简介:目前,在全球范围内有很多湿地的景观出现破碎化现象,为了探讨未来湿地景观的演化规律,湿地景观模拟模型将成为预测未来湿地景观演化的重要手段之一。分析了湿地景观变化的驱动因子,将湿地景观模拟模型归纳为基于过程的湿地景观模型和基于格局的湿地景观模型。基于过程的湿地景观模型(如PBS、SWEDI、BTELSS和WLS模型等),侧重反映湿地景观变化的生态学过程,但所需基础数据不易监测,建立模型难度大,不易推广;湿地景观格局模型(如CA-Markov、ANN、CLUE-S和GM模型等),一般是基于土地利用变化的通用模型,将湿地作为一种景观类型,侧重考虑湿地景观格局的变化,未能充分考虑其生态过程。对湿地景观模拟模型的研究予以展望,认为需要(1)加强湿地景观驱动机制的定量化研究;(2)促进湿地景观格局-过程模型耦合;(3)注重湿地景观模拟模型的尺度推绎;(4)应该提高湿地景观模拟模型的普适性,使其能够预测全球变化背景下不同区域尺度的湿地景观演化规律。
简介:常规声波测井解释方法建立在各向同性地层中的垂直井基础之上,对各向异性地层中的水平井和斜度井并不适用。在水平井和斜度井的钻井过程中,岩屑会溅到井壁并最终在井壁底部形成一层薄岩屑层。同时,高速层和各向异性也可能会影响声波时差的测量。本文采用结合了Hybrid-PML的交错网格时域有限差分方法(SGS-FDTD),研究阵列声波仪器在各向异性介质中的水平井和斜度井条件下,不同因素对测得时差所带来的影响。模拟结果揭示了声波时差在高速层,薄岩屑层,井斜角,层厚,各向异性等不同影响因素下的相应规律。我们发现当波长远小于井壁与高速层的距离时,能够准确测得目的层时差;然而在两者处于同一量级时的近场条件下,几何声学理论不再适用;当井眼底部存在岩屑层时,费马原理依旧适用,对真实时差测量没有影响;在各向异性地层环境下,井斜角的增大使得测得时差由垂直向时差逐渐趋近于水平向时差;对于特定源距的声系,仪器在目的层中所移动的距离超过一定距离时,方可获得薄层时差值。基于不同井斜角和不同各向异性大小均匀TI地层模型的模拟结果,绘制了时差估计图版,可以对任意井斜角和各向异性比的模型进行时差的定量估计。通过对不同声系和不同弹性参数的模拟实验,证明了这种时差估计方法对TI地层中的水平井和斜度井准确有效。
简介:金属氧化物压敏电阻(MOV)在防止电力系统免受雷电过电压侵扰时起至关重要的作用。文中基于MOV仿真模型IEEE模型,建立了一种新的MOV仿真模型F-D模型,并利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件进行仿真模拟,进而对比分析IEEE模型和F-D模型在残压误差上的优缺点。相比于IEEE模型,在波形为8/20μs和峰值为10kA的雷电电流冲击下,FD模型能更好地再现雷电电流冲击后的残压值。F-D模型中的电感参数对仿真结果影响较大,其值与残压误差值呈负相关关系。在波形为8/20μs和峰值分别为5、7、10kA的雷电电流冲击下,优化后的F-D模型残压误差均可忽略不计,因此优化后的F-D模型能很好地反映出实际的MOV动作特性。
简介:地震波场数值模拟中不可避免地会出现边界反射,一般采用吸收边界条件以压制人工边界反射。目前常用的分裂式完全匹配层(PML)边界条件需要在边界处进行特殊处理,尤其是在三维情况下需要将变量分裂为三个分量,增加了数值模拟的计算时间和内存占用量。与分裂式PML吸收边界条件相比,混合吸收边界条件(HABC)具有易于实现、计算量小和吸收效果好等优点,可以提高三维波动方程数值模拟的计算效率。本文将基于一阶Higdon单程波方程的混合吸收边界条件从二维计算域发展到三维,提出了适用于三维弹性波数值模拟的混合吸收边界条件。均匀模型以及复杂模型的三维数值模拟结果表明,混合吸收边界条件与传统的完全匹配层边界条件相比,具有效率高、吸收效果好的优势。
简介:利用中尺度WRF数值模式对2015年7月22日龙岩地区大暴雨过程进行数值试验,从地形对大气垂直运动、高低层水平散度以及水汽条件的影响三方面进行控制性试验与敏感性试验对比,研究了龙岩地区特殊地形对此次大暴雨的影响。结果表明,此次过程的降水分布对龙岩地区地形十分敏感,特殊地形作用能使当地降水产生明显增幅。高地形通过阻挡和摩擦作用使大气在近地面层形成堆积,为中低层大气的垂直上升运动积累能量,这种地形影响可以通过中小尺度的扰动上传到对流层顶高度;地形的作用还有利于中低层大气水平辐合、高层水平辐散作用的加强,并以波列的形式影响周围大气,这种地形对大气水平散度的影响对降水变化具有很好的指示意义;受地形影响,水汽在迎风坡有明显的累积,随着降水系统的移动在高地形区产生强降水。
简介:为了研究气候变化对西北半干旱地区马铃薯生产的影响,选取甘肃省定西市为研究区,以马铃薯气候适宜度模型为基础,利用1961—2010年当地气象站的逐日气象数据,重点分析该区域马铃薯的温度、水分及综合气候适宜度的时空变化特征。结果表明,在全球变暖的大背景下,1961—2010年定西地区马铃薯温度适宜度以0.012·(10a)~(-1)(P〈0.01)的速率呈现上升趋势,水分适宜度变化趋势并不明显,综合气候适宜度以0.006·(10a)~(-1)(P〈0.05)的速率呈上升趋势。从空间分布特征看,温度适宜度和综合气候适宜度均呈现北高南低的地域分布特征,水分适宜度总体呈现由东北向西南递减的分布特征。相较于1961—1990年,1991—2010年定西北部地区马铃薯气候适宜度增加十分明显。
简介:极端干旱事件的模拟和诊断是检验区域气候模式性能、研究其发生机制的重要途径。利用区域气候模式RegCM4对1995年我国西北地区典型的春季极端干旱事件进行数值模拟,并基于NCEP再分析格点资料和西北地区137个测站的降水量资料对模拟效果进行检验,在此基础上,采用波—流理论对此次极端干旱事件发生机制进行分析。结果表明:区域气候模式RegCM4能够较好模拟出此次极端干旱事件的干旱等级空间分布特征,但不同区域的模拟误差有差异;对造成此次极端干旱事件的主要天气气候影响系统模拟非常准确,表明该模式对此次极端干旱事件发生过程具有很好的再现能力。由于1995年春季乌拉尔山高压、蒙古低压偏强,使得我国西北地区辐散下沉气流增强,加之低层强西风气流阻碍水汽的输送,从而使得西北地区水汽通量较常年显著偏小。波—流理论分析表明,300hPa存在自西向东传的波列,且4月瞬变波能量在乌拉尔山区域达到最大,中层乌拉尔山高压脊以北区域辐散的E-P通量导致该区域西风急流增强,是乌拉尔山高压得以发展和维持的原因,从而造成了此次极端干旱事件。
简介:利用国家环境保护部大气污染指标和常规气象观测资料,结合区域空气质量模式系统(WeatherResearchandForecastingCommunityMultiscaleAirQuality,WRFCMAQ)的模拟结果,对2015年12月大连市大气污染过程的气象要素和气溶胶的时空分布特征进行了分析,并对大气污染天气条件下有效开展人工增雨(雪)作业进行了初步探讨。结果表明:2015年12月大连市出现5次大气污染过程,累积污染日数为13d,占12月总日数的41.94%,且日平均最低能见度为227km。出现大气污染时,近地面温度均略有升高,大气层结稳定,因此,实施人工增雨(雪)作业时,宜选用增雨火箭和增雨飞机,从而保障催化剂可以播撒到高效核化层高度(-15℃~-10℃);同时,模拟结果表明,污染天气条件下一定量的细颗粒物在大气各种扰动下可以扩展至300km以上,对具有增雨(雪)潜力的冷云实施作业时,应考虑催化剂量在常规作业剂量基础上适当减少。通过对2015年12月大连市的一次重度大气污染个例分析发现,大连市形成重污染的大气气溶胶物种主要为硝酸盐、铵盐和硫酸盐,其中硝酸盐占比最大,可以达到51.27%,说明除了相关工业源和燃煤排放,交通源排放也是大连市主要的大气污染源之一。
简介:采用柱状芯样模拟法,探究长春西湖沉积物中氨氮和全磷的释放通量及变化;利用原位覆盖技术,选用建筑回填土作为覆盖材料,建立3种覆盖模式(30cm细小土块均匀覆盖、30cm中大土块随机覆盖和60cm中大土块随机覆盖),评价不同覆盖模式对沉积物中两种营养盐释放的控制效果。研究结果表明,在沉积物直接与上覆水完全接触的条件下,氨氮和全磷的释放通量先迅速上升,都在1d后达到最大值,随后不断降低,分别在第44天和第39天达到最小释放通量。氨氮和全磷的释放通量与实验天数的关系为对数(R^2=0.9381)和乘幂(R^2=0.7325)关系。3种覆盖模式都对沉积物中氨氮和全磷有很好的控释效果;其中,采用细小粒径土壤或较厚土壤覆盖,可以获得对氨氮更好的控释效果,但不同覆盖厚度和方式对磷的阻隔效果无明显差异。
简介:为评价ORYZA(V3)模型在海南岛双季稻发育期模拟的适应性,利用2005—2014年海南岛双季稻区4个站点(海口、儋州、乐东、琼海)的逐日气象数据、气象灾害资料、土壤、水稻发育期等观测资料,对模型进行调参与验证,本地化不同品种水稻发育期参数;统计双季稻各个发育期出现的气象灾害及其次数,筛选出各个发育期内出现次数较多的气象灾害。以单独的气象灾害为背景,对各个发育期的模拟与实测结果进行对比验证。结果表明:ORYZA(V3)模型对海南岛双季稻发育期的模拟精度较高,决定系数R2〉0.90,归一化均方根误差NRMSE为3.97%~9.80%;双季稻发育期内出现的气象灾害次数由多到少依次为:高温、台风、干旱;ORYZA(V3)模型对气象灾害的敏感性从大到小依次为:台风、高温、干旱。在台风背景下,仅晚稻开花期的R2为0.90,NRMSE为3.90%,其他发育期的模拟均在误差范围外;在高温背景下,早稻的R2为0.87~0.89,晚稻的R2为0.18~0.61,双季稻的NRMSE为3.49%~5.71%;在干旱背景下,R2〉0.87,NRMSE为3.11%~9.73%。评价结果在模型应用和优化方面具有一定的参考价值。
简介:城市不同下垫面与建筑物空间形态对近地表气温等微气候要素产生了重要影响。开展城市气温时空变化模拟与影响因素分析,对于城市热环境评价与城市规划具有重要意义。论文基于高空间分辨率Geoeye-1立体影像,在建筑物高度、下垫面覆盖类型信息提取的基础上,选择南京一中、光华东街、玄武湖、头陀岭4个区域,采用ENVI-met微气候模式,以城市基本气象站南京站的实时气象数据作为背景气象场,模拟不同区域近地表气温的时空分布特征,并利用区域自动气象站观测数据进行精度检验。结果表明:在时间变化上,ENVI-met模拟气温与实测值之间吻合程度较高;在空间分布上,南京一中与光华东街区域气温时空分布规律总体相似,但城市空间形态的差异使得局部区域气温变化不同,玄武湖区域气温由陆地中心向外围呈递减趋势,而头陀岭地形复杂多变,白天气温变化剧烈,夜间空间变化较小。
简介:选取拒马河为研究对象,采用SWAT模型和River2D模型,利用IPCC第五次报告中的BNU-ESM-RCP4.5模式的模拟数据,对2018~2060年紫荆关水文站附近3km长的拒马河河段河道内径流量和麦穗鱼(Pseudorasboraparva)栖息地面积进行了模拟和分析。研究结果表明,1956~2015年期间,河道内年径流量呈减少趋势,平均每年径流量减少0.1×108m~3,2018~2060年期间,年径流量呈增加趋势,平均每年径流量增加0.05×108m~3;河道内年生态需水量为4.11×108~7.42×108m~3,模拟的2018~2030年期间河道内年径流量难以满足其生态需水量的需求,而2031~2060年期间的年径流量基本能够满足生态需水量的需求;除秋季外,其它季节的径流量难以满足生态需水量的需求;2018~2060年期间,河道内的麦穗鱼最适物理栖息地面积呈增加趋势,且秋季其栖息地面积明显增加。
简介:结合金山地区某高含二氧化碳气井试气进行了有益的探索,通过与常规烃类气井测试相比较,总结出常规测试工艺存在的不足,全面阐述了二氧化碳气井测试工艺的特殊性。通过相关资料及现场应用总结出直接采取流量计孔板的一次节流工艺,有效解决了地面管线由于节流降温所造成的结霜和冰堵难题,确保了测试资料录取的准确性和稳定性,同时也提出了现场测试中所存在的问题和注意事项,力图使这些经验和方法能够更好的应用于现场,为以后二氧化碳气井的测试实践有所帮助并起到指导作用。