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为寒旱区水资源环境把脉——记中国科学院寒区旱区环境与工程研究所副研究员吴锦奎

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科学中国人 2016年第5期 70-71页

作者：武光磊《科学中国人》编辑部

西北高寒冰雪，自古以来就堪称是难以逾越的天然屏障。西北深居内陆，远离海洋，降水稀少，荒漠遍布。西北地区是中国很多河流的发源地，西北也是中国最干旱的地区。

关键词：寒区旱区环境与工程研究所中国科学院水资源环境研究员寒旱区西北地区天然屏障发源地

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荒漠灌丛对生物土壤结皮下土壤养分的影响

水土保持研究 2025年第2期 83-90页

作者：安乐何静刘艳梅索凯赵紫娟王凯亮甘肃农业大学林学院甘肃林业职业技术大学天水师范学院中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

[目的]揭示荒漠灌丛对生物土壤结皮下土壤养分的影响，为干旱沙区荒漠生态系统的修复与管理提供理论基础和科学依据。[方法]采集腾格里沙漠东南缘红卫天然植被区的无灌丛生物土壤结皮(对照地)和白滨藜、柠条、狭叶锦鸡儿、油蒿4种典型灌... 详细信息

[目的]揭示荒漠灌丛对生物土壤结皮下土壤养分的影响，为干旱沙区荒漠生态系统的修复与管理提供理论基础和科学依据。[方法]采集腾格里沙漠东南缘红卫天然植被区的无灌丛生物土壤结皮(对照地)和白滨藜、柠条、狭叶锦鸡儿、油蒿4种典型灌丛+生物土壤结皮下0—10 cm, 10—20 cm和20—30 cm土样，分别测定土壤有机质(SOM)、含水量(SWC)、pH值、全氮(TN)、速效氮(AN)、全磷(TP)、速效磷(AP)、全钾(TK)、速效钾(AK)的含量，通过土壤养分变化表征灌丛与生物土壤结皮互作对荒漠区土壤质量的影响。[结果](1)相较于对照地，灌丛与生物土壤结皮互作影响土壤养分，提高土壤TN,TK,AK,AN,SOM,AP和藻-地衣结皮TP含量，降低藓类结皮TP含量。(2)土层深度变化、灌丛和结皮类型对土壤养分有显著影响，每二者交互都对TP影响不显著，三者间交互除AN和AP外，对其余养分指标都有显著影响(p<0.05)。(3)同土层灌丛+藓类结皮下土壤TN,TP,AK,SOM的含量高于灌丛+藻-地衣结皮。(4) 4种灌丛+生物土壤结皮下土壤养分富集于0—10 cm土层，表聚效应明显，灌丛、生物土壤结皮和土层深度三者间互作对土壤养分的富集能力有差异性。[结论]灌丛与生物土壤结皮互作能增加土壤肥力，改良土壤质量，对维持稳定的荒漠生态系统有重要作用。

关键词：荒漠灌丛生物土壤结皮土壤养分

基于小波的雷暴强放电前地面电场的多重分形分析

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物理学报 2006年第2期55卷 957-961页

作者：苟学强张义军董万胜中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

根据远离平衡的复杂系统演化的雪崩性和自相似倍增串级性,强调了多重分形工具的重要;利用青藏高原中部地区雷暴放电的地面电场仪资料,基于多重分形谱的小波估计方法,对强放电前雷电活动的多重分形特征进行了分析,发现多重分形谱可用推... 详细信息

根据远离平衡的复杂系统演化的雪崩性和自相似倍增串级性,强调了多重分形工具的重要;利用青藏高原中部地区雷暴放电的地面电场仪资料,基于多重分形谱的小波估计方法,对强放电前雷电活动的多重分形特征进行了分析,发现多重分形谱可用推广的多重分形二项倍增串级模式描述,强放电前放电过程具有强烈的奇异性和明显的多重分形性,谱宽度Δα>1·6,最小标度指数αmin<-0·3;随着放电的活跃,Δα表现出明显的增加,而强的放电则发生在随后Δα的高值区或下降区,并对相关的原因进行了讨论.

关键词：多重分形雪崩倍增串级小波闪电放电

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近40年来中国大陆总辐射的演变特征

太阳能学报 2007年第3期28卷 227-232页

作者：杨胜朋王可丽吕世华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

利用1961，2002年中国大陆地区60个站月平均总辐射资料，讨论了我国大陆地区总辐射在年际一年代际时间尺度上的演变特征。研究表明：我国大部分地区总辐射的变化特征有很好的一致性。大部分地区总辐射自20世纪60年代开始呈现减少的趋势... 详细信息

利用1961，2002年中国大陆地区60个站月平均总辐射资料，讨论了我国大陆地区总辐射在年际一年代际时间尺度上的演变特征。研究表明：我国大部分地区总辐射的变化特征有很好的一致性。大部分地区总辐射自20世纪60年代开始呈现减少的趋势，这一趋势一直持续到1990年前后，其后大部分地区总辐射有明显增加的趋势。同时分析了各区总辐射的线性倾向系数以及其演变趋势的地理分布。

关键词：中国大陆总辐射聚类分析 M-K法

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高原地区云对地闪电首次回击的光谱研究

地球物理学报 2004年第1期47卷 42-46,I002页

作者：袁萍刘欣生张义军郄秀书张广庶王怀斌中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

用无狭缝光栅摄谱仪 ,获得了青海西宁地区云对地闪电首次回击过程 4 0 0～ 70 0nm波长范围的光谱 ,并首次在闪电的单次回击光谱中记录到了波长为 6 0 4 .6nm和 6 19.4nm的谱线 .将原子结构的理论应用于闪电光谱的研究 ,用多组态Dirac F... 详细信息

用无狭缝光栅摄谱仪 ,获得了青海西宁地区云对地闪电首次回击过程 4 0 0～ 70 0nm波长范围的光谱 ,并首次在闪电的单次回击光谱中记录到了波长为 6 0 4 .6nm和 6 19.4nm的谱线 .将原子结构的理论应用于闪电光谱的研究 ,用多组态Dirac Fock方法 ,计算了有关光谱线的波长、振子强度以及相应的激发态能量等参数 ,理论与试验观测资料进行比较分析后发现 ,高原地区闪电首次回击光谱的结构及跃迁特性与其他地区有明显的区别 ,除NII离子n =3的低激发态产生的跃迁谱线外 ,激发能量为 13～ 14eV左右的中性NI和OI的跃迁增多 ,但很难观测到OII离子的跃迁谱线 .

关键词：高原地区云闪电光谱回击

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青藏高原一次地闪放电过程的分析

地球物理学报 2006年第4期49卷 993-1000页

作者：孔祥贞郄秀书赵阳张彤张广庶董万胜中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000

利用成像率为1000幅/s的高速摄像系统和快、慢电场变化仪以及宽带干涉仪系统等探测仪器在青藏高原那曲地区所观测的地闪资料，对一次地闪回击及其之前的持续时间较长的云内放电过程进行了分析．结果表明：地闪先导前的云内放电过程发生... 详细信息

利用成像率为1000幅/s的高速摄像系统和快、慢电场变化仪以及宽带干涉仪系统等探测仪器在青藏高原那曲地区所观测的地闪资料，对一次地闪回击及其之前的持续时间较长的云内放电过程进行了分析．结果表明：地闪先导前的云内放电过程发生于雷暴云下部正电荷区和中部负电荷区之间；云中部负电荷区距离地面的高度为2．8—4．5km；闪电的起始放电发生区域距离地面的高度为1．0—1．7km；初始流光在云外发展时具有很大的水平分量和较多的分支；梯级先导的速度为1×10^5m／s，在向地面发展时出现较大的弯曲；首次回击放电过程与低海拔地区没有差异，通道中的峰值电流有24．1kA；继后回击相对较弱．

关键词：青藏高原高速摄像电场变化云内放电回击

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与闪电过程有关的NⅡ离子光谱

光谱学与光谱分析 2004年第3期24卷 288-291页

作者：袁萍刘欣生张义军中国科学院寒区旱区环境与工程研究所大气物理室

将原子结构理论应用于与雷电相关的物理过程的研究 ,用多组态Dirac Fock方法 ,且系统考虑了相对论效应、电子关联、延迟效应等重要贡献 ,计算了与闪电过程有关的NⅡ离子光谱线波长、跃迁几率、振子强度以及相应的激发能量等参数 ,据此 ... 详细信息

将原子结构理论应用于与雷电相关的物理过程的研究 ,用多组态Dirac Fock方法 ,且系统考虑了相对论效应、电子关联、延迟效应等重要贡献 ,计算了与闪电过程有关的NⅡ离子光谱线波长、跃迁几率、振子强度以及相应的激发能量等参数 ,据此 ,对已观测到的闪电光谱做了比以前更详细的指认 ,为闪电过程物理机制的探讨以及进一步的实验研究提供了参考数据。

关键词：闪电过程原子结构理论多组态Dirac-Fock法相对论效应电子关联延迟效应 NⅡ离子闪电光谱

1986-2013年黄河宁蒙河段风蚀模数与风沙入河量估算

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农业工程学报 2015年第10期31卷 142-151页

作者：杜鹤强薛娴王涛邓晓红中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000

为缓解宁(宁夏)蒙(内蒙古)河段的淤积问题,需要对该河段风蚀灾害和风沙入黄量的时空变化进行研究。该文选取综合风蚀模拟系统(integrated wind-erosion modeling system,IWEMS)和修订版风蚀方程(revised wind erosion equation,RWEQ)对1... 详细信息

为缓解宁(宁夏)蒙(内蒙古)河段的淤积问题,需要对该河段风蚀灾害和风沙入黄量的时空变化进行研究。该文选取综合风蚀模拟系统(integrated wind-erosion modeling system,IWEMS)和修订版风蚀方程(revised wind erosion equation,RWEQ)对1986-2013年黄河宁蒙河段风蚀模数进行了估算,并结合风沙输移方程,对不同河段的风沙入黄量进行了计算。发现宁蒙河段的风蚀灾害主要发生在乌兰布和沙漠、库布奇沙漠和河东沙地等沙漠区域。自1986年以来河东沙地的风蚀模数逐渐降低,而乌兰布和沙漠的风蚀模数则逐渐凸显,成为宁蒙河段风蚀最严重的区域。1986-2013年间,整个宁蒙河段受风蚀灾害的面积逐渐减小,平均风蚀模数迅速下降,线性拟合函数斜率高达-182.81。风沙入黄量结果显示,石嘴山—巴彦高勒段的年均风沙入黄量最大,高达9.31×106 t/a;下河沿—青铜峡段最小,其值仅为7.6×105 t/a。另外,除石嘴山—巴彦高勒段之外,其余河段风沙入黄量并未呈现出明显的减小趋势。通过对宁蒙河段气象和土地利用数据的分析,发现宁蒙河段的风蚀模数的变化主要受气候条件的影响。该研究结果可为解决黄河淤积问题、完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。

关键词：沙侵蚀土地利用气候变化

陆面数据同化方法在绿洲农田土壤温湿度模拟中的应用

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农业工程学报 2010年第7期26卷 60-65页

作者：文莉娟吕世华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000

为准确预测绿洲农田土壤水分的变化以利于合理分配有限的水资源,该文利用耦合于中尺度大气数值模式MM5和WRF中的NoahLsm与集合卡尔曼滤波方法建立了一维的陆面数据同化系统,将其应用到绿洲农田土壤的水热模拟研究。模拟结果表明:在陆面... 详细信息

为准确预测绿洲农田土壤水分的变化以利于合理分配有限的水资源,该文利用耦合于中尺度大气数值模式MM5和WRF中的NoahLsm与集合卡尔曼滤波方法建立了一维的陆面数据同化系统,将其应用到绿洲农田土壤的水热模拟研究。模拟结果表明:在陆面数据同化系统中同化土壤湿度后,不仅提高了绿洲农田土壤湿度的模拟精度,还可在一定程度上提高土壤温度和潜热的模拟性能;在同化土壤湿度的基础上进一步同化土壤温度,可显著提高绿洲农田土壤温度的模拟精度。若将研究结果进一步应用到中尺度大气数值模式MM5和WRF,可以较好地监测大面积的土壤温湿度变化以便做出合理的水资源调配。

关键词：水资源土壤湿度温度绿洲农田陆面同化