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关键词 相对湿度;降水日数;风速;青海海东;1961―2015年
中图分类号 P426.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)08-0224-03
Analysis on Spatial and Temporal Change Characteristics of Relative Humidity in Haidong City from 1961 to 2015
PEI Yu-fang 1 ZHANG Qi-fa 1 QI Dong-lin 2 ZHANG Bei-bei 3
(1 Minhe Meteorological Bureau in Qinghai Province,Minhe Qinghai 810801; 2 Qinghai Institute of Meteorological Science;
3 Haibei Meteorological Bureau)
Abstract In order to reveal the change rule of the relative humidity in Haidong City,by using linear regression analysis,partial correlation analysis and M-K test,the relative humidity data of 5 stations in Haidong City during 1961-2015 were studied in this paper.The results showed that the monthly change of relative humidity was an unimodal curve,the maximum relative humidity appeared in September,and the minimum relative humidity appeared in January.The relative humidity of summer and autumn were bigger,and the relative humidity of spring and winter were smaller.In recent 55 years,annual and seasonal changes of relative humidity showed the decline trend with fluctuation,the relative humidity of year,spring and winter declined significantly,as well as the average relative humidity of March to April and July.The relative humidity was negatively correlated with temperature and wind speed,and was positively correlated with precipitation days.
Key words relative humidity;precipitation days;wind speed;Haidong Qinghai;1961-2015摘要 为揭示海东市空气相对湿度的变化规律,利用线性回归分析、偏相关分析以及M-K检验法对1961―2015年海东市5个站点的相对湿度资料进行了研究。结果表明,相对湿度的年内变化曲线呈单峰型,相对湿度的最大值出现在9月,最小值出现在1月,夏季、秋季的相对湿度较大,而春季、冬季的相对湿度较小;近55年来,年和四季平均相对湿度呈现波动下降的特点,年、春季和夏季下降趋势显著,3―4月和7月平均相对湿度下降显著;相对湿度的变化与温度和风速变化成负相关关系,与降水日数变化成正相关关系。
关键词 相对湿度;降水日数;风速;青海海东;1961―2015年
中图分类号 P426.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)08-0224-03
Analysis on Spatial and Temporal Change Characteristics of Relative Humidity in Haidong City from 1961 to 2015
PEI Yu-fang 1 ZHANG Qi-fa 1 QI Dong-lin 2 ZHANG Bei-bei 3
(1 Minhe Meteorological Bureau in Qinghai Province,Minhe Qinghai 810801; 2 Qinghai Institute of Meteorological Science;
3 Haibei Meteorological Bureau)
Abstract In order to reveal the change rule of the relative humidity in Haidong City,by using linear regression analysis,partial correlation analysis and M-K test,the relative humidity data of 5 stations in Haidong City during 1961-2015 were studied in this paper.The results showed that the monthly change of relative humidity was an unimodal curve,the maximum relative humidity appeared in September,and the minimum relative humidity appeared in January.The relative humidity of summer and autumn were bigger,and the relative humidity of spring and winter were smaller.In recent 55 years,annual and seasonal changes of relative humidity showed the decline trend with fluctuation,the relative humidity of year,spring and winter declined significantly,as well as the average relative humidity of March to April and July.The relative humidity was negatively correlated with temperature and wind speed,and was positively correlated with precipitation days.
Key words relative humidity;precipitation days;wind speed;Haidong Qinghai;1961-2015
空气相对湿度是表示空气中水汽距离饱和程度的物理量,其直接影响当地生态系统中动植物的生长,对人们的生产、生活也有影响。空气相对湿度的变化受多种因素影响,如地形、云量、风、环流形势、降水等[1-2]。研究表明,随着各地气候变暖,相对湿度也出现了变化,且不同地区呈现明显差异[3-5]。王遵娅等[3]分析了我国1951―2000年地面相对湿度的长期变化趋势,发现青藏高原和西北地区相对湿度存在明显的上升趋势,而在东北地区则表现出显著的下降趋势。Song等[4]分析了中国东部地区相对湿度的长期变化趋势,发现近半个世纪以来,华北、东北地区相对湿度呈现下降趋势。马 悦等[5]分析了1962―2012年中国东部地区冬夏季相对湿度均值、变率和变化趋势,并讨论了相对湿度与降水的空间耦合关系。
为了解青海省海东市相对湿度变化特征及其与相关气象因子变化的关系,用近55年平均相对湿度、降水、平均气温、日照时数、平均风速等资料进行分析,以期通过对海东市相对湿度气候因子变化规律的研究,分析其对人类生产生活及生态系统的影响,探索生态脆弱区抗旱减灾的途径[6]。
1 数据与方法
1.1 数据来源
以青海省东部干旱区农业区为研究区域,选取民和、乐都、循化、化隆、互助5个气象台站1961―2015年逐日相对湿度、气温、降水和风速的观测资料。以5个气象站的平均值代表该地区的气候状况。四季划分:12月至次年2月为冬季,3―5月为春季,6―8月为夏季,9―11月为秋季。
1.2 研究方法
将各气象要素数据进行处理,生成年、季、月序列。采用一元线性回归法对海东市1961―2015年相对湿度的变化趋势进行分析;采用Mann-Kendall趋势检验法对其长期变化趋势进行显著性检验;采用偏相关分析法分析相对湿度与气象因子的相关性。
2 结果与分析
2.1 相对湿度的月际和季节变化特征
分析海东市逐月相对湿度发现,海东市相对湿度年变化曲线呈单峰型,各地相对湿度1―4月变化平缓,4月后开始逐渐增加,9月达到最大,之后逐渐减小,最小值出现在1月,见图1(a)。6―10月(夏半年)月平均相对湿度在61%~72%之间,因为此阶段海东地区受副热带高压西北侧的西南暖湿气流影响,处于西太平洋副热带高压边缘,形成高温而湿润的特点;11月到次年5月(冬半年)月平均相对湿度在46%~57%之间,因为此阶段海东地区受北方干冷气团控制,形成低温干燥的特点。以上说明海东市气候特征为雨热同季、温湿同步。由图1(b)可见,海东市相对湿度季节变化特征明@:夏季相对湿度最大,为66.0%;秋季次之,为65.6%;春季为51.3%;冬季最小,为48.4%。
2.2 相对湿度的时间变化趋势
由图2(a)可见,近55年海东市年平均相对湿度变化总体呈显著减少趋势,变化速率为-0.7%/10年。多年平均相对湿度为57.8%,最大值出现在1967年(63.4%),最小值出现在2013年(50.7%),两者相差12.7个百分点。由六阶拟合曲线可知,20世纪60年代初期相对湿度下降,后期小幅上升,70―90年代相对湿度波动变化,进入21世纪以来相对湿度急剧下降。相对湿度在年代变化中整体呈下降―上升―下降的交替波动变化,目前相对湿度处于减少阶段。
海东市年平均相对湿度M-K突变检测显示,相对湿度的正反序列曲线在置信度区间内存在1个交叉点,出现在2008―2009年,表明海东市在2008―2009年之间发生突变,见图2(f)。
由图2(b)(c)(d)(e)可知,各季节相对湿度均呈减小趋势,春季、夏季、秋季、冬季的递减率分别为1.284%/10年、0.824%/10年、0.532%/10年、0.06%/10年,春季、夏季通过0.05以上的显著性检验,其中春季相对湿度减小幅度最大,夏季、秋季次之,冬季最小。
除1月外其他月份平均相对湿度线性趋势均呈减小趋势,递减率在0.10%/10年至1.61%/10年之间,其中3月、4月和7月递减率分别为1.33%/10年、1.61%/10年和1.13%/10年,均达到0.05以上显著检验水平(表1)。
如表2所示,55年来,全年和四季相对湿度的年代际变化各不相同。总体来说,全年和四季相对湿度年代际间波动性变化不大。全年,20世纪60―70年代与多年平均值持平,80―90年代为正距平,进入21世纪00年代为负距平,其中70―80年代相对湿度偏大最为明显,较平均值偏大1%,减少量最明显的年代是21世纪00年代,比平均值异常偏小2%;春季,20世纪60―90年代为正距平,21世纪00年代为负距平。其中80年代相对湿度偏大最为明显,较平均值偏大2%,21世纪00年代比平均值异常偏小3%;夏季,60年代和21世纪00年代为负距平,70―90年代为正距平,其中80年代相对湿度偏大最为明显,较平均值偏大3%,21世纪00年代比平均值异常偏小3%;秋季,60年代为正距平,70年代到21世纪00年代与多年平均值持平;冬季,60年代为负距平,90年代为正距平,70―80年代和21世纪00年代与多年平均值持平。
2.3 相对湿度的空间变化
根据多年相对湿度和其变化率的空间分布(图3),海东市各站平均相对湿度和其变化率在空间上存在差异,整体呈现自西北到东南逐渐递减的规律,平均相对湿度和其变化率的低值中心在循化站,分别为53%/10年和-0.20%/10年,平均相对湿度和其变化率的高值中心在互助站,分别为63%/10年和-1.26%/10年。相对湿度变化率的分布与多年平均相对湿度分布具有一致性,相对湿度大(小)的地区相对湿度变化率绝对值也大(小)。
2.4 相对湿度与气象因子的偏相关分析
偏相关分析是指当2个变量同时与第3个变量相关时,将第3个变量的影响剔除,只分析另外2个变量之间相关程度的过程。已有的大量研究显示,相对湿度可以与多个气象因子之间同时发生相关关系。因此,偏相关分析的结果既可能较为全面地揭示出在综合气象条件下大气环境要素与逐个气象因子之间的相关关系,其分析结果也更接近于实际。由相对湿度与同期的平均气温、日照时数、平均风速、降水量和降水日数5个气象要素的偏相关分析结果(表3)可见,从全年影响来看,相对湿度与降水量、降水日数和日照时数偏相关系数为正值,而与平均气温、平均风速间偏相关系数为负值,其中与平均气温和平均风速之间存在较为明显的负相关性,与降水日数之间存在显著的正相关性。以上说明在一定气象条件下,空气中相对湿度水平较为显著地受制于平均气温、风速和降水日数3个气象因子,大庵衅骄气温和风速增高会导致相对湿度降低,而降水日数增加导致相对湿度增高。从各季节来看,影响相对湿度的气象因子略有不同,冬季、夏季的主要气象因子与年的大致相同,春季主要影响因子为平均气温和降水日数,秋季为降水日数、降水量和平均风速。
3 结论
(1)海东市相对湿度的年变化曲线呈单峰型,相对湿度的最大值出现在9月,最小值出现在1月;夏季、秋季的相对湿度较大,而春季、冬季的相对湿度较小。
(2)近55年,年和四季平均相对湿度在波动中下降,年、春季和夏季下降趋势显著,3―4月和7月平均相对湿度下降显著。
(3)影响相对湿度变化的主要因子是平均气温、平均风速和降水日数,相对湿度的变化与温度、风速变化成负相关关系,与降水日数变化成正相关关系。
4 参考文献
[1] 倪慧,杨雪艳.长春市空气相对湿度的气候特征分析[J].吉林气象,2001(3):12-13.
[2] 杨景,唐建军.乌鲁木齐地区相对湿度的气候分析及预报[J].新疆气象,2000(2):6-8.
[3] 王遵娅,丁一汇,何金海,等.近50年来中国气候变化特征的再分析[J].气象学报,2004,62(2):228-236.
[4] SONG Y F,LIU Y J,DING Y H.A study of surface humidity changes in China during the recent 50 years[J].Acta Meteorologica Sillica,2012,26(5):541-553.
关键词:大气温度相对湿度;喷氨量;分析
中图分类号:X511 文献标识码:A
某厂机组配置为:燃机是西门子SGT5-2000E、余热锅炉是光华锅炉UG-SCC5-2000E-R、汽轮机是上汽LZCB81-7.8/0.65/0.3型,机组为“一拖一”分轴布置。余热锅炉在模块2和模块3直接布置了SCR脱硝反应装置,在大于280℃的环境中通过喷氨来降低NOx的排放。由于机组绝大多数运行期间,燃机燃烧均处于预混模式,下面我们将主要研究燃机预混模式下,大气温度和相对湿度对于余热锅炉喷氨量的影响。
一、余热锅炉SCR脱硝反应器的反应过程
蒸汽-燃气联合循环机组中余热锅炉SCR脱硝反应器中主要过程如图1所示。
在SCR脱硝反应器里的反应主要是依据如下原理进行的:
1.在有氧环境里NH3与烟气中的NOx的反应为:
4NO+4NH34N2+6H2O
2NO2+4NH3+O23N2+6H2O
2.在上述反应中NO和NH3还有一个副反应,会生产N2O这种温室气体,反应如下:
4NO+4NH3+3O24N2O+6H2O
3.若NO/NH3
2NH3+3/2O2N2+3H2O
2NH3+2O2N2O+3H2O
2NH3+5/2O22NO+3H2O
由此我们可以看出SCR反应器里的氧化还原反应是复杂的,如果控制不好将会造成氨资源的大量浪费,同时还可能产生较多的污染气体,使得脱硝工作得不偿失。
二、大气温度和相对湿度变化同余热锅炉喷氨量的关系分析
1.由于北京地区四季分明,春夏秋冬四季具有很强的季候特点,其中春天大气温度低、相对湿度高(取五一左右天气);夏季大气温度高、相对湿度高;秋季大气温度高、相对湿度低;冬季大气温度低、相对湿度低。我们可以通过对这4种情况的分析得出大气温度和相对的湿度变化对余热锅炉喷氨量的影响。
2.在燃气机组在预混模式运行期间机组各种参数趋于稳定,在诸多参数的调整上具有很好的便利性。目前北京地区燃气机组氮氧化物排放指标要求为小于30mg/Nm3,各单位若控制在15mg/Nm3以下排污费减半,所以各单位控制NOx折算值小于15mg/Nm3。在机组运行期间SCR后的NOx测量值和折算值都要求小于15mg/Nm3。
3.春季(取五一左右天气)期间机组运行的参数分析
3.1 春气机组低负荷运行
我们可从图2看出,所有工况SCR入口烟气温度大于280℃,能够满足NOx反应要求,且NOx的排放满足小于15mg/Nm3 要求,随着大气温度的上升机组喷氨量逐渐上升、大气温度的下降机组喷氨量下降。在03∶00大气湿度的快速下降后喷氨量没有05∶00后增长速度快,证明大气相对湿度对喷氨量有着逆向作用。
3.2 春气机组高负荷运行
我们可从图3看出,所有工况SCR入口烟气温度大于280℃,能够满足NOx反应要求,且NOx的排放满足小于 15mg/Nm3要求,随着大气温度的上升机组喷氨量逐渐上升、大气温度的下降机组喷氨量下降。在整个白天大气相对湿度呈现先下降后上升趋势,余热锅炉喷氨量也在大气相对湿度上升后有明显下降,证明大气相对湿度对喷氨量有着逆向作用。可见:机组负荷的高低不能影响大气温度和湿度对喷氨量的影响趋势。
4.夏季期间机组运行的参数分析
我们可从图4内看出,所有工况SCR入口烟气温度大于280℃,能够满足NOx反应要求,且NOx的排放满足小于 15mg/Nm3要求,随着大气温度的上升机组喷氨量逐渐上升、大气温度的下降机组喷氨量下降。在14∶00以前大气湿度的降低加速了喷氨量的增加,14∶00以后大气湿度的增加很好地减少了喷氨量。
5.秋季期间机组运行的参数分析
我们可从图5内看出,所有工况SCR入口烟气温度大于280℃,能够满足NOx反应要求,且NOx的排放满足小于15mg/Nm3要求,随着大气温度的上升机组喷氨量逐渐上升、大气温度的下降机组喷氨量下降。在14∶00以前大气湿度的降低加速了喷氨量的急速增加,14∶00以后大气湿度的增加很好地减少了喷氨量。
6.冬季期间机组运行的参数分析
我们可从图6内看出,所有工况SCR入口烟气温度大于280℃,能够满足NOx反应要求,且NOx的排放满足小于15mg/Nm3 要求,冬季大气温度和相对湿度变化不大,两者对于喷氨量的影响不能明显看出。
结论
(1)从上我们可以看出在燃气机组负荷不变的情况下,余热锅炉喷氨量随着大气温度的上升而增加,这主要是西门子V94.2型燃机在大气温度增加后燃机燃烧温度会有小幅增加,众所周知,随着燃烧温度的上升燃机热力性NOx生成量增加,使得余热锅炉增加喷氨量来维持C2*小于15mg/Nm3。
(2)在燃机负荷不变的情况下,大气相对湿度的增加和降低能够对喷氨量有着较大的逆向影响,这主要是由于大气相对湿度的增加客观上降低了空气的比容、降低了燃机燃烧温度,从而减少了NOx的生产,达到了减少余热锅炉喷氨量的效果,反之则反。
(3)上述两点告诉我们燃机在预混模式下运行,我们需要监视大气温度和相对湿度的变化,季节性的调整喷氨量能够指导我们在天气骤变的情况下如何调整余热锅炉喷氨量,譬如突然的将水导致大气相对湿度大幅上升;雨后的大风会使得大气相对湿度大幅下降等等。有了上述的解释,我们就能够在机组调整的时候做到心里有数、游刃有余。
关键词:大气能见度;气象要素;空气污染;相关分析;大连
中图分类号:[R122.7]
大气能见度是一个重要的气象要素,它的好坏与海陆空交通及人们的日常生活密切相关。但是,随着工业经济的发展和人口的高度密集,人类活动释放的各种大气污染物使得城市的大气能见度呈下降趋势:在欧洲的边远地区好的能见度一般认为有40~50 km,但在城市地区却小得多,人类活动是造成能见度下降的主要原因。近年来台湾中部地区由于大气污染物的作用城市能见度也显著地降低了,城市能见度年平均约为8~10 km,而边远地区能见度约为25~30 km。河北省11个城市的大气能见度在1960―2012年间由于空气污染均显著下降,夏季下降的幅度最大。
引起大气能见度下降的主要原因是大气污染,其中大气颗粒物特别是细颗粒物是造成能见度下降的主要原因,且与颗粒物的成分也有关系,硫酸根和硝酸根是引起能见度下降的最主要的离子。此外,城市大气能见度还与湿度、风速、风向等气象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系。
大连近些年能见度恶化事件越来越多,这种因能见度下降而引起的灰霾现象(能见度小于10 km,相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化的天气现象确定为霾)日趋严重,已经成为一种新的灾害性天气。因此,分析大连大气能见度的变化规律,探讨能见度与颗粒物和其它气态污染物以及能见度与气象要素之间的关系,对改善大连大气能见度,减少灰霾天气有重要意义。
1 资料来源
本文所用数据为:2011―2013年大连市庙西地面气象观测台的地面常规观测资料,包括每日02、08、14、20时4次定时观测的水平能见度、风速、地面气压和地面温度、相对湿度等气象要素日均值。
2 结果与讨论
2.1 大连大气能见度的特征分析
2.1.1 能见度的基本描述统计
分别以4、7、10、1月代表春、夏、秋、冬季分析四季中大气能见度的日变化特征,将2011―2013年的4、7、10、1月的日平均能见度取平均值进行分析。每日4次观测资料日变化统计结果
大连市大气能见度日变化明显,早晨08时能见度最差(平均为11.8 km),中午时逐渐变好,午后14时最好(平均为15.1 km),下午至夜晚又逐渐变坏。这与北京地区的大气能见度的日变化特征相同[4]。主要是因为早晨和夜间大气层结较为稳定,近地气层内常有逆温出现,抑制了低层空气中气溶胶粒子向上输送,导致夜间和早晨能见度下降;而日出之后,随着太阳辐射加强,空气湿度减少,逆温逐渐抬升而消失,大气垂直交换加强,而且午后地面风速一般较大,空气污染物容易扩散,因此午后大气能见度通常是一日之中最好的时段。
2.1.3 能见度的月、季、年变化
大气能见度日均值(为2011―2013年的3年平均值)逐月变化图,能见度的最大值出现在7月,为14.4 km,而最小值则出现在4月,为10.8 km。总的来看,能见度日均值的逐月差异不大。从能见度日均值的季节变化来看(下页图4),夏、秋季能见度较高,以秋季的能见度最高,平均为14.0 km,春、冬季能见度较低,以春季的能见度最低,平均只有11.4 km。这是由于夏季大气对流运动强,垂直方向上的空气交换速度快,因此大气能见度好;而春季的大气对流运动弱,垂直方向上的空气交换慢,大气能见度因而较差。
从能见度日均值的年际变化图来看,从2011至2013年,能见度年均值呈明显的下降趋势。
以上能见度特征分析可看出,大连市大气能见度存在较明显的年、季、日变化,年均值为12~14 km,并呈现出逐年下降趋势。
2.2 大气能见度与地面气象要素的相关分析
大气能见度与平均风速呈显著正相关关系。风可以使大气中的沙尘和污染物快速扩散,从而使沙尘或烟雾淡化,能见度就会增大;能见度与相对湿度呈显著负相关。空气中水蒸汽较丰富时,容易发生凝结而生成大量的小液滴,从而降低能见度。能见度与地面气压呈极弱的负相关关系,且相关性不显著;与温度呈弱的正相关,相关性也不显著,表明气压和温度对能见度的影响很小。
在不受其它因素影响的情况下,风速与大气能见度呈显著正相关;而相对湿度、温度和气压与能见度呈负相关,其中相对湿度和气压的相关性达到显著水平;相对湿度与能见度的偏相关系数较大,表明相对湿度能够使能见度显著降低,温度和气压对降低能见度的贡献很小。能见度与风速的正相关性以及与相对湿度的负相关性曾有过报道。
以上相关分析结果表明在气象要素中,相对湿度和平均风速对大气能见度的影响较大,而地面气压和气温对能见度的影响较小。
3 结论
(1)大连市大气能见度明显的逐年下降趋势。日、季变化特征明显,一年之中,春季能见度最低,秋季能见度最高。
(2)能见度与平均风速呈显著正相关,与相对湿度呈显著强负相关;与温度和气压的相关关系极弱。
气象条件和空气污染程度对城市大气能见度的影响很大,其中空气污染物对能见度的影响较为复杂,其影响机制究竟如何,这有待于今后进一步的研究。
参考文献:
[1] 范引琪, 李二杰, 范增禄. 河北省1960―2002年城市大气能见度的变化趋势[J]. 大气科学, 2005, 29(4): 526-535.
1 光
1.1 日光温室内的光分布
1.1.1垂直方向。高处较强,向下逐渐递减,近地面最弱。
1.1.2.水平方向。室内不同位置的水平照度比较均匀,只是由于温室及作物本身的遮阴导致光照分布不均。
1.2 光照调控
1.2.1增加光照
一是在地面上铺盖反光地膜;二是在设施的内墙面张挂反光薄膜;三是将温室的内墙面及立柱表面涂成白色。
1.2.2补充光照
一般用补光灯,主要有白炽灯、日光灯、高压水银灯以及钠光灯等。
1.2.3光照遮阴
遮荫的方法以遮阳网的综合效果为最好。
2 温度
2.1 温室内温度变化
2.1.1气温日变化。温室内的最高温度值一般出现在13:00~14:00时,最低温度值出现在上午日出前或保温覆盖物揭起前。
2.1.2地温日变化。最高地温一般比最高气温晚出现2小时左右,最低地温值较最低气温也晚出现2小时左右。地温的变化幅度比较小,特别是夜间的地温下降幅度比较小。
2.1.3地温与气温。设施内的气温与地温表现为互利关系,即气温升高时,土壤从空气中吸收热量,地温升高;当气温下降时,土壤即向空气中放热来保持气温。
2.2 温度调控
2.2.1保温
2.2.1.1后墙培土。后墙厚度大于当地最大冻土层的2倍。
2.2.1.2挖防寒沟。
2.2.1.3减少缝隙散热。
2.2.1.4多层覆盖
主要有塑料薄膜、草苫、纸被、无纺布等,一般采用一层棉被,一层草苫覆盖为最佳。
2.2.2蓄热
通过蓄热达到保温也是冬季日光温室经常采用的措施。
2.2.2.1利用贮水池蓄热。
2.2.2.2应用秸秆反应堆技术,覆盖透光率较高的无滴地膜,有效提高地温。
2.2.2.3合理浇水。低温期应于晴天上午浇水,不在阴雪天及下午浇水。
2.2.3增温
2.2.3.1增加光照,提高棚温。
2.2.3.2熏烟。在寒流到来之前,在设施周围点火熏烟,可以减少棚内热量损失。
2.2.3.3人工加温。可利用炉火、热风炉、电热加温器等增温。
2.2.4降温措施
2.2.4.1通风散热。通过开启通风口及门等,散发出热空气,同时让外部的冷空气进入设施内,使温度下降。
2.2.4.2遮荫。
3 湿度
3.1 日光温室内湿度日变化
3.1.1空气湿度变化
空气相对湿度最高值出现在上午设施升温前,不通风时相对湿度通常在95%以上,中午当气温达最大值时,空气相对湿度降到最低值,一般在75%左右。
白天随着温度的升高,空气相对湿度值减小,到中午时,相对湿度值降到一日中的最低值;而夜间的相对湿度值则由于温度的下降而增大。空气的绝对湿度变化则和气温的变化规律基本一致,白天随着气温的升高,绝对湿度值也升高,到中午时达到最大值;夜间则由于气温的下降,空气的容水能力减弱,空气中大量的水蒸气凝聚到薄膜、铁丝、立柱等物体的表面,形成露珠,而使空气中的含水量减少,一般到日出前,空气绝对湿度值下降到最低值。
3.1.2土壤湿度变化
与空气湿度相比较,土壤湿度比较稳定,变化幅度较小。土壤湿度受设施温度、作物生长情况、空气湿度及浇水等的影响较大。低温期土壤湿度容易偏高且变化较小。高温期的变化较大。设施内各部位的土壤湿度因地温分布上的不同而异。
3.2 湿度调控
3.2.1空气湿度调控
3.2.1.1通风排湿。设施的通风排湿效果最佳时间是中午,此时设施内外的空气湿度差异最大,湿气容易排出。其他时间也要在保证温度要求的前提下,尽量延长通风时间。温室排湿时,要特别注意加强以下5个时期的排湿:浇水后的2~3天内、叶面追肥和喷药后的1~2天内、阴雨(雪)天、日落前后的数小时内(相对湿度大;降湿效果明显)和早春(温室蔬菜的发病高峰期,应加强排湿)。
通风排湿时要求均匀排湿,避免出现通风死角。一般高温期间温室的通风量较大,各部位间的通风排湿效果差异较小,而低温期间则由于通风不足,容易出现通风死角。
3.2.1.2减少地面水蒸发。覆盖地膜,在地膜下起垄或开沟浇水。浇水后几天内,应升高温度,保持32℃~35℃的高温,加快地面的水分蒸发,降低地表湿度。不适合覆盖地膜的设施以及育苗床,在浇水后应向畦面撒干土压湿。
3.2.1.3合理使用农药和叶面肥。低温期,设施内尽量采用烟雾法或粉尘法使用农药,不用或少用叶面喷雾法;叶面追肥以及喷洒农药应选在晴暖天的上午10时后、下午3时前进行,保证在日落前留有一定的时间进行通风排湿。
3.2.1.4排除薄膜表面流水。常用方法是在温室的前柱南面拉一道高30~40厘米的薄膜,薄膜的下边向上折起压到南边的薄膜上,两道膜构成一排水槽,水槽西高东低,便于流水。水槽的东口与塑料管相连接,用水管把水引到温室外。
3.2.1.5减少薄膜表面的聚水量
(1)选用无滴膜。若选用普通薄膜时,应定期做消雾处理。
(2)保持薄膜表面排水流畅。薄膜松弛或起皱时应及时拉紧、拉平。
3.2.1.6升温降湿,个别果菜类当植株长到具有抵抗力时,浇水比棚升温达到30℃左右时持续1小时,再通风排湿,3~4小时后棚温25℃时可重复一次。此方法即可满足植株对温度的需要,又可降低空气的湿度。
3.2.2土壤湿度调控
主要是保持适宜的土壤湿度,防止湿度长时间过高。
3.2.2.1用高垄栽培增加地面水分的蒸发量。
关键词:森林火灾;森林气候因子;森林防火
森林火灾是一种失去人为控制的森林燃烧现象,大火在森林中到处蔓延,不受控制,会损毁森林资源,并给人类的经济活动造成不利影响。气候是大气长期作用的表现,是热量以及水分综合作用的结果,在林区,森林气候因子与森林火灾的发生紧密相关,在很大程度上决定了火灾持续时间的长短以及火灾的严重程度,还可以决定可燃烧物的数量,因此,根据气象数据来确定森林火险等级,提前做好防火是十分必要的。
1 与森林防火密切相关的森林气候因子
森林气候因子与森林火险等级的确定以及森林火灾的预防和控制具有密切的联系,风、温度、湿度、降水以及综合气候因子等对森林火灾的影响最为明显。其中,风能是因为太阳辐射能量在地面分布不均造成温度不均,产生水平气压梯度力推动空气移动而形成的,风对森林火灾的形成以及发展影响巨大,是最重要的森林气候因子;大气温度由太阳短波辐射以及地面长波辐射度决定,是影响森林中可燃物发生燃烧以及林火蔓延的重要气候因子;湿度一般是指林区的相对湿度,用大气中水蒸气的饱和程度的百分比来表示,是影响森林火灾的重要气候因子;降水能够直接改变森林可燃物的湿度,可以使森林中的杂草、林木以及地被物的燃烧性,如果林区经常下雨,即便是处于防火紧张期,也能够大大降低森林火灾的发生率;综合气候因子可以对森林火灾进行预报,可以综合风、温度等因子的影响对森林防火进行指导,黑龙江省森保所就提出要以每天13时的气温和相对湿度来预侧森林火险,以实效湿度和最大风速判断森林火灾的蔓延速度[1]。
2 各种森林气候因子对森林防火的影响
2.1 风对森林防火的影响
风可以加速森林中的水分蒸发和空气流动,改变森林中的温度以及水分状况,使可燃物变得干燥,在风大草木干的情况下,林中的湿度会明显降低,导致森林火险等级的提升,同时,风还能够加强火场的热辐射,诱发新的火灾,使小火能够迅速蔓延成大火。扑灭森林火灾之后,隐火有可能存在,风能够促进空气交换,带来充足的氧气,为隐火复燃创造条件。林区风力过大,会不断加强树木的蒸腾作用,导致林木失水过多无法正常进行光合作用,变得干枯萎蔫,在这种状态下,地表火很可能会转为树冠火。如果森林中风速过大,导致林木倒折,就会增加森林中可燃物的数量,同时,风向还会影响林火的蔓延方向,因此,森林防火工作中要特别注意风因子的存在。
2.2 温度对森林防火的影响
天气炎热,气温升高可以提高森林中燃烧物的温度,增加森林火灾的发生几率,而在寒冷温度较低的时候,森林燃烧物的温度会降低,森林火灾的发生几率也会相应降低。同时,大气温度的变化也直接影响着森林中的温度变化,昼夜温度的变化又影响着森林内相对湿度的变化,一般来说,白天的温度高于夜晚,森林内的相对湿度就比夜晚要低,因此,白天更容易发生森林火灾,火灾发生蔓延的速度也比较快。相关统计资料显示,在东北地区,月平均气温在-10℃时不发生火灾,0℃~10℃之间时,森林火灾的发生次数最多,火险等级也越高,11℃~20℃之间时,森林火灾的发生次数逐渐减少,火险等级也逐渐降低,20℃时因为林木绿叶满枝也通常不发生火灾。调查还显示,10~16时是森林火灾集中发生的阶段,火灾发生率高达七成,夜晚以及凌晨十分,由于林内温度比较低,相对湿度比较大,森立火灾比较难以发生,就算是发生了火灾,也难以大范围蔓延,因此,温度是影响森林火灾的重要气候因子,是进行森林火险等级预报的重要因子[2]。
2.3 湿度对森林火灾的影响
森林中早晚的相对湿度差别很大。白天由于太阳照射,水分蒸发,相对湿度比较低,森林中可燃烧物的水分蒸发比较迅速,因此火灾的发生几率比较高。在很久以前,就有人使用相对湿度来预报森林火灾的发生,当相对湿度大于75%时不会发生火灾,小于55%时容易发生火灾,而小于30%容易发生特大火灾,因此,湿度能够直接影响森林火灾的发生和发展,是很重要的气候因子。
2.4 降水对森林防火的影响
降水可以湿润地面,增加枯枝落叶层的含水量,增加林内的相对湿度,使可燃烧物内部的水分增加,可以消除火灾危险并帮助灭火。在降水量多的季节,即便温度很高,森林火灾的发生率也很小,而干早少雨的季节则是森林火灾的高发期。
在森林气候因子中,风、温度、湿度以及降水等对森林火灾的发生和发展有着十分重要的影响,这些因子往往还会相互作用产生综合气候因子。评估某一林区的气温、降水量等综合影响,可以对森林的燃烧性做出判断,确定森林火险等级,因此,防火工作的开展要在深入分析这些气候因子与森林火灾之间关系的基础上进行,及时掌握气候因子的变化可以提前做好应对措施,预防森林火灾的发生。
参考文献
云南省昆明市寻甸县中医医院内二科,云南寻甸 655200
[摘要] 目的 探讨患者出现慢性阻塞性肺疾病(COPD)同气候因素之间的相关性。方法 对我院2008年1月—2011年12月共4年收治COPD患者的例数进行统计,并对同期的月平均气温、平均气压以及平均相对湿度等气象因素进行收集,将每月COPD患者的住院例数同三个气象因素之间的灰色关联进行分析。结果 COPD患者住院人数最多月份是4~6月份;每月平均气温、气压以及相对湿度同COPD患者的住院例数之间的灰色关联系数分别为0.682、0.643、0.607。结论 气候变化同COPD患者的发病具有紧密的相关性,患者的发病高峰期为春夏之交和冬季,患者要做好保暖、增强体质,从而降低发病率。
[
关键词 ] 慢性阻塞性肺疾病;气候因素;相关性
[中图分类号] R563.9
[文献标识码] A
[文章编号] 1672-5654(2014)11(b)-0167-02
[作者简介] 李亚琳(1976-),女,云南昆明,主治医师,本科学历,主要从事消化内科工作。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是临床的常见病,对人们的生命健康造成严重威胁,是流行广泛的全球慢性疾病种类,在45岁以上的中老年群体中,发病率为4%~6%以上,是导致65岁以上人群死亡的重要原因[1]。通过对我国的COPD流行病学进行分析,结果表明我国农村中由呼吸系统疾病导致死亡是患者疾病死亡的首要因素,并且致残率也是比较的高[2]。为了对我县COPD患者的发病情况同气候变化之间的关系进行分析,从而更好的做好COPD的防治工作,本文对2008年1月—2011年12月我院收治COPD患者病例数进行统计,并收集同期气候因素,现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
对我院2008年1月—2011年12月收治COPD患者病例数进行统计,诊断标准使用COPD的诊断标准[3]。收集资料真实有效,依据国际疾病分类标准,收集慢性支气管炎患者491例,其中267例男性,224例女性,患者年龄段是5~74岁,平均年龄为56.7岁;收集肺气肿患者492例,其中282例男性,210例女性,患者年龄段是9~68岁,平均年龄为52.3岁;收集哮喘患者493例,其中275例男性,218例女性,患者年龄段是12~77岁,平均年龄为58.6岁。排除其他肺部疾病患者。
1.2气象资料
收集我县2008年1月—2011年12月每月平均气温、气压、以及相对湿度等气象资料。
1.3分析方法
对本次分析所涉及到的相关数据资料进行统计时需要使用到spss 17软件,使用χ2对计数资料进行检验,通过Excel 2007进行统计和分析,存在明显差异,具备统计学意义(P<0.05)。
2结果
2.1 COPD的发病情况
我院2008年1月—2011年12月共收治COPD患者1773例,其中1171例男性患者,占到66.1%,602例女性患者,占33.9%;2008,2009,2010,2011年的住院病例数分别为435例,460例,450例,428例。
2.2 COPD患者住院情况同月份和季节的关系
春季为1~3月,夏季为4~6月,秋季为7~9月,冬季为10~12月,统计结果显示,COPD患者在夏季(4~6月份)的住院人数高于其他三个季节,每年的4月份是发病的高峰期,其次冬季发病率比较高。见表1。
2.3 COPD发病情况同气象因素之间的关系
对表2分析得出:COPD患者从每年3月份开始发病人数逐渐增多,到6月份发病人数仍然较高。发病人数在7~8月份逐渐下降,到10月份又出现回升。气象资料结果为,平均相对湿度最高的为3~6月份,平均气温也逐渐上升,而平均温度从10~12月份起逐渐下降,并且相对湿度是1年中比较低的季节。对1~2月份的气象资料进行分析得出,其平均气温是1年中最低的,相对湿度也比较低,但COPD住院人数不高,见表2。
2.4相关分析
通过灰色关联分析[4]将COPD患者4年中每个月的患病人数与同时期的平均相对湿度、平均气压以及平均气温等联系在一起。经过计算,COPD患者4年中每个月的患病人数与同时期的平均相对湿度、平均气压以及平均气温等之间存在的灰色关联系数如下:r13=0.607,r12=0.643,r11=0.682;由于相关系数依次递减,因此就可以看出,影响COPD患者最大的气象因素是平均气温,其次是平均气压,最后才是平均相对湿度,详细情况见表3和4。
3讨论
COPD的发病特点是发作反复以及病情逐渐加重。临床研究报道[5],COPD的多发季节为冬春季节。每年3~6月份,气温出现回升,气压也逐渐升高,由于正处在多雨季节,此时平均相对湿度是1年中最大的,因此3~6月份也是COPD患病人数最多的阶段,2008,2009,2010年这3年中,4月份都是COPD患病人数最多的,主要是因为4月份气温在回升,且早晚气温相差较大,这时雨水较多,平均相对湿度较大,对致病菌的生长繁殖非常有利,COPD患者由于抵抗力比较差容易在外界风寒的影响下导致犯病;导致COPD患者对外界的气候和温差变化不适应导致病情出现复发。与李耀宁[6]等的研究结果基本一致,无明显差异。而在本次研究过程中,笔者发现COPD的发病率与风速、风压之间存在密切关系,风速3.0m/s为一个临界点,>3.0m/s时,发病人数增加,反之则下降;而风压1009hPa为临界点,>1009hPa发病率上升,反之则下降。
秋季是一年中最为舒适的季节,不仅气压、气温符合人类生存的条件,而且相对湿度也较为适宜,因此COPD患病人数最少。随着冬季的来临,温度会下降,且相对湿度也达到一年中最低的时期,空气较为干燥,因此COPD患病人数会有所上升。这就需要COPD患者注意自身保暖,并提高体质,控制感冒,以降低COPD的患病率。根据数据资料发现,1~2月属于1年中气温比较低的月份,并且相对湿度也比较低,但COPD患者的住院人数并不高,分析原因,这段时间一般处在我国1年中最重要的节日—春节期间,因此在春节前后的1~2月份,COPD患者即使病情发作大多也不会选择住院治疗。本次研究结果显示,4年间每月平均气温、平均气压以及平均相对湿度同4年每个月COPD患者的住院人数的灰色关联系数[7-8]分别为:r11=0.682,r12=0.643,r13=0.607,通过分析证明:对患者发病影响最大的气候因素是每月平均气温,其次是每月平均气压,最后是每月平均相对湿度。分析其原因:由于我县月平均气温变化情况同月平均气压以及平均相对湿度变化相比,前者的变化更大,因此对COPD患者的病变影响最大,所以在冬季以及春夏之交COPD患者要做好保暖,并预防疾病,医院同时也要做好相应的调整,将人力资源、治疗设备等向呼吸内科倾斜,从而共同做好COPD的防治工作。
综上所述,在气温变化多端或者是相差较大的时期,要做好疾病的预防工作,并在气压和风速变化多端的季节,适当的增减衣物,从而降低COPD的患病率。
[
参考文献]
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[3]田苹,李绍云,李耀宁,等.气候变化对人类生存环境的影响分析[J].环境保护与循环经济,2009,16(3):157-158.
[4]程显声,徐希胜,张珍祥,等.1992—1999年慢性阻塞性肺疾病、肺心病社区人群综合干预结果[J].中华结核和呼吸杂志,2011,10(8):574-575.
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[6]田苹,李绍云,李耀宁,等.气候变化对人类生存环境的影响分析[J].环境保护与循环经济,2009,16(3):157-158.
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关键词:脑卒中 线性回归模型 数学建模
2012年全国大学生数学建模竞赛C题“脑卒中发病分析及干预”如下:
脑卒中(俗称脑中风)是目前威胁人类生命的严重疾病之一。这种疾病的诱发已经被证实与环境因素,包括气温和湿度之间存在密切的关系。对脑卒中的发病环境因素进行分析,对脑卒中高危人群能够及时采取干预措施,通过数据模型的建立,掌握疾病发病率的规律,对于卫生行政部门和医疗机构合理调配医务力量、改善就诊治疗环境、配置床位和医疗药物等都具有实际的指导意义。
请回答以下问题:其中第二问如下:
1.2 建立数学模型研究脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系。
一、问题分析
由当地气象台提供相应期间当地的逐日气象资料,为总结规律起见,可以将每年作为一个衡量度,对每月进行要素分析,将月均气压、月均最高气压、月均最低气压、月均温度、月均最高温度、月均最低温度、月均相对湿度、月均最低相对湿度等8项要素进行系统的归纳分析。通过构建脑卒中发病率原序列及一阶差分序列、二阶差分序列的均生函数序列来展现其周期变化和趋势变化,通过所有气象因子与脑卒中发病率的相关分析来确定影响后者的主导因子,然后将均生函数序列与主导气象因子共同作用作为预报气象因子组合成一系列子集回归方程。
第一步:将当地气象资料与病例进行统计分析,运用回归分析法将发病率与气象因素进行分析,判断出各种因素对发病率的影响关系。
第二步:建立多元回归方程,并进行了预测检验,得出气象因素与发病率的关系。
二、问题求解
我们根据影响脑卒中发病率的气象因子,建立回归方程,通式为Y=α+bx,α,b为描述待定系数,X表示相关因子,Y表示年度发病人数(发病率)。[2]由相关系数计算公式:
下面以温度对发病的影响为例求解。
综合年温度走势
发病数与平均温度相关系数为r=-0.76814,P
发病数与最高温度相关系数为r=-0.8765P
发病数与最低温度相关系数为r=-0.8007,P
为了检验上式所示因子回归方程效果是否显著,可利用该方程的复相关系数 代入下式
式中N为序列样本,K为自变量个数,经计算可得L值为0.025,可通过α=0.05的显著性检验。
其他如气压、湿度对发病的影响可以类似求解。
参考文献:
[1]谭勇基,数学模型,上海:复旦大学出版社,1997。
关键词:道路绿化 降温增湿 改善
1 研究的目的和意义
城市道路绿化,尤其是行道树的选择历来只是强调遮荫、树姿优美、生长迅速和耐修剪等,但随着社会经济的发展,城市行道树在净化空气、保护环境,调节气候,降低噪音,杀菌滤尘,等许多方面具有重要的作用,已经引起大家的重视。并且随着机动车保有量的增加,街道空气质量日益恶化,道路绿化净化空气的功能逐渐受到关注。哈尔滨市作为黑龙江省的省会,是一个历史悠久的文化名城,在城市建设和改造的过程中,更加重视道路绿化的环境效益。在不同的道路环境下,选择适当的植物和配植方式,使道路绿化不仅能美化道路景观,更能充分发挥其改善道路环境的功能。本研究是在排除了其它因素干扰的情况下,比较了三种不同行道树配置方式对道路区域性空气温湿度的效应,探讨了不同树种不同配置方式在适应和调节环境能力上的差别,为城市行道树系统的优化设计提供科学依据。
2 研究地点与方法
2.1 样地的选择 实验在东北林业大学实验林场大道进行。林场大道宽6m,各个路段的配置形式各不相同,调查的样地选取有代表性的三个类型路段:高郁闭度的道路配置形式,道路两侧均为水曲柳,树冠层分布距地高4-18m左右,道路郁闭度为80%,;中郁闭度的道路配置形式,道路东侧为水曲柳,树冠层分布距地高4-18m左右,道路西侧为廊坊杨,树冠层分布距地高2-7m左右,道路郁闭度为60%;低郁闭度的道路配置形式,道路东侧为云杉3-5m和落叶松8-10m左右,覆盖率约60%,道路西侧为云杉3-5m,道路郁闭度为20%。
2.2 研究方法 测量在没有其他因素干扰的情况下不同道路绿化形式对路面太阳辐射和空气温度、湿度的影响。比较不同绿化形式对降温增湿效应的差异。在三种配置形式的道路上,应用温湿度记录仪和光照强度测量仪测量三种不同配置形式的道路的(道路中央、道路两侧绿带前和两侧林带内两米)的光照强度、空气温度和空气相对湿度。测量均在晴朗无风天进行,2005年9月6日,7日,2006年5月19日,20日,从7:00到18:00每小时记录一次。使用仪器有FLASHLINK温湿度记录仪测量温湿度,温光记录仪测量光照强度。
2.3 数据处理 把测量得到的数据结果,分为三种不同绿化形式下的道路的数据做比较:研究在一天之中,高郁闭度、中郁闭度、低郁闭度绿化形式下的光照强度、空气温度、空气相对湿度的变化情况,以及光照强度、空气温度和空气相对湿度之间的变化关系。以测定的日均光照强度、日均温度和日均空气湿度作为响应变量,以不同行道树配置形式作为因子变量,用SPSS软件作单因子方差分析,分析不同配置形式对道路光照强度、空气温度和相对湿度差异的影响。
3 结果分析
通过研究结果表明:各种配置形式都有减弱光照强度、降低空气温度、增加空气相对湿度的作用,郁闭度越高其减弱光照强度、降低空气温度、增加空气相对湿度的作用越明显。春季郁闭度高的道路的日均光照强度比郁闭度中等的道路低3.7klx,比郁闭度低的道路低6.3klx。秋季郁闭度高的道路的日均光照强度比郁闭度中等的道路低4.3klx,比郁闭度低的道路低10.3klx,春季郁闭度高的道路日均空气温度比郁闭度中等的道路低0.4℃,比郁闭度低的道路低1.4℃。秋季郁闭度高的道路日均空气温度比郁闭度中等的道路低1.4℃,比郁闭度低的道路低2.9℃。春季郁闭度高的道路日均空气相对湿度比郁闭度中等的道路高0.3%,比郁闭度低的道路高0.5%。秋季郁闭度高的道路日均空气相对湿度比郁闭度中等的道路高0.5%,比郁闭度低的道路高1%。通过对所测数据进行方差分析,综合道路中央、道路两侧和两侧林带内的光照强度、空气温度和相对湿度也有显著性差异,说明不同郁闭度对道路光照强度、空气温度和空气相对湿度有显著性影响。
关键词:地铁隧道;环境温度;
中图分类号: U231 文献标识码: A 文章编号:
在地铁长年运营过程中,由于客运量增加、地下水位下降、列车提速、区间隧道壁面的吸热作用逐年减退等原因,导致地铁区间环境温度迅速升高,区间隧道热环境恶化加剧,并最终影响地铁列车的正常运营。因此,有必要进行区间隧道环境温度影响因素分析和建立地铁区间隧道的温度预测模型。
虽然SES、STESS、TEST等软件都具有地铁区间环境温度的预测能力,并且通过模拟也可以在一定程度上来分析各因素对区间隧道环境温度的影响,但是这些都只是建立在理论计算的基础上,存在一定
的局限性,且预测精度比较一般。而本文是基于长期的实测结果来分析地铁区间隧道环境温度的影响因素并建立温度预测模型,能使该模型更具有针对性和符合实际状况,而且具有良好的预测精度。
一、安全文化研究
许多学者进行了维护工作的安全文化研究,但是专门针对地铁维护工作的安全文化研究很少。安全文化可以看作是组织文化的重要组成部分,它将影响工人的健康和安全!TRUDI等学者讨论了在铁路维护工作中不安全行为和消极安全文化的具体事故案例,并采用一种定量的方法来分析影响个人行为和安全文化的主要因素! Oedew ald等学者通过调查间卷,对核电工程维护部门的组织文化进行了详细分析。
二、地铁区间隧道环境温度的影响因素分析
地铁区间隧道热环境受诸多因素的影响。例如:受列车的牵引产热、大气环境、基本设施产热、周围土壤、活塞风等的影响。而地铁区间内的余湿、余热主要是通过区间隧道通风系统进行排除。目前地铁设计大多采用屏蔽门系统,列车运行产热基本都被隔断于区间隧道内。故影响区间环境温度的主要因素有:大气参数、列车数量、运行时间、活塞风井数量、客流量等。考虑到活塞风井的数量己经确定,所以本文主要针对区间隧道环境温度与外界大气温度、大气相对湿度的实测结果和列车数量、客流量的统计结果来分析地铁区间环境温度的主要影响因素。
1. 1外界大气温度对区间隧道环境温度的影响
图1为天津地铁区间隧道的环境温度与外界大气温度随时间的变化曲线。从图1两条曲线的变化趋势可以得到以下结论:
外界大气温度和区间隧道环境温度具有相似的变化趋势,或者可以认为外界大气温度直接影响区间隧道环境温度的变化趋势。以曲线上出现的第一个波峰为例,2011年9月9日,区间隧道环境温度曲线到达图1中所示的第一个极大值点(为31℃),而对应的室外大气温度变化曲线也到达第一个极大值点(为27℃)。
外界大气温度的波动比区间隧道环境温度的波动剧烈得多。以曲线上出现的第一对波峰和波谷为例,2011年10月4日,区间隧道环境温度达到图1中所示的第一个极小值点(为29℃),与9月29日的波峰温度对比存在2℃的温差;而2011年10月4日,外界大气温度也达到第一个极小值点(为18℃ ),与9月29日的波峰温度对比存在9 ℃的温差。
3)外界大气温度与区间隧道环境温度之差,随着外界大气温度的降低而增大,特别是进入冬季以后,外界大气温度急剧下降,而区间隧道环境温度由于土壤的蓄热效应和列车运行等影响,下降幅度并不明显。以2012年2月3日为例,外界平均大气温度为1℃,而区间隧道环境温度却高达17℃ ,两者的温差达到了16℃.
1. 2外界大气相对湿度对区间隧道环境温度的影响
图2天津地铁某站区间隧道环境温度与外界大气相对湿度随时间的变化曲线。从图2的两条曲线的变化趋势可以得到这样的结论:外界大气相对湿度曲线的拐点和区间隧道环境温度曲线的拐点在出现时间上具有一致性。以2011年9月29日为例,由图1可知,地铁区间隧道环境温度达到第一个极大值,而根据图2可以看到,此时外界大气相对湿度也达到第一个极大值(为83%)。即外界大气相对湿度曲线的波动情况与区间隧道环境温度的波动情况具有相似性。也可以认为,外界大气相对湿度在一定程度上影响区间隧道环境温度的升降,但是不能左右地铁区间隧道环境温度的整体变化趋势。
1. 3运行年限对区间隧道环境温度的影响
天津地铁2、3号线于2012年开始运营,而1号线于1996年开始运营,考虑到天津地铁2、3号线的地质、天气情况与1号线基本一致,且天津市市区历史气温(如图3所示)从1995年至2011年虽有增加,但幅度不大,故以天津地铁1号线区间隧道环境温度数据来代表天津地铁三条线区间隧道环境温度数据进行对比分析,来研究运行年限对地铁区间隧道环境温度的影响。图4为2011年9月15日至10月12日天津地铁1号线区间隧道环境温度变化曲线及大气温度的变化曲线。由图4可以看到:
营口道站至小白楼站隧道环境温度的变化趋势与南楼站至下瓦房站区间隧道环境温度的变化趋势基本一致,但土城站至陈塘庄站的区间隧道环境温度波动幅度略大于上述两个的区间隧道环境温度波动幅度。以2011年9月16日和2011年10月5日为例:2011年9月16日,土城站至陈塘庄站区间隧道环境温度和营口道站至小白楼站区间隧道环境温度均达到这段时间的最大值,分别为32. 3℃和28.0 ℃;而2011年10月5日,土城站至陈塘庄站区间隧道环境温度和营口道站至小白楼站区间隧道环境温度均达到这段时间的最小值,分别为29. 0℃和23. 4℃,可得到这段时间内土城站至陈塘庄站区间隧道环境温度最大温差为3 . 3 0C,营口道站至小白楼站区间隧道环境温度最大温差为4. 6℃,两者相差1. 3℃;
图3天津市市区年平均气温变化趋势图
图4两个车站的区间隧道环境温度与外界大气温度对比图
三、结论
本文分析了2011年9月20日至2012年2月23日天津地铁1号线区间隧道环境温度的变化规律,以及该区间隧道环境温度与外界气温、列车数量等参数的关系,利用回归分析得到了区间隧道环境温度的预测模型,经研究可得到以下结论:
1)外界大气温度直接影响区间隧道环境温度的变化趋势,而区间隧道环境温度受区间隧道周边土壤热堆积影响,其温度波动幅度较小。
2)外界大气相对湿度、列车数量和进出站客流量的波动情况与区间隧道环境温度的波动情况具有相似性,但是区间隧道环境温度的整体变化趋势基本不受这3个因素的影响。
3)运行时间的增加导致区间隧道热堆积加剧,区间隧道环境温度逐年升高,且运行时间越长,区间隧道环境温度越稳定。
4)利用车站的进站客流量、列车数量、运行时间、外界大气温度和大气相对湿度,能够较准确地预测区间环境温度的变化趋势。
5)根据预测模型的T检验结果,可认为运行时间对区间隧道环境温度的影响最大,其次是外界大气温度,而客流量、外界大气相对湿度和列车数量对区间隧道环境温度的影响较小。
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