文章-世纪中文出版社

于小兵1,2 曹杰1,2 王旭明3 蔡玫2 2018年3期

摘要:

我国是世界上受台风灾害影响最大的国家之一。基于系统动力学,构建了考虑市民恐慌程度和损失率的多目标动力学模型,探索台风灾害应急管理策略。不同于现有台风灾害研究,该模型将台风的自然属性和社会属性引入研究框架。通过多主体建模和仿真理论,梳理政府、防指、市民等多元主体在台风灾害应急管理中的行为机制。以2013年台风"菲特"造成的浙江余姚水灾为例对模型进行了验证。研究表明,政府应急调度水平、防指协同度和市民参与度直接影响到台风灾害带来的经济损失和社会恐慌程度;且以数值仿真分析论证上述三个影响因素的重要程度基本相当。本研究在理论层面上对突发事件应急管理体系特别是台风应对方法有所贡献;对构建包括政府、防指、市民等多元主体积极、主动响应台风灾害提供理论依据。

长期施肥对旱地红壤磷素饱和度的影响下载：45 浏览：444

许杏红1 王艳玲1 殷丹1 樊剑波2 2019年9期

摘要:

磷素饱和度(Degree of phosphorus saturation， DPS)能够有效评估土壤磷素的流失潜能及地表水磷富营养化问题，可用于评价土壤磷素环境风险。DPS值通常由酸性草酸铵提取态磷(Pox)与提取态铁铝(Feox， Alox)的摩尔质量比除以校正常数(Corrected constant，α)计算得到，而α是通过建立土壤饱和吸磷量与影响土壤磷吸附的土壤特征值间的相关关系而计算得到的数值；α的取值大小(常取0.5)会直接影响到DPS的准确估算。因此，本文以中国科学院红壤生态实验站(28°04′～28°37′N，116°41′～117°09′E)为依托，以长期施肥(1988～2014年)的旱地红壤为研究材料，通过两种计算方法得到了土壤的DPS值，分析了校正常数α=0.5在长期施肥的旱地红壤DPS计算中的适用性，并确定了长期施肥旱地红壤DPS计算中α的适用性阈值。研究结果表明:校正常数α=0.5虽适用于长期施肥旱地红壤DPS的估算，但易导致旱地红壤DPS的过高估算；对比计算发现，长期施肥旱地红壤DPS计算时，校正常数α的最适取值范围为0.71～0.81。但是，不同环境背景下旱地红壤DPS计算公式中校正常数α的适应性阈值仍需进一步校正与验证，从而提高红壤区土壤磷素环境风险评估的准确性。

基于GA-BP神经网络温度补偿的红外温度传感器设计下载：12 浏览：404

吕鸣晨1,2,3 刘清惓1,2,3 孙星1,2,3 李东升1,2,3 2019年6期

摘要:

为减少环境温度对红外测温的影响,并提高测量精度,提出了一种基于热电堆与热敏电阻的红外探头、Cortex-M3 ARM处理器及高精度低噪声测量电路的红外温度传感器。利用梯度下降法建立红外探头的输出电压、环境温度和目标温度的BP神经网络模型,用遗传算法对其初始权值和阈值进行优化,并将基于该模型的算法嵌入ARM处理器,求出目标温度。该红外温度传感器实现了对物体温度-10～+50℃范围的测量,平均绝对误差为0.033℃,均方根误差为0.035℃。

基于参考点选择策略的改进型NSGA-III算法下载：55 浏览：381

耿焕同1,2 戴中斌1 王天雷1 许可1 2020年7期

摘要:

针对多目标进化算法忽视种群在决策空间的分布信息,未考虑待优化问题Pareto前沿形状的问题,文中提出基于参考点选择策略的改进型NSGA-III算法.首先,根据种群在决策空间的分布特征,借助信息论中的熵思想,计算相邻两代种群的熵差,判定种群的进化阶段.然后,根据种群在目标空间的分布特征,借助参考点关联个体数目的统计信息,评估参考点的重要性.最后,在种群进化的中后期,依据参考点的重要性特征剔除冗余的无效参考点,使保留的参考点适应种群规模与Pareto前沿面,利用筛选后的参考点引导种群进化方向,加快算法收敛及优化效率.在测试函数集上的对比实验表明,文中算法在收敛性和分布性上均较优.

长期配施有机肥对旱地红壤微团聚体中有机碳含量的影响下载：64 浏览：452

王艳玲蒋发辉徐江兵刘真勇高振 2018年9期

摘要:

以连续种植花生26年的旱地红壤为研究对象，选取了有机无机配施试验区的NPK（对照），NPK+花生秸秆（还田）、NPK+稻秆（稻秆）、NPK+鲜萝卜菜（绿肥）及NPK+猪厩肥（厩肥）等5个肥料处理土壤，采用吸管法逐级提取了大小粒级微团聚体土壤样品，分析了各粒级微团聚体的有机碳含量变化及其对土壤总有机碳的贡献率，探讨了微团聚体的粒级组成与土壤有机碳含量及分形维数的相关关系。结果表明:长期配施有机肥未能显著改变旱地红壤中大小粒级微团聚体比例的分布格局，即0.25～0.05 mm>2～0.25 mm>0.05～0.01 mm>（<0.005 mm）>0.01～0.005 mm，其中优势粒径0.25～0.05 mm微团聚体所占比例为44.3%50.0%。配施有机肥可以显著增加旱地红壤2～0.25 mm，0.25～0.05 mm及0.05～0.01 mm粒级团聚体有机碳含量，提高特征微团聚体比例，增大分形维数，且随着<0.05 mm粒级微团聚体数量的增多，分形维数均显著增大。各粒级团聚体有机碳的平均含量大小依次为:（<0.005 mm）>0.25～0.05 mm>（2～0.25 mm）>0.05～0.01 mm>0.01～0.005 mm，其中0.25～0.05mm与0.05～0.01 mm粒级微团聚体有机碳受施肥的影响差异显著。土壤有机碳总量与2～0.25 mm、0.25～0.05 mm及0.05～0.01 mm粒级微团聚体有机碳含量呈显著正相关关系，其中0.25～0.05 mm粒级微团聚体对土壤总有机碳的贡献率为55.4%，显著高于其它粒级微团聚体。

管线探测仪和静力触探仪相结合的探测方法与应用下载：54 浏览：424

佘继红1 孙希莹1 陆伟华1 薛丰昌2 2018年11期

摘要:

近年来,非开挖技术发展迅猛,在地下管线工程施工的应用日趋普遍。由于深埋管道探测结果不准确等原因,全国各地地下管线受损事故频发,造成巨大经济损失和恶劣社会影响。针对深埋管道的精确探测问题,全面比较了管线仪探测等9种常见深埋管道探测技术,筛选出了3种深埋管线普查的实用方法。在此基础上,提出并设计了管线探测仪与静力触探仪相结合的探测方法,详细讨论了该方法的工作流程、测线布置和触探工作方式,并将该方法在华东某地深埋管道勘探工程中进行了应用试验。结果表明,管线探测仪与静力触探仪相结合的探测方法具有精度高、易操作、见效快等特点,在深埋管道的精确探测中具有很强的实用价值,应用前景广泛,值得借鉴和推广。

1961～2017年雅鲁藏布江河谷地区夏季气候暖干化趋势下载：70 浏览：337

赤曲1 周顺武2 多典洛珠1 王传辉4 孙阳3 2020年4期

摘要:

基于1961～2017年青藏高原腹地雅鲁藏布江河谷地区4个站(拉萨、日喀则、泽当和江孜)夏季(6～8月)月平均气温、降水和相对湿度等观测资料,分析了该地区夏季气候年际和年代际演变特征,并探讨了气温、降水和相对湿度在年际和年代际时间尺度上的相互关系以及与总云量和地面水汽压的联系。结果表明:(1)1961～2017年该地区夏季气候出现了暖干化趋势。气温(相对湿度)显著升高(下降),降水趋势变化不明显;本世纪初气温(相对湿度)均发生了显著的突变。(2)该地区夏季气候因子间在年际和年代际时间尺度上存在密切关系:气温与相对湿度和降水均存在明显的负相关,降水与相对湿度为正相关。(3)该地区夏季气候因子间的年际和年代际变化与同期总云量和地面水汽变化有关。1961～2017年总云量持续减少是气温显著升高的主要原因之一,气温的显著升高和降水变化不明显又造成了相对湿度的显著下降。

基于慢特征分析对连续系统的外强迫提取下载：68 浏览：390

卢文旭1 段明铿1 王革丽2 2020年3期

摘要:

外强迫随时间的变化对于非平稳系统的影响十分重要,如何从该系统中重构或提取外强迫信息则成为研究其中动力学特征的关键所在。本文基于慢特征分析方法(Slow Feature Analysis,SFA)以连续系统(改变的Lorenz系统)为参考模型,分别讨论在周期型强迫、减弱的周期型强迫、指数衰减型强迫、伴随指数衰减的周期型强迫等条件下,SFA方法对模型中不同强迫信号的提取能力。结果显示,SFA方法能够提取作用于连续系统中的外强迫信息,其提取效果与外强迫的强度、噪声以及嵌入维数m有关:对于越弱的外强迫或者存在越强的噪声干扰,提取效果越差,提取信号中将出现虚假的高频波动;嵌入维数m的增大能在一定程度上提高外强迫信号的提取效果。试验还表明,作用在单一变量上的外强迫会将其驱动信息嵌入于系统中,因此,可以通过SFA分析方法从其他变量中提取其外强迫信号。

中国夏季降水的组合统计降尺度模型预测研究下载：78 浏览：282

刘颖1 任宏利1 张培群1 左金清1 田奔1 万江华1 李永生3 2020年3期

摘要:

现阶段的动力气候模式尚不能满足东亚区域气候预测的实际需求,这就需要动力和统计相结合的方法,将动力模式中具有较高预测技巧的大尺度环流信息应用到降水等气象要素的统计预测模型当中,以改善后者预测效果。本文中所介绍的组合统计降尺度模型,可将动力气候模式预测的大尺度环流变量和前期观测的外强迫信号作为预测因子来预测中国夏季降水异常。交叉检验结果显示,组合统计降尺度预测模型的距平相关系数较原始模式结果有较大提高。在实时夏季降水预测中,2013～2018年平均的预测技巧相对较高,趋势异常综合检验(PS)评分平均为71.5分,特别是2015～2018年平均的PS评分预测技巧达到72.7分,总体上高于业务模式原始预测和业务发布预测的技巧。该组合统计降尺度模型预测性能稳定,为我国季节预测业务提供了一种有效参考。

基于数值模拟和统计拟合分析华北冬季一次大范围重污染过程的形成机理下载：71 浏览：304

秦楚菲1 孙家仁2 张文君1 廖志恒3 滕宇威1 陈朋龙2 陈静华2 2020年3期

摘要:

基于WRF/Chem(Weather Research Forecasting/Chemistry)模式对2015年11月25日至12月2日我国北方一次大范围PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)重污染过程进行了模拟。与观测资料对比表明,模式能够较好地模拟出PM2.5浓度及气象因素的变化趋势,结果适用于此次污染事件的机理分析。动力、热力条件及化学转化等因素对此次强污染事件形成的机理分析表明,动力因子主要通过表面风和垂直风切变的减弱对此次污染事件造成影响,边界层逆温等热力因子促进了大气稳定性的增强,不利于污染物扩散。依据PM2.5组成成分变化分析可知,硝酸盐、硫酸盐和有机碳在此次事件中含量增加,说明机动车汽车尾气和燃煤排放所致的二次气溶胶生成对PM2.5污染加剧起重要贡献。多元线性回归分析和多因子相对贡献率量化解析结果表明,热力因子在此次污染过程中起主要作用,方差贡献率为52%,动力因子次之,方差贡献率为34%,而化学转化方差贡献率约为14%,说明气象条件,尤其是热力条件是引起此次污染事件的主要原因。

南海夏季风强度潜在可预报性的年代际变化及可能原因下载：86 浏览：456

李娇1 丁瑞强2 吴志伟4 秦箭煌3 李保生5 2020年1期

摘要:

基于NCEP/NCAR再分析资料,利用信噪比(SNR)方法研究了南海夏季风强度潜在可预报性的年代际变化,结果表明:南海夏季风强度潜在可预报性在20世纪80年代出现了由潜在可预报性偏低位相向偏高位相的年代际转折。进一步的研究发现,南海夏季风强度潜在可预报性和东印度洋—西太平洋(EIOWP)的海表温度(SST)存在明显的正相关。当EIOWP区域SST年际变率较大时,对南海夏季风影响较强,使得南海夏季风的外部信号增强,从而提高了潜在可预报性;当EIOWP区域SST年际变率较小时,对南海夏季风影响较弱,南海夏季风的外部信号进而减弱,潜在可预报性降低。

中国中小尺度强对流天气气候学特征下载：53 浏览：252

薛晓颖1 任国玉2 孙秀宝3 任玉玉4.5 余予6 2019年5期

摘要:

中小尺度强对流天气具有极强的破坏力,了解其气候学特征对于预测、预报和影响评价都具有实际意义。利用1961～2015年的2332个高密度逐月国家级气象站观测资料,分析了中国大陆3种常见中小尺度强对流天气(雷暴、闪电、冰雹)在年、季、月尺度上发生日数的时间变化规律和空间分布特征。结果表明:全国年平均雷暴、闪电和冰雹发生频率分别为39.23 d/a、20.56 d/a和1.07 d/a;雷暴和闪电主要发生在夏季3个月,雷暴日数7月最多,闪电日数8月最多;冰雹主要发生每年5～9月,6月发生频率最高;雷暴和闪电的高发区分布基本一致,主要集中在华南和西南,青藏高原也是雷暴的高发区域之一;冰雹的高发区主要集中在青藏高原、内蒙古高原东部以及中西部山地,而东南沿海地区发生频率则较低。进一步分析发现,我国雷暴和冰雹出现频率随海拔高度增加而明显增加,冰雹和海拔高度有更好的对应关系,二者增加速率分别为2.87 d/500 m和1.80 d/500 m,表明地势高度对这两种强对流天气形成和发展具有重要影响。

对流强度对雷暴云微物理发展和电荷结构影响的数值模拟下载：0 浏览：254

仇梦扬谭涌波师正杜赛林辉周洁晨 2019年4期

摘要:

为了探讨对流强度大小对雷暴云内微物理发展和起电过程的影响,基于已有的二维积云起、放电模式,改变其扰动温度进行敏感性试验。试验结果表明:对流强度对雷暴云内微物理过程、起电率及后续电荷结构的产生均有一定程度的影响:1)对流强度较小时,冰晶粒子极大值在高温区(高于-13.8°C)出现,对流强度较大时,上升风明显增强,将更多的水汽带入高空,气溶胶活化过程明显增强,使得云滴粒子明显增多,冰晶粒子较早产生,冰晶粒子极大值在低温区(低于-13.8°C)出现,发展过程更为剧烈;同时,较高的对流强度也使得降雨量增多,霰粒子数目也在对流发展旺盛时期显著增多。2)非感应起电率主要和冰晶—霰的碰并分离过程有关,对流强度较大时,非感应起电率较大,电荷结构持续时间较长,过程明显,感应起电率也较强。3)对流强度较大时,电荷结构更为复杂,雷暴云发展初期基本呈现为三极性,发展旺盛时期底部正电荷区域嵌入一个较小的负电荷区,呈现四极性电荷结构,雷暴云发展末期基本呈现偶极性电荷结构;对流强度较小时,发展初期、旺盛时期均呈现三极性电荷结构,发展末期呈现偶极性电荷结构。

基于ARM处理器的双加热湿度传感器设计下载：10 浏览：406

丁沧珞1,2,3 刘清惓1,2,3 宿恺峰2 周悦3 2018年7期

摘要:

为消除地面气象探测领域中湿度传感器的温漂误差与沾湿误差,设计了一种双加热湿度传感器。利用24位低噪声模数转换器和电容-数字转换器实现温度和湿度的低噪声、高线性度测量,以Optidew Vision冷镜式露点仪作为标定仪器并结合遗传算法拟合修正温漂,使用交替加热的方法抑制沾湿误差。实验结果表明,该传感器的相对湿度测量精度可达±1%,并在6 min内将10%量级的沾湿误差降低至±1%。

气溶胶对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟下载：86 浏览：335

刘俊谭涌波师正王梦旖于梦颖郑天雪 2019年2期

摘要:

将云滴冻结方案植入已有的二维雷暴云起、放电模式,结合一次山地雷暴个例,探讨了气溶胶浓度对雷暴云微物理过程、起电以及空间电荷结构的影响。结果表明:气溶胶浓度增加,云滴数目增多,尺度降低,雨滴含量减少;云滴冻结导致冰晶在低温区快速生长,冰晶数浓度增加,尺度减小,当气溶胶浓度高于1000 cm-3后小冰晶难以增长成大尺度的霰粒子,因此霰粒子数浓度先增加后急剧减少。此外,气溶胶浓度的大小不会影响雷暴云的电荷结构特征,但会对云内的起电强度产生明显的作用:当气溶胶浓度较低时,增加气溶胶浓度,更多的冰晶和霰粒子发生碰撞使得云内起电过程增强,空间电荷密度增加;当气溶胶浓度高于1000 cm-3后,少量的霰粒子和小冰晶的出现抑制了非感应起电过程,导致电荷密度降低。

与印度洋偶极子模态有关的西太平洋海温异常型及其对东亚冬季气候的影响下载：84 浏览：261

吴楠1 李丽平1 李双林2 李琛2 2019年2期

摘要:

利用NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)海温、GPCP(Global Precipitation Climatology Project)降水和ERA-20C(ECMWF's first atmospheric reanalysis of the 20th century)再分析大气环流资料,结合大气环流模式ECHAM5敏感性试验,研究了与秋季印度洋海温偶极子模态(IOD)相联系的冬季热带西太平洋海温异常型及其对东亚冬季气候的影响。发现在秋季发生IOD背景下,冬季西太平洋存在两类海温异常的变化型:一类是西太平洋区域一致偏暖/冷的模态,另一类是区域西冷东暖/西暖东冷的模态。尽管西太平洋海温一致偏暖和西冷东暖这两类海温变化型均有利于华南冬季少降水,但影响的范围有所不同。一致偏暖型引起的少降水范围较大,从华南扩展到长江中下游地区。西冷东暖型引起少降水范围主要限于华南,而在长江中下游到华北则降水偏多。相应地,在大气环流上,尽管两类海温异常型均有利于在西北太平洋菲律宾海附近出现气旋式环流异常,但气旋的强度和中心位置有差异。一致偏暖型引起的气旋偏强,中心位置偏西,其后部异常东北风控制的范围更大,导致少降水范围更大,而西冷东暖型引起的气旋偏弱,中心位置偏东,其后部异常东北风控制的范围小,导致少降水区域主要在华南沿海。本文结果对认识IOD调制随后冬季东亚降水异常的机理有重要意义。

1961～2014年中国冬季极端低温变化特征分析下载：83 浏览：377

谢星旸1 游庆龙2 王雨枭3 2019年1期

摘要:

利用中国691个无缺测站点的经均一化处理及质量控制的逐日最高、最低气温资料,基于冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数、冰冻日数、月最低气温极大值以及月最低气温极小值等6个由世界气象组织定义的极端气温指数,分析了1961～2014年中国冬季的极端低温变化特征。结果表明:冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数以及冰冻日数在全国大部分地区均呈现下降的趋势,下降趋势较为明显的区域集中在东北南部、华北、西北东部、华东、华中、西南及高原地区,全国整体上下降幅度分别为-0.9 d/10 a、-1.7 d/10 a、-1.5 d/10a和-1.4 d/10 a。最低气温极大值和最低气温极小值在全国范围内则主要呈现上升的趋势,全国整体上分别为0.4°C/10 a和0.6°C/10 a;极端低温天数在20世纪60年代至70年代中后期呈现波动状,随后自20世纪70年代末80年代初至21世纪初呈明显下降趋势,从2006年左右以后其下降趋势较之前有所减缓,是对全球变暖减缓背景下的气候响应;与其他时间段相比,20世纪60年代至70年代为冬季极端低温事件较为频发的时间段,这可能与该时段陆地冷高压频繁活动有关。

冬季中国东部与北极之间近地面温度变化的年际联系下载：93 浏览：329

宋伟1 吴志伟3 李跃凤2 刘春4 2019年1期

摘要:

利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气象信息中心整编的425站气温资料,借助经验正交函数分解(EOF)、相关分析和回归分析等方法探讨1956～2015年冬季北极及中高纬度近地面温度、西伯利亚高压的变化特征以及两者与中国东部气温直接和间接的年际联系。为此定义了3个西伯利亚高压指数,即西伯利亚高压中心强度指数(SHCI)、西伯利亚高压面积指数(SHA)和西伯利亚高压东边界指数(SHEB)。结果表明:从1998年开始冬季巴伦支海、喀拉海迅速增温,并在年际尺度上与中国东部气温存在显著的负相关关系,即北极近地面温度与中国东部气温的直接联系。同时,西伯利亚高压的3个指数也与北极地区近地面温度和中国东部气温有较好的年际关系,体现了西伯利亚高压是联系北极和东亚气候的桥梁,当北极近地面温度升高(降低)时,西伯利亚高压中心强度增强(减弱),面积扩大(缩小),东边界东伸(西退),中国东部气温降低(升高),即北极近地面温度(西伯利亚高压)与中国东部气温的间接(直接)联系。最后,讨论了北极近地面温度变化影响中国东部气温的可能物理机制。

百叶箱内部风场特征仿真分析下载：50 浏览：362

杨显轲1 严家德2 郭建侠3 王巍巍1 刘倩1 姜枫2 2018年6期

摘要:

流经传感器的风速是决定百叶箱气温测量精度的主要因素之一。基于计算流体动力学CFD仿真,对我国地面气象观测中广泛应用的玻璃钢百叶箱内部风场特征进行了研究。结果表明,受长方体结构特征以及侧面叶片导流的影响,百叶箱内部风场具有明显的非均一性特征,在水平剖面和垂直剖面上分别出现明显的梭形流场和环形流场;百叶箱对环境空气的流动具有明显的阻挡作用,平均相对风速减小率在箱体中轴线上存在明显的垂直差异,最小值53%出现在0.08 m附近,同时在0.25 m和0.55 m高度附近分别存在值为85%和88%的局部最大值。平均相对风速减小率随环境风向的改变而呈周期性变化,当环境风向与箱体侧面成45°、135°、225°和315°时,出现极小值73%,当环境风向与箱体侧面成0°、90°、180°和270°时,出现极大值93%。

基于人工智能技术的热带气旋灾害评估方法研究:以广东省为例下载：63 浏览：319

张文1 赵珊珊2 万仕全4 封国林3 2018年6期

摘要:

基于历史观测资料,系统地研究了广东省热带气旋(tropical cyclone,TC)风雨及其带来的直接经济损失的空间分布特征。结果表明,粤西沿海地区受TC大风影响最为频繁,但TC经济灾损率和受灾频次在粤西和粤东较重。根据广东省TC风雨和直接经济损失的空间分布特征,将广东分为粤西、粤东、珠三角和粤北4个区域,进而利用演化建模方法建立了广东省各区域TC经济灾损率评估模型。该评估模型模拟的TC经济灾损率与实际值的相关系数达0.66以上,基于该模型对独立样本的预测检验结果与实际值的相关系数达到0.61以上(显著性水平ɑ=0.05)。这表明,基于演化建模方法建立的广东省各区域评估模型在广东省TC灾害评估中有着潜在的应用价值。

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