简介:利用1961-2002年ERA-40逐日再分析资料和江淮流域56个台站逐日观测降水量资料,引入基于自组织映射神经网络(Self-OrganizingMaps,简称SOM)的统计降尺度方法,对江淮流域夏季(6-8月)逐日降水量进行统计建模与验证,以考察SOM对中国东部季风降水和极端降水的统计降尺度模拟能力。结果表明,SOM通过建立主要天气型与局地降水的条件转换关系,能够再现与观测一致的日降水量概率分布特征,所有台站基于概率分布函数的Brier评分(BrierScore)均近似为0,显著性评分(SignificanceScore)全部在0.8以上;模拟的多年平均降水日数、中雨日数、夏季总降水量、日降水强度、极端降水阈值和极端降水贡献率区域平均的偏差都低于11%;并且能够在一定程度上模拟出江淮流域夏季降水的时间变率。进一步将SOM降尺度模型应用到BCCCSM1.1(m)模式当前气候情景下,评估其对耦合模式模拟结果的改善能力。发现降尺度显著改善了模式对极端降水模拟偏弱的缺陷,对不同降水指数的模拟较BCC-CSM1.1(m)模式显著提高,降尺度后所有台站6个降水指数的相对误差百分率基本在20%以内,偏差比降尺度前减小了40%-60%;降尺度后6个降水指数气候场的空间相关系数提高到0.9,相对标准差均接近1.0,并且均方根误差在0.5以下。表明SOM降尺度方法显著提高日降水概率分布,特别是概率分布曲线尾部特征的模拟能力,极大改善了模式对极端降水场的模拟能力,为提高未来预估能力提供了基础。
简介:运用中国科学院农业政策研究中心开发的中国水资源模型,模拟分析了气候变化条件下海河流域的水资源短缺状况及相应的适应性措施的有效性。结果表明:随着社会经济的发展,到2030年海河流域的水资源短缺比例将提高25%,气候变化将使水资源短缺比例进一步提高2%-4%。无论是供给管理还是需求管理的适应性措施,在缓解水资源短缺方面都具有一定的有效性。但是,多标准的评估结果表明,所分析的几种需求管理的适应性措施比供给管理的适应性措施的可行性更高。在需求管理中,采用既提高灌溉水价又提高工业水价的混合水价政策可能是最优的策略选择,采用农业节水技术为次优策略选择。
简介:基于北京奥运会实时空气质量预报所用排放清单基础上,利用卫星影像资料提高京津冀大气污染排放清单空间分辨率,并考虑加强污染控制措施对排放源的影响,生成新的污染排放清单。更新排放清单的基础后,利用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)对奥运会期间北京及周边地区进行大气化学模拟,以评估奥运会期间北京及周边地区污染排放对空气质量状况的影响。模式结果表明,更新后的排放清单能够较好体现奥运会期间的污染排放状况。另外,情景控制试验结果表明,脱硫脱硝等一系列减排措施以及紧急污染控制措施,是奥运会期间北京城区空气质量良好的重要原因。
简介:美国地质调查局(USGS)2008年发布的研究报告认为,威利斯顿盆地美国部分巴肯页岩油区未发现的石油技术可采储量大约为36亿桶。随着威利斯顿盆地非常规石油勘探开发从勘探和评价阶段进入大规模开发阶段,开发井网优化和提高采收率已经成为需要考虑的重大问题。根据我们的研究,巴肯油藏的开采机理主要是溶解气驱,而且一次采油的采收率达不到原始石油地质储量的15%。由于采收率很低,地下有大量的剩余油,这促使人们大力研究提高这个页岩油藏采收率的方法。文中假设巴肯组和斯里福克斯组(ThreeForks)存在天然裂缝且具有单一孔隙系统,并在此基础之上利用这两套地层的典型流体和岩石性质建立了数值模拟模型。根据完井工程资料并结合流动模型,确定了分段水力压裂裂缝的性质。根据整个盆地一次采油过程中石油公司普遍采用的油井作业方式,对流动模型进行了约束。为了防止油藏压力因大规模压降开发而出现快速下降,石油公司会采取一些措施来维持油藏压力,而为了提高石油采收率,石油公司还会实施注气(包括二氧化碳)和注水开发,文中将介绍这些维持油藏压力的方法以及注气和注水开发方法。
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:2002年12月28日,在意大利佛罗伦萨Beni山脉东侧边坡发生了滑坡事件。在该边坡区域内,节理玄武岩和蛇绿质角砾岩上覆于中生代石灰岩(CalcariaCalpionelle组)。在崩塌发生前出现多种先兆信号:边坡变形发育是最主要的先兆信号;而且,边坡变形分析是风险情况评价的起点。实际上,在突发时期(开始于2002年4月13日)管理期间,我们通过结合地质力学调查、实验室分析、岩土工程调查、地球物理调查(地震和GBInSAR)、监测系统(去分光光度(distometric)系统和自动系统)和离散元数值模拟获得的数据,力求评估滑坡的实际延展情况、滑坡体范围内位移分布、滑坡体动力学特性及其时空演化。鉴于此,我们有望为政府当局提供所有所需信息以制定适当的滑坡风险管理与缓解措施。在滑坡事件发生后,我们采用滑程反分析法完成本项研究。这种方法主要针对于预期调查的成功与失败。
简介:通过对四川盆地西部一次持续性暴雨过程的半理想数值模拟,研究了青藏高原热力作用对四川盆地持续性暴雨过程的影响。研究表明,高原的热力作用对于下游地区有着显著的影响,主要表现为:(1)关闭高原地面感热和潜热后,高原地区和四川盆地西部的降水明显减弱,而盆地中东部降水却有所加强,且四川盆地降水的日变化特征稍有减弱;(2)500hPa青藏高原上的短波槽减弱,位于四川盆地中西部的背风槽强度、范围有所减弱,但低层盆地东部的气旋性涡旋加强;(3)涡度收支的定量分析发现,关闭高原热力作用后,盆地东部对流层低层垂直风切变的增强使得夜间倾斜项的正贡献增强,从而使该区域涡旋发展加强,盆地东部降水增强。
简介:利用区域气候系统模式PRECIS(ProvidingRegionalClimatesforImpactsStudies)分析A1B情景下中国区域21世纪3个时段2011~2040年、2041~2070年、2071~2100年最高、最低气温及日较差相对于气候基准时段(1961~1990年)的变化.结果表明:中国区域未来3个时段平均最高、最低气温呈逐渐增大趋势,日较差呈逐渐减小趋势;最高气温增幅分别为1.7、3.2、3.9℃,最低气温增幅分别为1.9、3.6、4.7℃,最低气温增幅与最高气温增幅相比可达1.1倍以上.未来最高、最低气温冬季增幅最大、春季最小,日较差则表现为冬季减小幅度最大、夏季减小不明显.最高、最低气温及日较差变化的空间分布显示,最高气温在东北地区升幅最大,在西北、黄土高原和四川盆地亦有较大幅度的上升,但在青藏高原北部和华南地区升幅较小;最低气温在西北地区升幅最大,在东北和青藏高原北部升幅较大,而四川盆地和华南地区升幅较小;日较差在中国北方地区普遍减小,在青藏高原北部减小最为明显,但在四川盆地与云贵高原东部地区日较差则呈增大趋势.
简介:利用东亚地区逐日降水资料,评估了17个CMIP5气候模式对中国东部夏季不同强度降水的时空分布、不同强度降水对1970年代末中国东部夏季总降水量年代际转折的贡献的模拟能力。从夏季不同强度降水占总降水的比重来看,在中国东北和华北地区,小雨和中雨占主导;而在华南和江淮地区,大雨和暴雨则相对更为重要。CMIP5模式可大致模拟出中国东部小雨、大雨和暴雨占总降水比重的空间分布,但对中雨占比的空间分布模拟较差。总体说来,多数CMIP5模式高估了小雨和中雨的比重,但低估了大雨和暴雨的比重,从而导致大多数模式高估东北和华北的总降水量,而低估华南和江淮的总降水量。对1970年代末我国华北和江淮地区夏季降水量的年代际转折,观测资料表明该转折主要体现为大雨和暴雨雨量的年代际转折;仅有少数CMIP5模式能模拟出华北大雨和暴雨年代际减少的特征,使得这些模式对华北地区总降水的年代际变化也有较好的模拟能力。对于江淮区域,由于大雨和暴雨的比重被严重低估,尽管部分模式能模拟出夏季总降水量年代际增加的特征,但却多以小雨、中雨的年代际变化为主。多模式集合并不能显著提高模式对不同强度降水的空间分布的模拟能力,尤其是降水年代际变化的模拟能力。
简介:滑坡早期预警系统(EWS)是一种降低滑坡风险的重要工具,尤其是在结构保护措施潜力受限制的地区。然而,滑坡早期预警系统的设计、执行及成功的实施是复杂的,而且在许多情况下还未完成。关键问题是与诱发滑坡条件的不确定性、应急方案的成功执行及当地人员的反应有关。本文中我们描述了最近在哥伦比亚峡谷的滑坡早期预警系统的执行过程。这是一个受滑坡灾害影响的特殊地区。正如许多其它情形一样,数据(降雨量、土壤测量、滑坡事件记录)的不充分基准及相关的不确定性代表了困难的复杂化。为了能够较好地评估不同的早期预警系统成分的影响,我们以一种简单而集成的方法开发了一套模拟早期预警系统的数值模型。结果表明:预测的滑坡损失几乎按指数律地取决于降雨量测量误差。随机优化进一步提出建议,对于一个增加的观察误差,增加降雨诱发滑坡临界值调整。这些模拟研究是朝向一个更通用和集成方法的第一步。在滑坡早期预警系统的设计和运作的提高方面显示重要的潜力。
简介:以三江平原洪河国家级自然保护区为研究区,通过对研究区数字高程模型与土地利用信息关系研究,模拟了不同水位洪水淹没退化沼泽湿地的过程,得到淹没过程序列图。洪水水面高程与退化沼泽淹没面积的关系表明,在洪水水面高程从50.6m升高至55.1m过程中,淹没面积以3种增长趋势变化,根据这3种趋势所对应的洪水水面高程,将研究区退化沼泽划分为轻度、中度和重度退化3种类型。研究区轻度、中度和重度退化沼泽的面积分别为0.1km^2、4.32km^2和8.22km^2。该研究结果为保护区的湿地恢复工作提供了数据基础,也为湿地恢复的区域规划与实施提供了一种新的技术指标和方法。
简介:为调查垂直走向的基底断层对类似位于望加锡海峡的倒转裂谷系的影响,而采用了模拟模型加以研究。为使侧向偏移断陷盆地能在先存基底断层的两盘形成,建立了由砂、硅质油灰、硅质塑性混合物组成的多层模型。包含一系列向下连通基底断层的雁行正断层的转换带在拉张阶段得以形成。以连接侧向偏移断陷盆地。其后该模型的斜向倒转引发了一个这样的总体发展进程:先开始是形成一个宽阔的褶皱,接着是与裂谷断层活化相关的小规模倒转背斜的发育,到形成逆断层,最终形成与走向垂直的扭断层。因为各组成断层的方向(向缩短方向倾斜)和它们与下面基底断层的连通,裂谷断层的活化和扭断层的发育在转换带就显得尤为突出。沉积岩内部外加一个滑脱层(它代表出现在有重要经济价值的望加锡三角洲沉积附近的一厚层超压页岩),使得重力塌陷和张性断裂发生在构造隆起上。垂直走向的基底断层再次成为倒转构造的场所,在后一种情况中它们位于滑脱层的上面和下面,从而可能已经影响了该地区的石油分布。
简介:为了模拟油藏的变形作用,我们研发出一种以地质力学为基础的构造恢复方法。该方法依据有限元法模拟岩体的物理状态,研究非均匀物质的性质、层面滑动以及断层的机械交互作用。为了论证该方法的意义,我们对沙箱模型中一条同沉积的铲状正断层的上盘(它是评价复合断块油藏的相似体)的变形作用和断层的发育进行了分析。然后分析了数字模拟结果,以便研究断裂作用发生的年代。数字模拟结果与物理模拟结果极为一致,由此,使我们在油藏演化及其变形作用方面有了更深刻的认识。为了研究压缩变形作用,我们还运用露头资料,将该方法应用于一个野外的褶皱实例。本文通过实例解析了怎样认识未发现的断层和裂缝、油藏的隔层、油气的运移路径以及油气的圈闭,怎样利用这些认识做出决策以及如何降低勘探风险。研究表明,与常用的几何法构造恢复技术(缺乏力学依据)相比,基于地质力学原理的恢复断块油藏和裂缝油藏的方法,在工业应用上有着更重要的意义。