利用阿克达拉基准辐射观测站紫外辐射UV-A和UV-B数据,分析阿克达拉到达地面的UV和UV-B的特征以及不同云量和降水过程的变化特征。结果表明:阿克达拉全年紫外辐射年总量为321.04 MJ·m-2,年均日曝辐量为0.88 MJ·m-2,UV-B年曝辐量为5.26 MJ·m-2,UV年平均值占总辐射年平均值的5.56%。UV和UV-B的辐射强度的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季。夏季UV曝辐量是冬季的2.79倍;UV-B夏季平均日曝辐量是冬季的8.10倍。积雪期与非积雪期UV占总辐射比值不同,分别为6.44%和5.81%;且地面积雪的反射导致UV增加25.89%。
全球变化导致气温上升加速冰川退缩,冰川前缘进化出大量抗辐射-抗氧化微生物资源。细菌作为影响冰川前缘演替过程的重要类群之一,对其冰舌区新融化的冰碛物生境中抗辐射-抗氧化细菌的研究却较为少见。基于16S rRNA基因序列系统发育学的研究,不仅对老虎沟12号冰川前缘冰舌区冰碛物生境可培养细菌多样性进行研究,同时对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选和评估。研究表明,研究区域分离出的259株细菌分别归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus),其中放线菌门的菌株数量最多,其次是变形菌门>拟杆菌门>厚壁菌门>异常球菌-栖热菌门;在物种多样性方面,放线菌门和变形菌门是物种丰富度最高的门。TN、TOC、WC和pH是影响可培养细菌群落结构的主要因素。UVC辐照强度的D10(致死率为10%)剂量高于100 J·m-2的菌株占可培养细菌总数的94.9%,过氧化氢耐受浓度的...
寒区心墙堆石坝冬季施工过程中,快速判断大面积心墙施工区防渗土料的冻融情况,是保证工程质量和快速施工的重要前提。研究发现,红外热成像测温技术可实现对心墙施工现场远距离、大范围、全仓面(超过10 000 m2)地表温度、土料冻融状况的快速检测和判定,但在现场不同环境条件下检测结果存在2~8℃的误差。针对该问题,基于辐射理论及红外测温原理,结合现场红外测温方式,分析得到影响心墙红外热成像仪测温误差的主要因素为心墙区的环境辐射和地表发射率。其中,环境辐射主要受气温控制。地表发射率受防渗土料压实状态(松铺、密实)以及土工布覆盖等不同地表结构形式的影响。结合现场试验数据,建立了地表辐射温度与地表接触式温度之间的修正关系。该研究为寒区工程土料冻融判别技术有重要的指导意义。
季节性冻土区渠道混凝土衬砌冻胀破坏一直是困扰灌区健康发展的难题。导致渠道混凝土衬砌冻胀破坏的主要外界因素有衬砌表面温度、渠基土地下水与渠基土质等。大量实验证明,在太阳辐射的作用下渠道混凝土衬砌与渠基土体之间产生一定的温度差,从而形成一定的温度梯度,使得渠基土水分不断向衬砌底部迁移,产生较大的法向冻胀力,造成衬砌鼓起与脱落。文章在考虑太阳辐射因素对渠基土体温度场影响的基础上,将其回归成正弦函数T代入热力学方程中,并通过MATLAB编程计算出太阳辐射因素下渠道不同位置各个时刻t的深度z随温度T的变化规律,为以后季节性冻土区渠基土体温度场计算提供了一种简单可行的方法。
随着我国寒区建筑、铁路、公路、管道等重点工程项目的大规模修建,从技术角度要求冻土与结构物共同工作体系具有良好的变形协调条件,以保证工程建(构)筑物长期工作性能,其中冻土-结构接触面特性直接影响系统的共同工作性能。从自身研究实践和对国内外该领域研究成果出发,从试验仪器、影响因素、微观结构以及本构模型方面,分别对冻土-结构接触面特性的主要研究成果进行了系统总结,分析了研究现状和存在的问题。结合对研究思路和方法论的探讨,构建了冻土-结构接触面特性研究的思路框架,提出了冻土-结构接触面研究的主要内容和方向,以期明晰研究重点和难点,理清研究思路,为该领域的深入研究提供借鉴和参考。
六溴环十二烷(HBCDs)是一类广泛应用、最具代表性的溴代阻燃剂之一,普遍存在于各类环境介质,具有环境持久性、生物毒性和长距离迁移性,受到了研究者的高度关注。目前对水体中HBCDs吸附解吸的研究主要依赖传统吸附实验方法,难以揭示复杂高泥沙河流中HBCDs在不同介质中的吸附解吸机制。本课题拟以渭河下游(高泥沙)为研究区,以HBCDs为目标物,通过水样、悬浮颗粒物、沉积物样品分析,揭示高泥沙河流中HBCDs赋存状态和时空分布特征。基于宏观吸附实验,结合同步辐射(SR)为光源的FT-IR与μ-XRF微观结构表征,研究悬浮颗粒物、沉积物中HBCDs吸附解吸过程,深入探索HBCDs在悬浮颗粒物和沉积物中的吸附解吸机制及异构体选择性富集机制。本课题的完成对于深刻解析复杂河流水体中HBCDs的迁移转化及归趋具有重要科学意义,为水质安全风险评价提供理论依据。
2016-01大气中增多的污染物/气溶胶正在影响着地球的能量收支。自上世纪50年代以来,到达地表的太阳辐射经历了由下降到上升的演变趋势,即著名的“全球变暗/变亮现象”。这一重要发现基于地面观测数据,是评估遥感观测和模型模拟手段的基础。由于辐射的地面观测具有一定的时空局限性,因此日照时数常被用来估算辐射。在污染的情况下,利用日照时数估算辐射会忽略不被日照计记录的时段(直接辐射强度<120 W m-2)污染引发的辐射的下降,从而高估辐射量。因此本研究致力于揭示一天内各时段污染驱动辐射变化的规律及物理机制,并依此添加与污染有关的系数公式校正Angström-Prescott模型以实现不同污染情况下利用日照时数对太阳辐射的准确估算。借此可实现对辐射数据的时空拓展,并在包括无辐射直接地面观测地区建立辐射的气候学特征及时空变化规律,这对理解污染和辐射在气候变化、水循环及作物生长中的作用具有重要的科学意义和应用价值。
2016-01利用自动气象站观测的长波辐射计算得到的地表温度对MODIS地表温度(LST)产品在青藏高原中部连续多年冻土区的精度进行验证,并利用具有较高空间分辨率的Landsat 5 TM和Landsat 7ETM+反演的地表温度与M ODIS LST产品进行了对比分析.结果表明:白天M ODIS LST产品的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别约为3.42~4.41℃和4.41~5.29℃,夜晚MODIS产品MAE和RMSE分别为2.15~2.90℃和3.05~3.78℃,精度高于白天;M ODIS LST与TM、ETM+反演的地表温度一致性较好,相关系数分别达到0.85和0.95.说明MODIS LST产品在连续多年冻土区的适用性较高,是研究多年冻土地表热状况的一个非常好的数据源.而且,不同空间尺度的遥感数据之间一致性较好,可考虑将多源遥感数据应用于多年冻土热状况监测研究.
以传热学理论为基础建立冻土区单桩地温场的热分析模型,采用有限单元法在考虑裸露桩基表面吸收太阳辐射同时与大气自然对流换热、冻土相变、气候变暖条件下,计算了青藏高原典型的湿润性永久冻土区桩周冻土未来40 a的升温过程及桩基承载力变化,分析裸露桩长和初始年平均气温对地温及桩基承载力的影响。结果表明:太阳辐射和气候变暖使桩土界面温度升高导致单桩承载力降低;裸露桩长越长吸收的太阳辐射越多,主要体现在冬季,温度升高承载力下降,夏季升温不明显;初始年平均气温对桩基础承载力影响显著,初始年平均气温升高1℃,冬季桩基础承载力下降800~1 000 kN,夏季承载力下降400~700 kN。