中国西北地区近50a气象因子时空变化特征与成因分析

为深入分析中国西北地区近50 a气象因子演变特征与驱动因素,选取西北地区69个站点1966-2016年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析、GIS空间插值及相关性分析方法,定量分析了气象因子的时空变化规律及相互关系。结果表明:近50 a来西北地区风速、辐射、相对湿度均呈下降趋势,降幅分别为0.105 m/(s·10 a)、0.054 MJ/(m2·d·10 a)和0.378%/(10 a),降水及气温均呈上升趋势,增幅分别为4.9 mm/(10 a)、0.427℃/(10 a);各气象因子近50 a来呈"增大-减小"的周期振荡变化,变化主周期均为28 a,且风速、辐射、相对湿度、降水、气温均存在局部突变;各气象因子的空间分布存在区域差异,风速呈不连续的东部大西部小分布趋势,辐射呈中部大东西部较小分布趋势,降水呈由东南向西北递减趋势,气温呈由青海省向外扩增趋势;各气象因子之间存在较强相关性且相互响应关系复杂,其中辐射与风速、降水和气温均呈极显著正相关(P0.01),相对湿度与风速呈极显著负相关(P0.01)。     

清镇市1985—2015年气候变化特征分析与粮食产量相关性

【目的】明确清镇市1985—2015年气候变化特征与粮食产量的相关性。【方法】利用清镇市1985—2015年逐年平均气象数据(风速、海平面气压、降水、平均气温、日照时间、相对湿度、蒸发量),通过M-K检验、小波分析、HP滤波、RDA等方法,分析了气候变化特征及其与产量间的相关性。【结果】气温升高极显著,1994年、1997年出现突变,其他因子呈降低或减少趋势,日照时间突变最频繁;各因子振荡周期不一,变化周期以28 a最突出,目前除气温处于偏高期外,其他因子均处在偏低期;气候变化对粮食产值的影响有正有负,正影响最大值出现在2009年,在1990年和2011年负作用力达到最大。【结论】Monte Carlo Test表明,气候因子均与产量之间显著相关(P<0.05),粮食产量的43.3%能被选取的气候因子解释,气候产量与降水量、气温以及相对湿度正相关,与风速、海平面气压、蒸发量、日照时间负相关。     

中国粮食主产区主要气象因子时空演变特征及其对参考作物蒸散量影响

准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,通过M-K趋势检验法、偏相关分析、多元线性回归计算贡献率等方法,分析了1961—2013年中国粮食主产区主要气象因子时空演变及其对ET0变化的贡献特征。结果表明,1961—2013年中国粮食主产区相对湿度、温度、降水在空间上由南至北呈降低趋势,而日照时间和风速则由南至北呈增高趋势;1961—2013年中国粮食主产区全区、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、亚热带湿润地区(III区)及暖温带半湿润地区(IV区)多年平均气温均呈增大趋势,平均风速、相对湿度、降水与日照时间均呈减小趋势;1961—2013年中国粮食主产区年内ET0均呈锯齿状下降,且ET0在四季呈现出夏季春季秋季冬季的特征;多年平均风速、气温、日照时间与ET0在全区及各分区总体均显著正相关(P0.05),而相对湿度与ET0在全区及各分区均极显著负相关(P0.01);1961—2013年中国粮食主产区全区及I~IV区气温、风速、相对湿度对ET0变化均具有较大贡献,其中相对湿度为I区、III区及IV区的主要气象驱动因子,其次为平均气温和风速;而II区ET0变化的主要驱动因子为风速,其平均贡献率WII(风速)为0.37;综上所述,中国粮食主产区主要气象因子变化特征与ET0的响应,均呈现出区域性、季节性差异。     

基于CROPWAT模型的昆明市水稻需水量及灌溉用水量研究

利用昆明市日气象数据、水稻生育期数据和土壤数据,通过CROPWAT模型模拟研究1980—2012年水稻生育期内需水量和灌溉用水量年际变化特征及气象要素对其的影响。结果表明,1980—1999年,水稻需水量和灌溉用水量呈微弱下降趋势(p=0.08,p=0.8);1999―2012年,水稻需水量和灌溉用水量呈上升趋势(p0.01);近33a平均水稻需水量和灌溉用水量分别为603.6mm和638.8mm。作物需水量与温度、风速和日照时数正相关,与相对湿度负相关;灌溉用水量与降水量负相关,与日照时数正相关。气温、风速、湿度和日照时数的组合可以预测年尺度上作物需水量的变化趋势;降水和日照时数的组合可以预测年尺度上灌溉用水量的变化趋势。     

新疆艾比湖流域潜在蒸散变化特征与成因分析

【目的】寻找新疆艾比湖蒸散主要影响因子。【方法】根据新疆艾比湖流域内6个代表气象站1960―2015年逐日气象数据,采用辐射校正的Penman-Monteith模型计算了潜在蒸散量(ET0),采用气候倾向率、Mann-Kendall法、Morlet小波分析等方法分析了ET0周期变化规律,同时基于通径分析原理的指标敏感性方法分析了ET0的变化成因。【结果】1960―2015年艾比湖流域年ET0多年平均值为956.1 mm,气候倾向率为-29.89 mm/10 a,呈显著下降趋势(p0.001);四季ET0表现为夏季春季秋季冬季,各季随年份序列均呈下降趋势,其中夏季ET0下降趋势最为显著,夏、春二季ET0对全年潜在蒸散的相对贡献最大;年ET0在1986年发生下降突变,降幅为10.52%。ET0在28 a的周期振荡最强烈,为时序变化的第一主周期,第二、三主周期分别为15 a和8 a;风速对ET0的通径系数为0.736,对回归方程估测可靠程度E的总贡献为0.577。【结论】风速下降是艾比湖流域ET0下降的主要因子,其次为相对湿度、净辐射、降水和最高气温。     

黑河流域近53年气候变化对参考作物腾发量影响研究

全球气候变化已成既定事实,其直接影响着陆地蒸散发及水平衡。基于Mann-Kendall非参数检验法、Pettitt突变点检验法以及GIS的空间分析功能,分析了黑河流域16个站点1960-2012年风速、气温、湿度、净辐射和参考作物腾发量(ET_0)的时空变化特征,并采用去气象因子趋势法评估了气候变化对ET_0的影响。结果表明:黑河流域平均风速、平均相对湿度、净辐射呈减少趋势,平均气温呈显著增加趋势;在气候变化背景下,流域参考作物腾发量年均减少0.37mm。各站年ET_0与气温、风速、净辐射呈正相关,与相对湿度呈负相关,且影响ET_0的主要气象要素是气温和风速。额济纳旗和高台参考作物腾发量的变化很大程度上决定着流域参考作物腾发量的变化。ET_0和各气候因子均存在明显的突变点和时空差异;流域ET_0的变化也存在时空差异,风速变化是导致其空间差异的主要原因。     

潮河山区人工林树干液流特征及其对气象因子响应

【目的】探究潮河山区人工林树干液流与气象因子间的响应关系。【方法】通过热扩散探针法(TDP)对河北省丰宁县达袋沟控制站内生长季(5—10月)人工林(落叶松、油松和沙棘)树干液流速率进行了监测,并同步监测气象因子,研究人工林液流速率变化特征及其与气象因子的关系。【结果】(1)典型晴天落叶松、油松和沙棘各月份树干液流呈“昼高夜低”的单峰型曲线。各树种雨天树干液流较同期晴天明显降低,沙棘液流速率较其他树种更快且更易受降水影响。(2)小时尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率与大气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、太阳净辐射(R_n)和风速(W)正相关,而与降水量(P)和空气相对湿度(R_h)负相关。R_n是影响树干液流的最重要因素,VPD、T_a、R_h对其影响次之。(3)日尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率日均值分别为2.78、1.44、5.27mL/(cm²·h),其中R_n、VPD、T_a为主要影响因子。(4...     

辽西地区潜在蒸散发敏感性分析及变化成因研究

【目的】了解辽西地区潜在蒸散发敏感性及蒸散发变化成因。【方法】基于辽西地区13个气象台站1965—2015年的基础气象资料,依据FAO-56 Penman-Monteith法估算了辽西地区近50 a的蒸散发(ET_0),采用Mann-Kendall检验法对ET_0及各气象要素的变化趋势进行了检验,同时基于敏感性系数法探讨了ET_0对各气象要素的敏感性,并定量揭示了引发ET_0变化的主导因子。【结果】1965—2015年,辽西地区年均ET_0以12.5 mm/10 a的速率显著降低,均值为1 007.6 mm/a,空间上由西南向东北呈低—高—低的分布格局;最低温度和最高温度表现为极显著升高趋势,风速和太阳辐射表现为极显著降低趋势,相对湿度未发生明显变化;辽西地区ET_0对各气象要素的敏感性依次为:相对湿度最高温度风速太阳辐射最低温度,且ET_0与相对湿度变化呈负相关,而与其他要素变化均为正相关;最低温度、最高温度的升高和相对湿度的降低引发区域ET_0变动为正贡献,而太阳辐射和风速的降低则为负贡献,且贡献率最大的为风速,最小的为相对湿度。【结论】风速的降低是引发辽西地区ET_0降低的主导因子。     

玛纳斯河流域植被净初级生产力时空变化及驱动因素分析

【目的】探明新疆玛纳斯河流域植被净初级生产力(NPP)的时空变化规律及其影响因素。【方法】基于MODIS遥感数据以及地形、气象因子和人类活动数据,运用Slope趋势分析、相关分析和地理探测器,分析玛纳斯河流域2001—2021年NPP的时空变化特征及其驱动因素。【结果】2001—2021年,玛纳斯河流域年平均NPP为125.63 g C/(m²·a),2008年最低,为98.80 g C/(m²·a),2016年最高,为163.98 g C/(m²·a),NPP呈年际上升趋势。玛纳斯河流域NPP的空间分布格局呈北部和南部区域低而中部区域高的特征,近63.84%的区域NPP呈增加趋势,其中26.98%的区域NPP显著增加(P<0.05);19.31%的区域NPP显著下降(P<0.05)。NPP随着高程和坡度的增加呈上升趋势,最高值出现在玛纳斯河流域的低山林草区;NPP与气温和降水呈正相关。各因子对NPP的影响程度由高到低依次为高程>土地利用>降水>坡度>GDP>气温>人口密度...     

气候变化下河北省宁晋县参考作物蒸散量变化趋势及敏感性分析

【目的】深入分析宁晋县气候变化及其蒸散发的变化,为该区域的作物种植管理和灌溉计划制定提供参考。【方法】根据1981—2018年河北省宁晋县气象站的逐日气象资料,计算了极端气候指数,并利用FAO56Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸散量(ET0)。分析了各气象要素、极端气候指数和ET0的变化趋势,并利用敏感性分析找出影响ET0变化的主要气象因子。【结果】1981—2018年河北省宁晋县降水量无明显变化趋势,平均温度呈显著上升趋势,日照时间、相对湿度和风速呈显著下降趋势;极端高温指标呈上升趋势,极端低温指标呈下降趋势,极端降水指标无显著变化。【结论】相对湿度是ET0年均值主要影响因子;夏季对ET0月均值影响最大的气象因素为净辐射,其他季节,相对湿度对其影响最大;风速和辐射的降低不仅抵消了温度升高和相对湿度降低对ET0的正影响,还使得ET0呈下降趋势,但下降趋势不显著。     

基于谐响应方法的某载货车振动分析

在ANSYS环境下建立了某载货车的有限元模型,应用有限元分析方法对该模型进行了模态分析和谐响应分析,通过有限元仿真分析的结果,确定了该车出现异常振动的原因。     

翼展式厢式货车车厢骨架强度与模态分析

利用ANSYS 10.0软件,建立了以梁单元和壳单元为基本单元的翼展式厢式货车车厢骨架有限元模型,并对该车厢骨架进行静态分析和模态分析。计算结果可为车厢骨架结构设计、改进和轻量化提供理论依据。     

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析

山药收获机下支撑支架是根据主旋转支撑装置的离地高度和开沟深度设计的,在实际作业过程中,链刀切削阻力、螺旋刀切割阻力、输送机构支撑力、油缸的推拉力最终都由下支撑支架承载,作用力较为复杂,容易发生变形和断裂;且链刀切入土壤产生的振动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动,可能会引起共振。为此,在进行山药收获机工作装置设计时,首先采用有限元方法对下支撑支架进行静力学分析,并在静力学分析的基础之上对其进行预应力模态分析,以评估设计的合理性,对结构进行优化。     

基于客车车身动应力仿真的疲劳分析

利用模态综合技术及弹性力学理论,研究了由路面不平度引起的车身动应力的形成机理及其仿真计算方法。通过客车行驶振动试验,分析得出客车中门立柱在怠速工况下振动明显。可将动应力研究成果应用于客车车身骨架结构的动态强度分析及设计,在此基础上仿真得到中门立柱接点的动应力作为疲劳分析中的交变裁荷,利用疲劳理论和ANSYS软件计算了客车中门立柱的使用寿命。     

尼洋河水质沿程变化特征多元统计分析

【目的】了解尼洋河沿程水质状况,分析丰水期干流水体的主要污染指标,科学合理的说明尼洋河流域饮用水源地的水质对人体健康危害程度。【方法】基于2018年丰水期水质监测数据,运用多元统计方法分析了尼洋河干流上10个断面的水质监测指标,同时依据干流各个监测断面的水体指标检测结果,利用系统聚类分析方法将断面所在河流分为3组,监测断面分组结果与尼洋河流域上、中、下游分布基本一致。【结果】第1组水体以有机污染为主,TP与TN的质量浓度较高,水体污染程度较轻,污染源单一;第2组水体受有机污染与重金属多个指标的污染,水体水质较第1组差,污染来源相对复杂;第3组水体水质污染最为严重且污染指标最多。【结论】分析结果与单因子水质评价结果基本一致,尼洋河干流水质随河流方向有改善的趋势。     

可变间距式履带底盘测功机驱动轴组合有限元分析

将可变间距式履带底盘测功机的驱动轴组合划分为轴-键-毂组合模型和滑动花键组合模型,采用接触分析法在ANSYS中对于所建立的模型进行有限元分析。在分析过程中,对于毂外表面和轴截面进行力矩施加时,分别使用了创建壳单元和质量单元的方法,很好地解决了分析中的应力集中问题。     

基于LMS实验的发动机油底壳优化研究

油底壳是发动机辐射噪声的主要来源之一.通过分析研究油底壳与发动机产生共振的频率区域,进而对油底壳结构进行拓扑优化,改进模型结构.通过优化结果表明,增加密度较大位置的厚度同减小密度较小位置的厚度方法一样,达到提高模型的刚度目的,即提高了模型的固有频率,从而很好地避免与发动机形成共振,降低了发动机的噪声.基于LMS实验的方法提高了发动机油底壳结构优化的准确性.     

12V240ZJH型柴油机连杆有限元分析

连杆是柴油机中重要的传动件,它将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并将活塞承受的力传递给曲轴,曲轴把活塞和连杆传来的气体力转变成转矩输出.连杆工作时承受三方面的力:活塞顶上的气体力,活塞组和连杆小头的往复惯性力以及连杆本身绕活塞销作变速摆动时的横向惯性力.由于上述力的大小和方向都以工作循环为周期发生变化,所以对连杆的刚度和疲劳强度都要求较高.因此对连杆进行有限元分析,了解连杆的变形和应力分布情况,对改进连杆设计,提高其可靠性具有十分重要的意义.     

旋转脱膜式残膜回收机关键部件仿真与模态分析

设计了一种旋转脱膜式残膜回收机具,针对搂膜弹齿不稳定造成残膜回收率降低的问题,通过Ansys软件对其进行仿真分析和模态分析,得出主搂膜弹齿等效最大应力232.15MPa,总位移为10.2mm,副搂膜弹齿等效最大应力138.737MPa、总位移为6.7mm,所得数据均小于设计最大值;二者前6阶固有频率范围分别为17.7~292.1Hz和25.1~292.1Hz,不在所受外界激振频率范围内,作业过程中不会产生共振现象。本研究可为弹齿式残膜回收机的设计提供参考。     

黄淮海平原典型区域耕地盐碱障碍诊断指标研究

以黄淮海平原典型区域——河南封丘为例,研究耕地盐碱障碍的诊断指标,对采集样品实验室分析,获取盐碱障碍相关指标,经主成分分析提取出其2个主成分,通过主成分的二维散点图可以比较直观的把已分析样品的盐碱障碍分级分为无盐碱障碍和轻度盐碱障碍2个等级,进行判别分析获取其判别表达式。经分析可发现,判别表达式中的变量指标SAR、SSP、SDR刚好为主成分综合表达式中系数最高的3个指标。研究结果表明,可以以SAR、SSP、SDR三个指标作为研究区域盐碱障碍的评价指标,而且由于三者之间具有显著的相关性,可以进一步简化评价指标;通过不同土层深度的研究发现,各层土壤的盐碱障碍评价指标基本相似。