面向公共安全的台风-崩塌灾害链风险评估模型构建方法摘要:公共安全是人类社会发展的基础,通过提升公共安全对灾害链的应对能力,来保障社会经济和人员财产的安全.当前,多变的气候特征导致台风-崩塌灾害链对承灾体的安全产生严重威胁.利用知识图谱技术、人工智能技术,融合专家打分法,分析、研究台风-崩塌灾害链中人员、建筑物、交通、财产等承灾体间的关联关系和体系结构,创新性地构建台风-崩塌灾害链风险评估模型.该模型成果,结合台风"杜苏芮"和云梦山公路边崩塌,进行了验证分析.研究结果表明:该模型能够为台风-崩塌灾害链风险评估提供有效的支持,提高了灾害链风险评估的准确性和可靠性,为公共安全领域的灾害风险管理提供了新的方法和思路.
公共安全台风崩塌灾害链知识图谱人工智能风险评估工程地质学
自然积雪与雪崩堆积体的剖面密度特征分析摘要:为明确区域积雪雪崩情况,对2024年1月喀纳斯雪崩区两条典型公路沿线积雪密度进行原位测量分析.基于中国西北大陆性气候条件下干冷积雪特征,对比自然降雪和雪崩堆积情况下的积雪密度特征,揭示积雪密度在垂直剖面上的变化规律.结果显示,不同情况下积雪密度的变化趋势具有相似性,但自然积雪的密度梯度和最大值与雪崩堆积体存在显著差异.因此,可结合积雪垂直剖面密度分布特征与最大值,提出判别雪体为自然积雪或雪崩堆积体的方法.研究成果为野外自然积雪及雪崩堆积体的分析和识别提供了科学依据.
喀纳斯雪崩积雪密度自然积雪雪崩堆积体工程地质学
考虑梯级坝级联溃决的生命损失评估与预警决策摘要:梯级坝级联溃决引发的洪水放大效应显著提升下游生命风险,亟需系统化的风险评估与预警决策方法.构建了融合"洪水演进模拟-生命损失评估-预警决策"的分析框架.基于不同类型坝体的溃口参数与地形数据,采用二维水动力模型模拟级联溃决过程,引入HURAM模型量化不同风险区域生命损失率,并构建预警疏散时间与总疏散损失的响应关系,确定"最优"预警决策.以清江流域为例,模拟假设发生千年一遇洪水并诱发三座梯级坝级联溃决场景.结果表明,该方法框架能系统性评估级联溃决的生命损失风险与制定合理的预警决策,级联溃决显著放大洪峰流量,隔河岩(8.29%),高坝洲(47.05%),同时受上游坝体结构与"U"型河谷地形影响,坝前水位提升而溃决洪水流量削弱;级联溃决二维模型较一维模型更精细刻画风险区,生命损失风险提高约5.3%;在高坝洲溃坝前3.4 h启动预警,可使疏散总损失降至最低(约8.70亿元).级联溃决放大效应受地形与坝体结构共同调控,生命损失率受水深等致灾因子的非线性影响显著增强,相应成果为梯级坝级联溃决灾害的风险评估与应急管理提供了可行路径与理论支撑.
梯级坝级联溃决生命损失评估预警决策洪水放大效应工程地质学
VOCs排放控制对SOA和O3的减缓作用摘要:挥发性有机物(VOCs)是臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物.然而,目前关于VOCs排放控制对SOA和O3 缓解作用的研究仍然不足.本研究总结了四大排放源的精细化VOCs减排潜力,进一步利用WRF-Chem模型量化了中国主要大气污染区污染事件期间VOCs减排对SOA和O3 缓解的效益.结果表明,通过精细化VOCs减排,华北、长三角、华中、珠三角和四川盆地的SOA浓度分别降低了 89.2%、81.2%、74.5%、72.0%和 77.3%.其中,工业VOCs减排是SOA缓解的主要贡献因素.然而,由于O3 及其前体物的非线性光化学过程,这种VOCs减排只能使O3 浓度降低不到 10%.华北、长三角、华中、珠三角和四川盆地的O3 浓度分别降低了 7.55、9.05、7.29、4.31 和 3.15 μg/m3.减少工业、交通和居民VOCs排放分别使臭氧平均浓度降低了 3.6%(3.48 μg/m3)、2.2%(2.07 μg/m3)和 1.1%(0.98 μg/m3).
臭氧二次有机气溶胶挥发性有机物(VOCs)大气污染缓解VOCs减排WRF-Chem模拟
被引:1
1982-2018年总初级生产力对不同时空尺度干旱类型的响应摘要:为准确估测不同类型的干旱对植被生态系统的影响,基于Mann-Kendall、Pearson相关分析等方法,利用 1982-2018 年的总初级生产力(GPP)数据集以及不同时间尺度的干旱指数(包括scPDSI、SPEI和SPI),定量评估了我国植被GPP对不同时空尺度干旱类型的响应.结果显示,我国干旱化趋势最显著的区域是内蒙古,区域平均的scPDSI、SPEI和SPI分别以每年 0.039、0.026 和 0.004 的速率下降.不同区域的GPP与干旱指数的相关性和滞后效应差异显著.华东和华南地区对农业干旱的响应最为显著,平均滞后时间为 4~6 个月.内蒙古、西北和西南地区对气象干旱的响应更为剧烈,平均滞后时间为 9~11 个月.华中和华东地区对气象干旱的响应周期较短,为 0~3 个月.
总初级生产力气象干旱农业干旱时滞效应累积效应遥感气候学
被引:1
我国西北暖湿化的年代际预测技巧及其来源评估摘要:基于 1962-2020 年的观测和第六次耦合模式比较计划(CMIP6)中年代际气候预测计划(DCPP)的多模式年代际回报和历史模拟试验数据,本文主要评估了DCPP多模式对我国西北地区近 60 年来夏季显著暖湿化的年代际预测技巧及其主要来源.对西北变暖的多模式年代际预测技巧(与观测的相关系数)都在 0.9 以上,较高的预测技巧主要来源于外强迫分量,其贡献可达 80%~99%;而受初始化与外强迫的共同作用,对西北变湿的多模式年代际预测技巧存在较大差异,其中多模式初始化分量对预测技巧的贡献可分别达到 19%~94%.这表明,对我国西北地区未来短期温度和降水变化的订正预估不仅需要重点考虑外强迫的影响,更需要考虑初始化对降水的影响.
西北暖湿化年代际气候预测模式评估外强迫初始化干旱区气候变化
被引:1
西北太平洋热带气旋生成‒快速增强复合事件的对流及环境特征摘要:作为业务预报中的主要难点,明晰热带气旋(TC)生成、快速增强(RI)及两者复合事件(RIFG)的成因对于防灾减灾具有重要意义.基于观测资料对西北太平洋RIFG事件和无RI生成事件(NRIG)的对流及环境特征进行了研究.结果表明,RIFG个例相比NRIG个例平均纬度更低,且逆切变左侧的内核降水更强,受到较弱的垂直风切变和背景相对涡度、较高的内核相对涡度、高层辐散、海温、中层相对湿度和海表潜热通量的影响,这些有利的动力、热力条件为RIFG事件的发生提供了基础.进一步对比弱风切变(W-VWS)和中等‒强风切变(MS-VWS)下的RIFG个例发现,MS-VWS个例的降水更强、更不对称,且W-VWS(MS-VWS)个例在逆切变、切变右侧(顺切变、切变左侧)有更为有利的环境热动力条件.
热带气旋生成快速增强对流气象学
《地球科学》征稿简则地球科学征稿简则
青藏特提斯造山系晚古生代‒中生代洋板块构造‒地层分区及地层格架摘要:晚古生代‒中生代(二叠纪‒白垩纪)是青藏特提斯造山系构造‒古地理格局发生重大改组的关键时期.本文将青藏特提斯造山系划分为 3 个构造‒地层大区,17 个构造‒地层区,通过详细分析各个构造‒地层分区中的洋间地块以及与其紧密伴生的陆缘弧、弧前盆地、边缘海盆地、微陆块等的洋板块地层序列、沉积背景、地层接触及对比关系,特别是突出表达各条蛇绿混杂岩带在各个构造‒地层分区中的时空分布,最终建立了青藏特提斯造山系晚古生代‒中生代(二叠纪‒白垩纪)洋板块地层格架.通过系统梳理青藏特提斯造山系蛇绿混杂岩带及与其相关的弧‒盆系的时空分布特征,在此基础上探讨古特提斯洋(龙木错‒双湖洋、昌宁‒孟连洋等)、中特提斯洋(班公湖‒怒江洋)和新特提斯洋(雅鲁藏布洋)的演化历史,进而揭示青藏特提斯造山系晚古生代‒中生代构造‒古地理格局演变过程.
青藏特提斯洋板块地层(OPS)构造—地层区划洋—陆转换地层学构造学
南海北部滨珊瑚微环礁的海平面指示意义及其反映的中全新世海平面历史摘要:南海北部雷琼海岸的珊瑚礁是研究古海平面变化的重要标志物.但因重建标准不统一,海平面重建结果存在显著时空差异性.本研究通过对海南岛东部珊瑚礁区 27 块现代滨珊瑚微环礁的顶面高程进行实地测量,精确量化其海平面指示意义;同时对该区域 65 个已发表的海平面标志点数据进行重新校正,重建了更可靠的海平面变化历史.研究表明,这些顶部死亡但整体存活的现代滨珊瑚已达到生长上限,其顶面高程位于清澜港平均潮位以下146.09 cm,最低低潮位(lowest low tide,LLT)以下 15.09 cm,且生长上限高差仅±8.35 cm,呈现典型的滨珊瑚微环礁发育形态,证实其生长主要受最低低潮位控制,是理想的海平面标志物.海平面重建结果显示,在(6 143±34)cal a BP至(3 013±9)cal a BP期间,南海北部相对海平面呈波动下降趋势,变化范围为(25.0±9.8)cm至(136.09±9.80)cm.与周边地区海平面记录对比发现,中全新世高海平面的出现时间和高度存在差异,这可能与标志物的高程估算方法及测年技术差异有关.此外,将研究结果和GIA模型(ICE-6G_HetML14)预测结果对比显示,南海北部雷琼海岸 3个地点的中晚全新世海平面数据均低于模型预测曲线,表明该区域过去几千年可能经历构造沉降过程.本研究结果为预测南海北部未来海平面变化趋势提供重要科学依据,也为区域构造演化研究提供新视角.
南海北部中全新世相对海平面滨珊瑚(微环礁)海平面变化构造沉降海洋学
南半球中高纬度气旋对南极海冰面积的影响摘要:为研究南半球中高纬度气旋对南极海冰面积的年代际影响,基于 1979-2022 年每年 9 月的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析数据,识别并追踪南半球气旋,探究中高纬度气旋频数与南极海冰面积之间的相关关系,分析气旋经过时下方受影响的南极海冰面积变化的时间和空间特征.研究表明,南半球中高纬度气旋对南极海冰的影响主要集中在南极海冰密集度变动频繁且大多低于 80%的边缘区.气旋能够显著影响区域海冰密集度的变化,尤其在海冰边缘线附近,气旋是此处海冰密集度变化的主要影响因素.与气旋对南极海冰的影响相比,南极大部分区域的海冰更易受南半球环状模的影响.然而,在海冰密集度较小的海冰边缘区,气旋对海冰密集度的影响尤为显著.气旋经过影响到的海冰密集度变化依赖于南极海冰的多寡,海冰密集度在达到一定高值后继续增加,会使受气旋影响的海冰密集度增加幅度减小.
南半球中高纬气旋南极海冰气象学
源排放大气气溶胶中可溶性铁特性、影响因素及清单估算研究进展摘要:大气气溶胶中可溶性铁对海洋初级生产力、气候变化、大气二次污染和人体健康都具有重要影响.准确认知可溶性铁的来源,构建高精度可溶性铁的排放清单,是改进生物地球化学模式、模拟铁沉降量和海洋初级生产力、提升大气化学传输模式模拟二次气溶胶精度,以及揭示影响人体内可溶性铁的来源及其定量贡献的重要前提.本文总结分析了气溶胶中铁及可溶性铁的来源解析、气溶胶中铁的可溶性影响因素及作用机制,以及燃烧源排放气溶胶中铁的样品采集和测试方法研究进展,着重对燃烧源排放可溶性铁的清单构建方法和存在问题进行归纳总结,以期为精准评估铁的气候、环境和健康效应提供基础数据和理论支撑.
气溶胶可溶性铁理化特性测试方法影响因素排放清单大气化学
武汉城市圈人为源排放PM2.5高分辨率清单估算及时空演变摘要:武汉城市圈的高时空分辨率大气细颗粒物(PM2.5)排放清单研究的暂时缺乏,制约着区域PM2.5 污染的精确模拟和防控.本研究采用排放因子法,融合高德地图兴趣点数据以及人口、路网和土地利用类型等代用指标,构建了 2017-2023 年该区域人为源排放PM2.5 的高空间分辨率(1 km×1 km)排放清单,评估其不确定性,揭示其时空演变规律.结果表明,武汉城市圈PM2.5 排放总量在 2018 年达峰值(164.59 kt),2020 年因疫情降至 137.15 kt,2023 年反弹至 149.97 kt.各源类排放 PM2.5 的不确定性为-31.7%~42.2%,化石燃料燃烧源(-13.2%~35.8%)和工艺过程源(-15.2%~34.3%)不确定性较高,扬尘源不确定性最低(-8.2%~15.4%).工艺过程源和扬尘源为主要贡献源,占PM2.5 总排放的 46.5%~52.6%和 26.7%~31.8%.区域内PM2.5 排放强度在城市中心区为 600~800 t/km2,是郊区、农村区域排放强度的 40~50 倍.本研究可为改进大气化学数值模拟精度提供可靠的高精度清单数据支撑.
武汉城市圈细颗粒物排放清单高分辨率时空演变大气化学大气污染
神农架莲花剖面埃迪卡拉纪晚期宏体碳质压膜化石摘要:埃迪卡拉纪庙河生物群是"雪球地球"崩解后至寒武纪生命大爆发前夕复杂多细胞真核生命演化和辐射的重要实证之一.近年来人们在鄂西地区埃迪卡拉系报道了多个庙河生物群产地,并对其赋存层位(庙河段)的地层对比提出了不同认识.为更好地揭示庙河生物群在不同地区/相区的化石组合面貌,本文在神农架东部地区莲花剖面庙河生物群新化石产地进行了系统古生物学工作.共鉴定宏体化石 11 属 12 种,含有以往报道的庙河生物群的典型分子,其优势分子为Cucullus fraudulentus、Baculiphyca taeniata和Grypania spiralis.该宏体化石组合的发现,不仅扩大了庙河生物群的古地理分布范围,也为在不同沉积环境中认识埃迪卡拉纪宏体生物演化提供重要支撑.
埃迪卡拉纪庙河生物群庙河段宏体碳质压膜化石神农架地层学沉积学
粤西沿海高盐度中低温地热系统水化学特征及形成演化摘要:沿海地区地热系统易受到海水入侵,导致地热水的盐度升高,降低利用效率,增加利用成本.广东省作为我国重要的中低温地热资源分布区,其沿海地带地热系统的海水入侵情况及其影响作用等仍缺乏系统研究.基于粤西地区35个地热水、1个地下冷水和1个海水的理化数据,综合水化学、同位素及多种图解分析,探讨其水化学特征、海水入侵情况及形成演化.研究结果表明沿海地区地热水明显受到海水入侵影响,具有高盐度的特点,最高混合比例达到 41.88%,从内陆到沿海地区,地热水的水化学类型由重碳酸盐型转变为氯化物型.地热水主要补给来源是大气降水,在晚更新世至全新世时期,云开山脉与天露山脉地区的大气降水下渗,与 90~126℃的热储围岩接触而逐渐升温;而后海进运动使得地热水受到大规模古海水混入,热对流的"抽吸效应"还会加速海水运移,临海地区持续受到海水侵入,最终形成高盐度中低温地热水.
中低温地热水水化学海水入侵高盐度地热能同位素
福建省地热成藏模式Ⅱ:流体循环模式与地热驱动力摘要:福建省地处华南陆缘高热流地热异常区,地热流体循环演化与成藏机制研究对区域地热资源科学利用具有重要意义.在系统梳理区域地热地质条件基础上,本文通过对地热流体的水化学和同位素分析,探讨了省域内不同类型地热系统的流体循环演化机制与地热驱动力差异,建立了分区地热成藏概念模型.结果表明,福建省水热型地热成因可分为闽西北隆起山地断裂深循环对流型、闽西南断陷盆地对流传导复合型、闽东‒闽西南断坳带断裂深循环对流型三种类型.区内地热资源成藏受控于区域构造与地壳热结构差异,政和‒大浦断裂以西武夷隆起带与闽东滨海陆缘带具有不同的热源机制,但水热通道形式相对统一.闽西武夷隆起带地热系统热源以幔源热为主,闽东火山坳陷带为"热壳冷幔"岩石圈热结构,壳内岩体放射性衰变生热对地热系统聚热贡献较高.区域张性‒张扭性NW向断裂构成地热系统的导水通道,压性为主的NE向断裂则构成热聚敛的阻水‒导热通道.由水热系统流体温度和盐度变化导致的闽西北、闽西南和闽东火山断坳带与滨海地区地热驱动力的标准水头分别为+218.75 m、+202.24~+250.60 m、+261.72 m和+308.32 m.闽西永梅坳陷带、闽东NW与NE向深大断裂交汇处、断陷盆地‒断陷海湾深入大陆段、福州与漳州等断陷盆地基底隆起带、永泰‒德化‒仙游等环状火山构造带与NE向深大断裂交汇处地热热储温度超过 150℃,为福建省域内中高温地热资源成藏潜力区.
地热水地下水循环地热驱动力成因模式福建省水化学同位素
陆源与火山物质的向海输送过程及其控制机制摘要:海洋沉积物的源‒汇过程是连接陆地风化、海洋动力系统和全球气候变化的关键纽带,对重建古环境演化具有重要意义.本文综述了陆源与火山物质向海洋的输送过程及其控制机制.陆源物质输运受岩性‒气候‒海平面‒洋流系统共同调控——源岩性质和气候条件通过控制风化作用决定沉积物的产量和理化性质,海平面变化主导沉积物的输送距离,洋流格局决定最终沉积分布.火山物质的输入则受火山活动强度、气候、水文及区域构造背景的多元控制.近年来,地球化学与矿物学示踪技术的发展提升了物源识别能力,但该领域仍面临从定性描述到定量解析的方法学挑战.未来研究需进一步发展多学科交叉方法,以深化对海洋沉积源‒汇系统演化规律的认识.
源—汇系统河流沉积风尘沉积冰川沉积火山物质沉积沉积学气候变化
基于隧道实验的机动车大气污染物实时排放因子研究摘要:机动车大气污染物动态排放因子是制约实时排放清单精度提升的一个关键参数.本研究选取某城市隧道,结合在线设备和监控摄像头开展7种大气污染物浓度和车流量的实时监测,采用YOLOv8l深度学习目标检测模型和SORT目标跟踪算法,获取车辆类型和速度;采用排放强度比值,推算车队整体和分车型的大气污染物排放因子.CO、NO、NO2、NOx、SO2、BC和PM2.5 的平均排放因子分别为(1 064.9±479.8)、(496.5±209.3)、(55.5±30.4)、(578.6±267.6)、(6.3±2.2)、(3.3±1.5)和(37.7±19.2)mg/(km∙辆);车队整体排放因子分别为(634.7±477.2)、(266.0±142.9)、(26.4±13.5)、(302.3±159.5)、(3.5±1.9)、(2.0±1.10)和(19.8±12.3)g/km.隧道内周末的日车流量为工作日的88.6%,工作日除PM2.5 外的污染物排放因子是周末的 1.00~1.48倍.在逐小时排放因子情境下,凌晨的柴油车流量占比是其余时间的 1.6倍,各污染物的凌晨高值分别是其余时间平均值的 2.0~3.5倍;车队排放呈现出早晚(7:00~9:00;17:00~19:00)双峰特征,为全天平均值的 1.8~3.3倍.本研究可为区域高精度动态机动车排放清单构建和机动车排放污染物的精准管控提供基础数据和科学依据.
隧道实验大气污染动态排放因子图像识别单一车辆与车队
CLM5-FATES模式对中国长白山针阔混交林分布的模拟摘要:长白山阔叶红松林是全球为数不多的大面积原始针阔混交林,对其开展模拟研究尤为必要.本研究基于植被功能性状的新一代动态全球植被模式 CLM5-FATES(Community Land Model version 5-Functionally Assembled Terrestrial Ecosystem Simulator),选取 25℃时最大羧化速率、比叶面积和叶寿命三个叶片特性参数,对长白山针阔混交林分布进行模拟,探讨模式中长白山针阔混交林分布的参数敏感性,检验模式对长白山针阔混交林分布的模拟能力.研究表明,不同的性状参数组合显著影响该地区两种植被类型分布的模拟结果,且 25℃时最大羧化速率和比叶面积的影响大于叶寿命.适当的性状参数组合下,模式能再现观测结果中的长白山针阔混交林分布.本研究验证了该模式在长白山针阔混交林的适用性,可为进一步的气候植被相互作用研究提供重要支持.
性状动态全球植被模型常绿针叶林落叶阔叶林气候学生态系统
阿尔金造山带中‒新元古代沉积地层构造变形特征及其指示意义摘要:为了解阿尔金造山带中‒新元古代与罗迪尼亚(Rodinia)超大陆聚合与裂解相关的构造演化过程,对该地区塔昔达坂群(1 080~950 Ma)与索尔库里群(~930 Ma)进行了野外地质填图和构造解析,结果显示塔昔达坂群为一套低绿片岩相副变质岩,并经历了三期构造变形:第一期(D1)以透入性片理S1 置换原生层理S0;第二期(D2)受NNE-SSW挤压形成近WNW-ESE向褶皱及褶劈理S2;第三期(D3)表现为SE-NW向挤压的逆冲断层及直立褶皱.索尔库里群不整合覆盖于塔昔达坂群之上,两者之间存在着沉积环境、构造变形的不连续性.结合两者的物质组成、变形期次以及研究区新元古代早期岩浆岩的时空分布及形成环境,提出阿尔金地区中元古代晚期‒新元古代早期完成了从活动大陆边缘到后碰撞伸展的构造转换过程,为约束其与Rodinia超大陆裂解‒碰撞过程及其古地理归属提供了关键证据.
阿尔金造山带中—新元古代构造变形构造演化沉积学岩石学