙期间的大气气溶胶主要来源于自然源 ,以局地尘源为主 。

狮泉河盆地第二期风沙灾害整治研究

根据狮泉河盆地自然、社会经济条件和风沙灾害特点，制定了由机械措施、生物措施和辅助措施组成的综合整治方案。工程体系在风沙运动原理和可持续发展思想的指导下，不仅可以行之有效地控制风沙灾害，改善盆地生态环境，而且提出以开发土地资源和水资源为主旨的新的经济增长点，体现了高寒干旱地区融风沙灾害整治与资源开发于一体的新思路。

沈阳地区沙尘天气分析

本文总结了沈阳地区沙尘天气的时空分布特点 ,从天气条件、地表自然条件 (沙源 )两方面分析了沈阳地区沙尘天气的成因 ,总结了沈阳地区预报沙尘天气时应参考的

近40年陕西省扬沙和沙尘暴天气

目的对扬沙和沙尘暴进行分析,以便得出陕西省沙尘天气的时空分布特征;为进一步研究沙尘天气发生的物理机制奠定基础.方法利用1961-2000年陕西省97个台站的气象实测资料,通过数理统计方法及对比分析,近40年陕西省扬沙和沙尘暴天气的时空分布特征及变化趋势被得出.结果 陕西省扬沙和沙尘暴天气主要发生在3～6月,一般出现在下午和傍晚;扬沙和沙尘暴在陕西省的空间分布特征总体是北多南少,近40年扬沙和沙尘暴出现频数在20世纪80年代后呈下降趋势,20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势.结论扬沙和沙尘暴天气的出现频数于20世纪80年代后呈下降趋势,20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势.

二连浩特地区土壤湿度变化特征及其与沙尘暴关系的初步研究

利用内蒙古自治区中部二连浩特地区2001年4月-2004年4月土壤湿度的逐时观测资料,初步分析了二连浩特地区土壤湿度的变化特征;结合相应的地面气象资料,探讨了土壤湿度与沙尘天气之间的关系。结果表明,二连浩特地区土壤湿度具有1年为周期的变化,每年土壤湿度的峰值出现在降水较多的湿季,土壤湿度与沙尘暴发生次数呈负相关,土壤湿度对该地区沙尘暴的发生有重要影响。

沙尘暴对呼吸及循环系统疾病日门诊量的影响

对沙尘天气频发区甘肃省武威市的7所大、中型医院在2004、2005年沙尘天气高发时段（3月1日-5月31日）的呼吸系统和循环系统每日门诊人数进行了调查，采用半参数广义相加模型（GAM），在排除了医院日门诊量的长期趋势、大气污染因素、气象因素、日历效应等因素之后，分别对每年进行分析．结果表明，沙尘暴和扬沙天气与呼吸、循环系统疾病日门诊人数的增加有联系，且均表现为滞后效应，其影响程度为沙尘暴大于扬沙天气，沙尘暴和扬沙天气对健康的影响因不同年份而不同，表明沙尘天气对健康的影响受多种因素的影响．沙尘暴对健康的影响有性别差异．

标贯击数液化判别方法的比较

依据标贯击数进行液化判别的方法,国外以NCEER推荐方法（改进Seed法）为代表,国内以《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）为代表。NCEER方法与国内规范方法所依据的地震液化现场调查资料不同,采用的液化判据、反映震级影响的方法和考虑黏粒含量影响的方法也不同。将NCEER方法以液化临界标贯击数与深度的变化曲线表示,并将其与国内规范方法确定的液化临界标贯击数随深度的变化曲线进行比较。结果表明,在相同烈度下：近震时,国内规范方法偏于安全;远震时,对于7.5级以下地震,国内规范方法偏于安全;对于7.58.5级地震,在一定加速度（烈度）下,NCEER方法与国内规范方法计算液化临界标贯击数接近,某些加速度（烈度）下NCEER方法偏于安全,某些加速度（烈度）下国内规范方法偏于安全。研究成果可为《水工建筑物抗震设计规范》的修订提供参考。

中国北方春季起沙活动时间序列及其与气候要素的关系

利用1961—2002年春季中国681个站沙尘天气的实测资料,将起沙机理相似的扬沙、沙尘暴通过并集运算进行复合,得到一个新的能体现完整起沙活动的时间序列。统计学检验表明,新序列较单一的沙尘暴序列具有诸多优点。进一步从681个站中筛选出代表性较好的中国北方175个站,探讨了春季起沙活动(DBS)时间序列与冷空气、大风、气温、降水等气候要素的关系。结果表明:①春季DBS与大风日数、冷空气次数的相关系数分别为0.946和0.406。②春季DBS与平均气温、最低气温、最高气温的相关系数分别为-0.494、-0.607和-0.269。③春季降水对DBS的影响主要取决于降水的强度和降水的时间分布,5mm以上的降水才能有效地抑制DBS的发生。

凸轮轴激冷面气孔成因及防止方法的探讨

详细分析了神龙富康轿车冷硬铸铁凸轮轴激冷面气孔产生的部位和原因,从控制原材料、加强型腔排气、改进浇注系统、加强冷铁质量管理等方面采取措施,使激冷面气孔明显减少。

宁夏河东沙地不同植被覆盖度的土壤起沙特征试验研究

为了评价宁夏河东沙地不同生态破坏与植被恢复措施的防沙治沙效果,利用自行设计的5个高度降尘接沙仪和4台内蒙古农牧大学生产的水平输沙接沙仪,通过人工吹风的方式,于2004年5月20—23日在不同植被覆盖度的下垫面上,开展不同垂直高度和不同距离的降尘试验和不同垂直高度的沙尘粒子截留试验。植被类型为自然裸露沙丘、低覆盖度天然草场、围栏禁牧的自然恢复草场、人工草方格沙丘治理结合飞播的生态恢复治理草地及原退耕还牧的复垦农田。结果表明,裸露沙丘土壤风蚀最严重,防沙治沙以围栏禁牧效果最好,其次为草网格治理,复垦农田和流动沙丘均容易起沙。

液化判别的双曲线模型

基于国内外液化判别方法存在的问题,提出了一个双曲线形式的液化判别新模型。采用中国大陆以往156例液化数据完成了基于标准贯入试验的新公式构造,利用近来集集和阪神地震312例液化新数据进行了检验,并与现有规范方法和Seed方法进行了对比,结果表明:提出的双曲线模型和液化判别公式对不同地震烈度、地下水位和砂层埋深均有较好的适用性;新模型弥补了现有规范Ⅶ度下浅层液化(砂层埋深小于10 m)判别偏于危险的缺欠,对Ⅷ度和Ⅸ度下浅层土液化和非液化场地的成功率比现有规范表现得更为均衡;新模型可满足临界曲线浅层内快速变化、深层时明显变缓的客观实际要求,克服了规范Ⅷ度、Ⅸ度下深层土(砂层埋深10~20 m)判别严重保守的弊端;新模型具有渐近线形式,更符合实际情况,消除了Seed方法中标准贯入临界值随土层埋深增加先递增后递减的不正常现象。

1次沙尘暴天气的消光特性研究

沙尘暴是一种特殊的自然现象。为了分析沙尘暴对可见光和红外辐射传输产生的影响,利用米散射理论,对北京地区1次沙尘暴天气下沙尘粒子在可见和红外波段的消光进行了计算,并与沙尘暴来临前的测量结果进行了对比分析,得到了沙尘粒子在这些波段的消光特性,并根据激光雷达测量的数据,对沙尘粒子在红外波段的垂直消光廓线进行了反演。这对认识沙尘暴有很大的参考价值。

风沙流中风速廓线的数值模拟与实验验证

如何描述风沙流中被风沙运动改变了的风速廓线是风沙相互作用研究中的关键问题之一。该文中将跃移风沙流视为一种颗粒拟流体,将跃移颗粒对气流产生的阻力用颗粒流的阻力系数来表达,建立了描写两场相互作用的数学模型。颗粒流的阻力系数采用了前人在液态流化床研究中得出的阻力系数表达形式,通过引入一个修正系数,使其适用于风沙流(气-固两相流)。将风沙边界层划分为跃移颗粒所产生的阻力不可忽略的内边界层和跃移颗粒阻力可以忽略但受内边界层影响的外边界层,分别建立了内边界层和外边界层的风速廓线表达式。应用所建立的数学模型,根据由风洞实验测定的跃移风沙流的浓度分布和速度分布资料,计算了跃移风沙流中的风速廓线,并与风洞实测结果进行了对比。结果表明,计算风速廓线与实测风速廓线吻合得比较好,在半对数图上均为上凸的曲线,有别于无风沙运动时的直线。跃移边界层外风速分布可较好地用对数函数来描述。对风沙流中风速廓线的进一步分析证实了风沙物理学奠基人Bagnold在其早期观测风沙流中的风速廓线时提出的"结点现象"(Bagnold结),该结点的高度随风速的增大而升高,随颗粒粒径的增大而降低。根据数值模拟和模拟实验,可以认为有风沙运动的动床剪切风速是综合反映风场与跃移层以及地表之间相互作用的物理量。