DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. LIMS主要模块及功能 农产品检测机构建立LIMS必须满足ＲB/T214-2017《检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求》和《农产品质量安全检测机构考核评审细则》的要求，包括检测流程、业务(资源)管理、质量管理等模块 [ 2 ] [ 3 ]。 3.1. 检测流程模块 该模块是LIMS的核心模块，它要求样品的流转状态必须清晰可查，每个流程完成后，系统自动进入下一流程，并形成相应的流转记录，有对应的电子签名以及日期 [ 4 ]。样品在流转过程中，设置有未超期和超期的提醒，检测不合格样品显示红色。 3.1.1. 业务受理 可以受理各种任务来源的样品，包括检测任务来源、样品名称、样品编号、样品状态、样品数量、受检单位等。可设置必须录入的样品信息，用红色标识表示，红色标识信息未录入系统无法提交；按照业务类型和样品选择检测模板(包括检测参数、方法标准、判定依据、判定值等)、设定检测完成时限等，业务受理人员要对检验任务相关的标准、资料、样品等进行审查和记录；完成信息录入后，通过LIMS打印样品标签，标签分为试样、留样和备样，将样品交给样品管理人员。由于我中心风险监测抽样采用了电子抽样系统，样品信息可直接导入LIMS。LIMS同时实现检测收费的管理。 3.1.2. 样品制备 需要制备的样品由样品管理人员按照技术规程制备，在LIMS录入样品制备的信息；不需要制备的样品在制备方式中用“/”表述。 3.1.3. 留样管理 留样、备样由样品管理员在LIMS录入样品存放信息，可预先设置不同样品的保存时间，并设置提醒。 3.1.4. 样品交接 样品管理人员在LIMS中确认送样时间并将试样交给检验科负责人，双方交接样品时确认样品的完整性和一致性。 3.1.5. 检测任务的接受和指派 检验科负责人可以在LIMS中看到分配的检验任务，包括样品信息、任务优先级别、业务类型、检测模板等；检验科负责人收到样品后在LIMS中确认接收样品，核对检测模板是否正确，并查看所有检测人员在检任务的数量后，再指派检测任务。 3.1.6. 检测过程 检测人员接受任务后可以查看样品相关信息、检测时限、检测模板等，可以浏览方法标准的受控电子文档，查看试剂、标准品的库存量，领用并进行记录；在检测过程中直接采集电子天平、气相色谱–串联质谱等仪器设备的检测数据和图谱，完成检测后，检测数据录入LIMS，系统可根据预先设定的公式进行自动计算，根据检测模板中判定值自动判定。 3.1.7. 检测结果的校对和复核 检测数据录入完成后自动生成原始记录，检测人员提交至校对人，校对通过后生成该样品的检验结论，提交到检验科负责人复核。校对人和复核人可以依次对检测人员提交的原始记录和结论进行审核。需要修改或有疑问的检测，说明原因并返回检测人员进行修改或重测；系统对修改过程进行记录并追溯。 3.1.8. 报告编制、审批和打印、归档 、发送 LIMS中可预先设置不同业务类型的报告模板。在检测结果复核通过后，根据样品信息及原始记录自动合成检验报告。检验科负责人复核通过后即完成报告编制，提交给业务管理科，报告审核人对报告进行审核，审核通过后提交给授权签字人批准；对于有问题的检验报告，可以逐级退审，并记录原因及追踪处理情况。授权签字人签发后提交给报告打印人，打印完成后，样品流转单(系统根据检测流程自动生成)、检验报告、原始记录(包括图谱)等提交档案管理员归档，并对抽样单、有关文件、资料等纸质版存档；报告发送信息可登记在系统中。 3.1.9. 样品调用、样品处置 当复检需要调用留样时，由检验科提出申请，业务管理科审核，质量负责人批准；备样的调用还需要按照程序，经相关方确认；留样、备样保存到期后，系统自动提醒样品管理员需对样品进行处置，由样品管理员提交申请，业务管理科负责人审核，质量负责人批准，并在LIMS记录处置信息。 3.2. 业务(资源)管理模块 该模块包括检测业务和资源的管理。 3.2.1. 人员管理 对培训计划、人员档案、培训等进行管理。业务管理科制定中长期培训计划和年度培训计划，提交给技术负责人批准；建立人员档案并持续更新；培训管理包括培训申请、审核、批准、及组织实施、培训记录以及效果评价。 3.2.2. 仪器设备、设施和环境改造的管理 对仪器设备的申购、验收、使用、维护、检定(校准)、维修、停用、报废等进行管理(大型仪器设备的申购不进入LIMS管理)；建立仪器设备档案和仪器设备一览表，可设定检定(校准)到期提醒功能;还可以实现实验室设施和环境改造的申请及改造、验收等的管理。 3.2.3. 试剂与耗材管理 包括年度采购计划、申购、核验、登记、领用登记、库存查询和统计等管理。LIMS可实现自动计算库存，当库存低于设定库存限值或即将过期时，提示申购或报废处理。 3.2.4. 标准物质管理 对标准物质的采购申请、购买、验收、入库、领用、使用、保管进行管理，并编制标准物质一览表；对标准溶液的配制进行管理，建立配制记录，可以根据有效期设置到期提醒功能。 3.2.5. 标准方法管理 标准录入、标准分类、标准受控、标准查询、标准查新和标准替换等的管理。 3.2.6. 文件管理 所有文件可以按分类顺序显示文件列表，可进行检索查阅，文件管理员及时更新、维护分类信息。当文件临近失效或超出有效期时，系统可以自动提醒。 3.2.7. 供应商和分包商的管理 对供应商/分包商评价、合格供应商/分包商档案等进行管理，LIMS可以自动生成合格供应商/分包商名录。 3.2.8. 查询、统计分析功能 根据授权级别查询样品、业务管理、质量管理等相关信息。样品的查询可进行自定义查找；根据需要设立SQL查询的模板，可生成各种统计表，如人员一览表、仪器设备一览表、业务量统计表、不合格样品数量统计表、超期样品统计、人员工作量统计等。 3.3. 质量管理 内部审核、管理评审等质量活动的管理程序均在LIMS中进行，并形成记录。 内部审核的管理：包括年初审核方案的拟定和审核、审批，内部审核实施计划的编制、批准，实施后形成内审记录、内部审核报告及附件。管理评审的管理：包括管理评审实施计划的编制、批准，实施后形成管理评审报告及附件。结果有效性控制的管理：包括质量控制计划的拟定、审核，质量控制活动实施后拟写分析报告、对检测结果进行分析评价并形成结论，检测报告、原始记录及相关资料等一并进入附件归档。质量监督的管理：包括拟定质量监督计划和审核，每项监督实施后形成监督记录，年终形成年度质量监督报告。不符合项及采取措施的管理：包括不符合项的识别、登记、原因分析、纠正措施的审核和批准，纠正措施的实施以及跟踪和验证。风险控制的管理：包括对风险的识别和评估、应对风险措施的审核和批准、组织实施及实施后的验证及有效性评价。投诉的管理：包括客户投诉的受理、调查、处理意见的审核和批准、处理结果反馈等。
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user: 4. 有关建议 综上所述，LIMS在农产品检测工作中发挥了重要作用，实验室信息化管理是大势所趋，因此，建议县级以上农产品检测机构建设LIMS，并提出以下意见供参考。 4.1. 建立适宜的质量管理体系 建立符合实验室资质认定和农产品检测机构考核相关要求并适宜本机构的质量管理体系才能成功实施LIMS。 4.2. 做好实施前的调研工作 农产品检测实验室涉及业务范围广，管理内容多，管理者在立项时应做好调研工作，根据实际工作需要确定项目实施方案，采取循序渐进策略，可以先建立检测流程核心模块，在核心模块完成初始化后便投入试运行，让问题在运行中得以发现，问题改进后再实施业务(资源)管理、质量管理等模块。 4.3. 体现农产品检测行业的应用特色 农产品检测有样品制备的环节，所以在业务流程中需要增加此环节；农产品检测业务包括农畜水产品、农业产地环境、农业投入品等检测业务范围，涉及标准多、参数多，所以，在LIMS建立时就需要根据实验室的实际情况，确定是以样品为主线，还是以检测参数为主线。目前我中心主要承担省市农业行政主管部门下达的检测任务，在执行任务前根据检测方案，按照样品种类建立检测模板，检测模板受控后使用，对于应急检测任务，采用临时模板。 4.4. 系统管理 LIMS需要设定专人管理或对运维服务进行委托。LIMS运维人员对系统进行日常维护、权限管理、角色管理、功能微调、数据备份、登录和修改日志管理等。同时，要加强LIMS操作、安全管理及相关技术的培训，提高实验室人员的素质，规范业务流程，充分发挥LIMS作用。 4.5. 安全管理 LIMS建设期间需要统筹考虑系统安全、应用安全、网络安全等，做好整体安全的规划和设计；检测机构应与LIMS项目实施单位、运维人员、使用人员签订安全保密合同，明确相应的责任；在LIMS使用前，应验证其达到了设计的安全性目标；要编制LIMS安全保护程序文件，应包括LIMS的安全内核(应用服务器和数据库服务器)、LIMS身份认证、权限控制、电子签名的确认和备案、数据备份等；在LIMS使用期，应定期进行LIMS安全性评价。
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user: 摘要 近年来，水母爆发在沿海地区频频发生，水母蜇伤逐渐成为海滨旅游、水上运动和海军训练行动的常见疾病，尤其是沿海地区海军官兵训练中水母蜇伤的发生率较高。水母分布具有地域性特点，水母毒素是一类结构复杂和特殊的蛋白质和多肽类混合物。水母蜇伤的临床症状较为复杂，作用机制研究较少，目前还没有针对水母蜇伤和应急的特效药物。本文拟对水母的分布和毒素特点、水母蜇伤的中毒机理以及防治措施的发展和水母蜇伤防护方向等进行综述。
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user: 1. 引言 近年来，随着全球气候变暖和海洋污染日益加重，水母数量呈暴发性增长，导致沿海地区水母蛰伤的发病率逐年增加，水母蜇伤已成为威胁人类健康和生命安全的重要医学问题之一 [ 1 ]。我国每年有数万人遭受水母蜇伤的痛苦，水母蜇伤已是潜水作业、海洋捕捞、水上运动项目以及沿海城市旅游业的主要危险因素之一。同时，也是我军进行海上军事行动如海上军事演习、渡海作战以及和平时期岛屿防御面临的特殊医疗卫生保障课题 [ 2 ]。本文将从水母的分布和毒素特点、水母蜇伤的机理和防治措施三个方面展开综述。
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user: 2. 水母的分布和毒素特点 (一) 水母的分布特点 水母是海洋中最常见的浮游生物之一，全球各地的水域中分布着上百种水母，甚至在淡水区都有它们的活动踪影。据考证，水母已存在大约六亿五千万年之久，是地球上最古老而神秘的生物之一，有“水中活化石”的美称。然而，随着人类对海洋渔业资源的过度捕捞和气候变暖造成海水富营养化等因素，水母的天敌数量大大减少，各国沿海海域水母数量爆发性增加，水母蜇伤的病例也与日俱增。常见的致人蜇伤的水母是海月水母 [ 3 ]、越前水母 [ 4 ]、箱水母 [ 5 ] 和僧帽水母 [ 6 ]。海月水母、越前水母主要分布在亚太地区；箱水母又称海黄蜂，大多分布于澳大利亚海域和东南亚海域；僧帽水母主要分布于位于热带和亚热带的大西洋和地中海海域。我国近海暴发的大型水母主要包括海月水母、越前水母以及白色霞水母 [ 7 ]。 (二) 水母毒液的理化性质/蛋白质组学 水母毒液是一类结构复杂和特殊的蛋白质和多肽类混合物，至今我国海域常见的越前水母Nemopilema nomurai毒液(NnV)的具体组分尚不明确。Choudhary Indu等 [ 8 ] 在研究中，通过使用二维凝胶电泳和基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI/TOF/MS)，一共鉴定出150种蛋白质，其中包括毒素和其他在刺丝囊胚发生和神经细胞生长中很重要的蛋白质，揭示了毒液成分从PI 3-10到15-250 kDa之间的分子量，如图1所示。在这项研究中，鉴定出磷脂酶A2，磷脂酶，丝氨酸蛋白酶，Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂，整联蛋白和金属蛋白酶，溶血素，白细胞毒素，三指毒素MALT0044C以及其他毒素蛋白。Nemopilema nomurai，Cyanea nozakii，Rhopilema esculenta和Aurelia aurita等水母毒液中的多种金属蛋白酶，表现出蛋白水解活性和诱导的细胞毒性，可能是导致水母蜇伤肿胀，发炎和皮肤坏死的主要诱因。 中科院海洋研究所的于华华等人 [ 9 ] 通过venomics和毒腺转录，研究分析了来自越前水母毒液的成分，对218种毒素进行了鉴定。越前水母刺丝囊毒液表现出多种酶活性，其中金属蛋白酶活性和PLA2样活性占主导，它们的催化活性取决于不同的理化条件，例如温度，pH和二价离子等。这些毒素在其他有毒物种的毒液中具有相对较好的表征，可能会诱发溶血，炎症，蛋白水解，凝血，细胞溶解，出血活性，和I型超敏反应等。 图1. 扫描的双向凝胶电泳(2-DE)图像
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user: 3. 水母蜇伤的机理 (一) 水母触手的结构特点 水母属于肠腔动物门，水母在触手及口周组织表面广泛分布着刺细胞，刺细胞中含有储存毒液的刺丝囊。刺丝囊是一种具有高度组织弹性的丝状弹性体，当刺丝囊中的物理和化学感受器受到刺激时，激活刺丝囊内的钙离子通道并使其开放，囊腔内的瞬时渗透压能达到150倍大气压，水母毒液在高渗透压的作用下被射出刺丝囊，起到防御作用 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。 (二) 水母蜇伤的临床表现 1) 局部中毒 水母触手上的物理和化学感受器受刺激时，刺丝囊迅速射出水母毒素，毒素中具有激肽样作用的金属蛋白酶和通道蛋白酶引发Ca 2+ 内流产生，局部血管扩张，血管壁通透性增加，导致部分皮肤充血水肿、瘙痒剧痛，出现皮疹、水肿、甩鞭样红斑等症状(如图4)，严重者后期可能还会出现水疱糜烂、局部组织出血坏死等现象。 2) 全身中毒 水母毒素因其成分复杂，作用器官和细胞较多，极易引起全身中毒的症状(见表1)。当机体中进入大量的水母毒素，全身毛细血管广泛扩张和通透性急剧增加引起的有效循环血量减少，会导致严重的低血压性休克，患者出现昏迷、无尿等症状，极易出现循环系统衰竭。复杂的水母毒素还会引起平滑肌痉挛性疼痛，肾上腺素–醛固酮系统稳态失调，心脏负荷过重，心输出量下降，肺静脉回流受阻导致肺水肿。严重的甚至会出现心率失常、室颤、心搏骤停等心脏功能障碍或肺水肿引起的呼吸功能障碍和多器官衰竭 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。 Table 1 Toxin protein purified from jellyfish venom by chromatograph Species Name Mw (kDa) a M w (kDa)b Biological activity Chironex fleckeri CfTX-1 43 Cardiotoxic Cytotoxic Hemolytic CfTX-2 45 Cardiotoxic Cytotoxic Hemolytic CfIX-A 40 Cytotoxic Hemolytic CfTX-B 42 Cytotoxic Hemolytic Carukia bamesi CbTX-l 21 21.67 Neurotoxic Carybdea rastonii CrTX-A 43 Hemolytic/lethal CrTX-B 46 to crayfish Carybdea alata CaTX-A 43 Hemolytic/lethal (Alatina alata) CalX-B 45 to crayfish Chiropsalmus CqTX-A 44 Hemolytic/lethal quadrigatus (Chiropsoides quadrigatus) to crayfish Carybdea 220 Cytolytic marsupialis 102-107 Hemolytic 139 Cytolytic 36 Neurotoxic Cyanea capillata CcTX-1 31.173 Cytotoxic CcNT 8.22 Neurotoxic Cyanea CIGP-1 27 25.7 Cytotoxic lamarckii Rhopilema PLA 2 nomadica Stomolophus SmP90 90 Radical meleagris scavenging Physalia physalis Physalitoxin 220 Hemolytoxic Pl 220 Neurotoxic P3 85 Neurotoxic PpV9.4 0.55 Action on insulin secreting cells PpV19.3 4.72 Action on insulin secreting cells Olindias Osheml 3.013 Hemolytic sambaquiensis Oshem2 3376 Hemolytic 表1. 通过色谱法从水母毒液中纯化的毒素蛋白 a Molecular weight estimated by SDS-PAGE in kDa. b Molecular weight measured by mass spectroscopy in kDa. (三) 水母蜇伤的机制探索 在水母毒液中观察到的生物活性与在其他有毒物种中观察到的相似。然而，标本的可用性对于生物学和结构研究可能是一个问题。由于水母毒素极不稳定且量非常少，种间差异性较大，导致其毒性成分的纯化与鉴定，以及作用机制研究相对滞后。 通常，根据目标器官损伤，研究人员将水母毒液的毒性分为心脏毒性，神经毒性，溶血性，肝毒性，肾毒性等，几乎所有的体内器官都可以被水母毒液攻击。此外，许多体外细胞实验还显示出水母毒液对心肌细胞，肝细胞，T细胞乃至各种肿瘤细胞的杀伤作用都具有非特异性的死亡作用。通过结构生物信息学蛋白质数据库，从五个水母细胞毒性蛋白质中鉴定出几个高度保守的氨基酸区域，该蛋白质与预测的跨膜跨区域一致，表明水母毒液有可能作为造孔毒素，破坏易感细胞中正常的跨膜离子浓度梯度，从而产生细胞毒性。 Wang B等人研究发现 [ 15 ]，具有严重的多器官功能障碍或全身性损害的迟发性水母毒化综合征(DJES)，通常在水母蜇伤后2 h出现。为了建立DJES模型并获得有关其过程的更多详细信息，他们进行了包括临床化学，病理学和免疫组织化学在内的综合方法，以同时监测Canenea capillata触手提取物对生命的影响(见图2)。进一步研究结果表明，水母毒液可能在血管平滑肌细胞膜上形成通道复合物，引起细胞外Ca 2+ 流入血浆，最终导致系统性血管收缩。这种异常的系统性永久的血管收缩可能会导致重要器官的缺血和缺氧以及继发性代偿性反应，对心脏，肺，肝和肾这些器官产生多种毒性作用，在多器官损伤的过程中起着非常重要的作用。通过多种器官功能障碍的DJES模型研究，DJES的可能机制可能归因于水母毒液的细胞毒性、血管收缩作用和其他特定靶器官毒性的协同作用。 图2. 水母触手处理10 h后的大鼠器官切片(图片来自参考文献15) (n = 3，苏木精和曙红染色，刻度尺¼ 100 mm，插入杆¼ 20 mm)。在对照组(相同体积的生理盐水，静脉注射)中，肝(A)，肾小球(C)，肾小管(E)，心脏(G)和肺(I)的形态正常。(B)在TE治疗组的肝脏中，存在广泛的出血(箭头)和肝凝血坏死(*)。(D)在TE治疗组的肾小球中，纤维蛋白微血栓沉积在肾小囊中，沉积在一些肾小球毛细血管(箭头)，透明管(*)和空泡(:)中。(F)在TE治疗组的肾小管中，观察到弥散性肾小管周围毛细血管充血(箭头)，分离的细胞碎片(*)和透明管铸型(:)。(H)在TE治疗组的心脏中，观察到波浪状纤维(箭头)，不规则的心肌细胞直径和间质水肿。(J)在TE治疗组的肺中，在某些肺泡腔中观察到零星的出血(箭头)
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user: 5. 结语 随着我国经济的快速发展和综合国力的提升，建设海洋强国已成为重要的战略部署。开发海洋战略的加速实施，部队海上训练和驻岛守礁的任务日益繁重，长远航已成为海军维护国家海洋权益、彰显维护世界和平责任的常规军事任务；如何确保海上特殊环境下作战人员及其他有生力量的身心健康，减少非战斗减员，既是现代军事航海医学面临的重要课题，也是世界军事医学界研究的热点。水母毒素的成分复杂多样，蜇伤机制尚不能完全明确，人类依然缺乏针对性的药物和规范的治疗方案。即使在科学飞速发展的今天，水母蜇伤的防治依然是人类走向海洋的一种困惑。目前，预防蜇伤和药物治疗相结合仍然是应对水母蜇伤的最有效手段。如何破解水母蜇伤的困扰仍是广大科研工作者在科学研究中面临的主要难题。
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user: 摘要 利用光学显微镜分别对海南岛新村和上川岛附近的水样进行浮游植物种类组成的基本情况分析，对所鉴定的浮游植物种属进行次级代谢产物文献检索，为进行这些资源的食用或药用价值开发利用奠定基础。结果显示：海南岛新村共发现浮游植物47种，其中2018年11月35种，2019年2月21种，两个季节浮游植物种类既有交叉又有演替；2019年05月上川岛距离岸边从远及近“V”型采样点的浮游植物呈现明显的人类生活影响趋势。三个航次共鉴定浮游植物57种，覆盖硅藻门、黄藻门、甲藻门、蓝藻门、金藻门、裸藻门，文献检索显示其代谢产物丰富多样，包含糖苷类、萜类、脂肪酸类、生物碱类、大环内酯类、类胡萝卜素类、肽类、甾醇类。总体来说，海南岛新村和上川岛浮游植物组成均匀度较低，丰富度较高；硅藻门种类数最多，其次是甲藻门，其代谢产物丰富多样，具有筛选发现活性天然产物的潜力，同时为南海岛屿周边浮游植物调查研究提供基础数据。
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user: 1. 引言 海洋浮游植物属于微型生物(micro-organisms)，是海洋生态系统中的最重要的初级生产者，被认为是复杂海洋生态系统的自然生物指示剂，其群落特征是研究海区其他生态和环境问题的基础，也是水质监测的重要生物类群 [ 1 ] [ 2 ]。除此以外，浮游植物中存在着丰富的、结构独特的生物活性物质，其中有许多具有药理活性，特别是微藻类具有生长速度快、繁殖周期短、产量高、易于人工培养、适应能力强等特点，在医药和保健品的开发应用方面具有巨大的潜力，逐步受到人们的重视。Barchi [ 3 ] 等人在颤藻中分离出大环内酯类抗生素，他们具有细胞毒活性和抗肿瘤活性；Bjornland [ 4 ] 等人在舟形藻中分离到胡萝卜素、类胡萝卜素类化合物，也具有一定的预防和治疗心脑血管疾病的作用。另外，虾青素作为新型的化妆品原料，广泛应用于眼霜、乳剂等护肤品中 [ 5 ]。南海地处热带、亚热带，四季气候温和，年平均气温为21℃~23℃，6~8月水温大多在28℃以上，水温季节变化明显，10月至次年2月为降温期。除此以外，海南的台风季节一般发生在每年6~11月的夏秋季节，主要集中于8~10月，对海水中浮游植物种类影响较大(https://www.tuliu.com/read-107135.html， https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%B7%E5%8D%97/13346?fr=aladdin#3)。南海为中国边缘四海中最大的一个半封闭的陆缘海 [ 6 ]。浮游植物门属种类较多 [ 7 ] [ 8 ]，季节性差异明显。 考虑到季节和地理位置等原因，本次研究分别在内海和外海各选一个具有代表性的地点——海南岛新村和上川岛，对其浮游植物种类组成、季节变化进行调查研究，为发现有价值的浮游植物种类提供参考，同时对海洋活性物质、新药先导化合物的研究提供基础数据。
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user: 2. 材料和方法 选取海南岛新村和上川岛的表层0.5 m水样，观察藻类差异，调查站位见表1和图1。现场分别取未加固定液的水样和保存于终浓度为5%的鲁哥氏液中的水样两份 [ 7 ]，带回实验室静置沉淀，浓缩后在光学显微镜下进行分析鉴定 [ 2 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。 光学显微镜(eclipse Ti， Nikon)参数(目镜10倍，物镜40倍)；鲁哥试剂(碘以及碘化钾购买于国药集团)；50 mL无菌离心管。 Table 1 The information of sampling station 采集时间/Time 采样地点/Station 经纬度/Coordinate 标记/Label 2018.11.21 海南岛新村1航次 E109˚58'， N18˚25' X1 2019.02.28 海南岛新村2航次 E109˚58'， N 18˚25' X2 2019.05.15 上川岛1航次 1909-1 (E112˚38'， N21˚26') S1 1910-2 (E112˚38'， N21˚17') S2 1912-3 (E112˚35'， N21˚09') S3 1913-4 (E112˚37'， N21˚04') S4 1914-5 (E112˚41'， N21˚07') S5 1915-6 (E112˚46'， N21˚22') S6 1916-7 (E112˚50'， N21˚30') S7 表1. 样品采集信息 图1. 样品断面调查图
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user: 摘要 利用哈密市4个国家气象站1961~2019年的逐日最低气温资料及低温冻害调查资料，采用数理统计方法和Morlet小波分析法，分析了初、终霜冻和无霜冻期的变化特征。结果表明：(1) 近59a全市及各站点终霜冻绝对变率均大于初霜冻，表明终霜冻稳定性差，对农牧业生产的危害更大。(2) 全市及各站点初霜冻呈推迟趋势，终霜冻呈提前趋势，无霜冻期呈延长趋势，其中以巴里坤、淖毛湖变化最为显著。(3) 各地无霜期日数有各自的周期变化特征，但也有共性存在，目前各地无霜期均处于偏长时期。(4) 特晚终霜冻发生年份最少，发生频率为仅为1.7%~5.1%，特早初霜冻发生频率为特晚终霜冻的近2倍。偏晚终霜冻和偏早初霜冻发生频率在10.2%~18.6%之间，两者均主要出现在20世纪90年代之前。
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user: 1. 引言 霜冻是指春秋气温转换季节，由于冷空气的入侵，土壤表面、植物表面以及近地面空气层的温度骤降到0℃以下，使植物原生质受到破坏，导致植株受害或者死亡的一种短时间的低温冷害 [ 1 ]。霜冻灾害是与农业生产有直接关联的气象灾害，初霜冻集中出现在9月上旬到11月上旬，此时正值秋作物灌浆、乳熟和黄熟期，霜冻会造成作物产量减少和品质下降；终霜冻结束时间主要集中在4月上旬到5月下旬，正值冬、春小麦拔节、孕穗期，大秋作物出苗生长期，经济林果开花授粉座果期，霜冻会冻伤农作物的茎叶组织，经济林果花果受冻大量脱落，造成严重危害。许艳等 [ 2 ] 的研究结果表明，近50a来在全球增暖的背景下，中国大部分地区霜期在逐渐缩短，初霜日在逐渐推迟，终霜日在不断提前，1990年后这种趋势变得更加明显。近些年来许多新疆学者分别对南北疆不同地域的霜冻特征进行了研究，得出的结论具有共性，即与全国大部分地区霜冻的变化趋势基本一致，均表现为终霜日提前，初霜日推迟，无霜期延长的趋势 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。 哈密地处亚欧大陆腹地，新疆最东部，天山余脉横贯，特殊的地理条件形成了两大不同的气候区，光热资源较丰富，境内主要农作物有小麦、棉花、哈密瓜、葡萄等。春秋冷空气活动频繁，冷暖变化剧烈，使霜冻成为该地区危害最严重的灾害性天气之一。在全球气候变暖背景下对霜冻特征及其变化进行研究，不仅有助于提高霜冻预报能力，而且对合理利用气候资源、调整种植结构和有效防御霜冻危害有积极意义。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 资料 以日最低气温 ≤ 0℃作为霜冻指标，选取哈密市具有代表性的4个国家气象站(哈密、巴里坤、伊吾、淖毛湖) 1961~2019年逐日最低气温 ≤ 0℃的资料，均一化逐日最低气温资料由新疆气象信息中心提供。4个站点分别位于伊州区城区、巴里坤镇、伊吾镇、淖毛湖镇(图1)，可以表征各区域的气候特征，其中哈密站、淖毛湖站代表农区，巴里坤站、伊吾站代表牧区。初霜日为夏末或秋季(8~11月)首次出现日最低气温 ≤ 0℃的日期，终霜日为春季或夏初(3~6月)最晚出现日最低气温 ≤ 0℃的日期，终、初霜日的间隔日数为无霜期。 图1. 哈密市气象站点分布及地形示意图 2.2. 方法 采用线性趋势对初霜日、终霜日和无霜期年际变化趋势进行分析，并用Pearson相关分析法检验趋势的显著性。由于霜冻是因为大气温度降低而引起农作物受冻的一种灾害，因此它同气温一样具有正态分布特征，利用正态分布原理进行初、终霜冻的异常小概率事件分析 [ 8 ]。“异常”霜冻的标准为：∆Td ≤ −1.65σ和−1.65σ ＜ ∆Td ≤ −σ分别称为特早初霜冻和偏早初霜冻，∆Td ≥ 1.65σ和1.65σ > ∆Td ≥ σ分别称为特晚终霜冻和偏晚终霜冻。∆Td为初、终霜日距平，σ为标准差。
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user: 3. 霜冻的变化特征 3.1. 霜冻的基本特征 1961~2019年哈密市平均终霜日为4月25日，其中伊州区为4月11日，巴里坤为5月16日，伊吾为5月19日，淖毛湖为4月8日，位于盆地的农区的霜冻结束最早，随着海拔高度的增加终霜日逐渐推迟，山区牧区比盆地农区推迟一个月；平均初霜日则山区牧区出现最早，初霜日表现为随着海拔高度的增加而提前，伊州区平均初霜日为10月15日，巴里坤为9月13日，伊吾为9月20日，淖毛湖为10月16日。淖毛湖平均无霜期最长，为190 d，伊州区次之，为185 d，巴里坤及伊吾无霜期分别为119 d和136 d (表1)。 近59a来各地最早、最晚终霜日的年际间差异为46~66 d。其中巴里坤变幅最大，最早终霜日出现在4月14日，最晚为6月19日；伊吾、淖毛湖次之，最早、最晚终霜日分别相差56 d和55 d；伊州区变幅最小，最早终霜日为3月21日，最晚为5月6日。各农区最早、最晚初霜日的年际间差异为45~61 d，山区牧区变幅较大，盆地农区变幅最小。 由表1可见，全市及各站点均表现为终霜日的绝对变率大于初霜日，说明终霜日稳定性较差，年际差异较大，终霜冻对农业生产的危害大于初霜冻 [ 9 ]。巴里坤的无霜期绝对变率最大，说明其热量资源最不稳定，可利用率相对较低；伊州区无霜期绝对变率最小，可利用热量相对较好。 Table 1 Characteristics of frost in the Hami from 1961 to 201 站点 终霜日(月-日) 初霜日(月-日) 无霜期 最早 最晚 平均 绝对变率 最早 最晚 平均 绝对变率 最短 最长 平均 绝对变率 哈密 3-21 5-6 4-11 9.15 9-29 10-30 10-15 6.83 154 219 185 10.34 巴里坤 4-14 6-19 5-16 9.59 8-26 10-6 9-13 9.47 82 160 119 15.41 伊吾 4-6 6-1 5-19 9.15 8-31 10-18 9-20 8.39 106 176 136 13.03 淖毛湖 3-13 5-7 4-8 9.49 9-27 11-4 10-16 8.36 149 226 190 13.03 全市 3-29 5-23 4-25 9.35 9-12 10-22 10-1 8.26 123 195 158 12.95 表1. 1961~2019年哈密市霜冻气候特征 3.2. 霜冻的年际变化特征 从哈密市近59a初(终)霜冻日和无霜冻期年际变化曲线图(图2)可知，全市初霜冻日气候变化倾向率为1.97 d/10a，呈推迟趋势；终霜冻日呈提前趋势，气候变化倾向率为−1.96 d/10a；无霜冻期呈延长趋势，气候变化倾向率为3.93 d/10a。无霜期日数显著延长，有利于增加作物生长发育季热量资源条件、延长作物生长季，喜温和晚熟作物适宜种植区域可由较低海拔向较高海拔区域推进扩展。林果生长发育期提前，生长发育速度加快，生长周期缩短，产量和糖分含量增加 [ 10 ]。 图2. 哈密市1961~2019年初(终)霜冻日及无霜冻日年际变化曲线 表2中，负数表示初霜冻日、终霜冻日提前或无霜期缩短，正数代表初霜冻日、终霜冻日推后或无霜期延长。近59a来哈密市各地终霜日提前了0.6~2.8 d/10a，初霜日推迟了0.1~3.7 d/10a，均为巴里坤、淖毛湖变化最为显著，通过了0.01的显著性检验；无霜期延长了0.7~6.6 d/10a，巴里坤、淖毛湖延长最显著，均通过了0.01的显著性检验，伊州区次之，通过了0.05的显著性检验。 Table 2 Frost climate tendency rate in Hami from 1961 to 201 站点 终霜冻日 初霜冻日 无霜期 哈密 −1.7 0.8 2.5 * 巴里坤 −2.8 ** 3.7 ** 6.6 ** 伊吾 −0.6 0.1 0.7 淖毛湖 −2.7 ** 3.3 ** 6.0 ** 表2. 1961~2019年哈密市各地霜冻气候倾向率 注： * 表示通过0.05的显著性检验， ** 表示通过0.01的显著性检验。 3.3. 无霜期的周期变化特征 采用Morlet小波变换对4站点无霜期做周期分析，图3为1961~2019年哈密市各地无霜期序列小波变换实部，正的小波系数对应无霜日数延长期，负的小波系数对应无霜日数缩短期。结果显示，各地无霜期变化存在明显的多种尺度振荡周期信号。 图3. 哈密市各地无霜期Morlet小波系数实部 伊州区无霜期存在4~5a和10a周期变化，其中4~5a的小周期振荡变化最为明显且具有全域性的特征。对应小波方差(图略)可知，4~5a为第1主周期，10a为次周期。在10a左右的时间尺度上，伊州区无霜期序列主要经历了“短–长–短–长–短–长”的交替演变。巴里坤无霜期则存在7~8a，25a~27a周期变化，其中7~8a主要在20世纪70年代中期至21世纪初最为明显，而在25a~27a的时间尺度上，经历了“长–短–长–短–长”的交替演变。伊吾无霜期呈显著的15~17a的周期变化，在20世纪80年代初至21世纪10年代中期最为明显，无霜期序列主要经历了“长–短–长–短–长”的交替演变。淖毛湖无霜期存在7~8a和32~34a周期变化，其中7~8a的小周期振荡变化最为明显，为第1主周期。在32~34a的时间尺度上，淖毛湖无霜期序列主要经历了“短–长–短–长”的交替演变。目前各地无霜期均处于偏长时期。
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user: 4. 霜冻的异常特征 表3列出了1961~2019年哈密市异常初、终霜冻事件的发生情况。在这59a中，全市特晚终霜冻发生年份均较少，发生频率仅为1.7%~5.1%，特早初霜冻发生频率为特晚终霜冻的近2倍，犹以巴里坤发生年份最多，占10.2%。 偏晚终霜冻发生的年份在8~10a之间，发生频率在13.6%~16.9%，主要出现在20世纪70至80年代，近10a偶有出现；除淖毛湖外，其他地区偏早初霜冻发生频率略低于偏晚终霜冻，发生频率在10.2%~13.6%，而淖毛湖偏早初霜冻发生频率高达18.6%。偏早初霜冻主要出现在20世纪90年代之前，与偏晚终霜冻特征较一致。 Table 3 The year and frequency of abnormal frost in Hami nearly 59 year 站点 终霜期 初霜期 特晚 偏晚 特早 偏早 哈密 1979， 1991 (3.4) 1963， 1968， 1977， 1983， 1984， 1986， 1998， 1999， 2001， 2014 (16.9) 1969， 2004， 2015 (5.1) 1961， 1962， 1973， 1974， 1984， 1992 (10.2) 巴里坤 1961， 1971， 1980 (5.1) 1966， 1972， 1974， 1975， 1978， 1979， 1981， 1988， 2009 (15.3) 1965， 1969， 1972， 1973， 1978， 1984 (10.2) 1963， 1967， 1970， 1976， 1979， 1981， 1986， 1996 (13.6) 伊吾 1961(1.7) 1970， 1976， 1979， 1993， 1994， 1995， 1998， 2007， 2016， 2019 (16.9) 1963，1972 (3.4) 1968， 1985， 1986， 1992， 1994， 2006， 2009， 2011 (13.6) 淖毛湖 1962，1983 (3.4) 1963， 1968， 1976， 1977， 1984， 1986， 1998， 2008 (13.6) 1967， 1968， 1969 (5.1) 1961， 1962， 1963， 1964， 1970， 1972， 1973， 1974， 1978， 1981， 1992 (18.6) 表3. 近59a哈密市各站点异常霜冻出现年份和出现频率 注：括号内为发生频率(%)。
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user: 5. 结论和讨论 (1) 1961~2019年哈密市平均初霜日为10月12日，平均终霜日为4月25日，平均无霜冻期为158 d。总体表现为随着海拔高度的增加，终霜日逐渐推迟、初霜日逐渐提前。 (2) 近59a，全市及各站点初霜冻呈推迟趋势，终霜冻呈提前趋势，无霜冻期呈延长趋势。各地终霜日提前0.6~2.8 d/10a，初霜日推迟0.1~3.7 d/10a，无霜期延长0.7~6.6 d/10a，均以巴里坤、淖毛湖变化最为显著。 (3) 各地无霜期日数有各自的周期变化特征，但也有共性存在，目前各地无霜期均处于偏长时期。 (4) 哈密市特晚终霜冻发生年份最少，发生频率仅为1.7%~5.1%，特早初霜冻发生频率为特晚终霜冻的近2倍。偏晚终霜冻发生的年份在8~10a之间，发生频率在13.6%~16.9%，偏早初霜冻发生频率为10.2%~18.6%，两者均主要出现在20世纪90年代之前。
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user: 摘要 潜流带是城市河流及地下水相互补给的交互带，是影响城市河流水生态环境质量、维持河流环境健康的重要驱动。本文介绍了城市河流潜流带定义与特性，对比了潜流带研究方法及适用性，分析了潜流带潜流交测定方法及不同尺度的影响因素，并对潜流带潜流交换研究进行了展望，为城市河流潜流带生态环境研究提供参考。
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user: 1. 引言 良好的水文情势是城市河流生态环境健康的基础。随着城市社会经济的迅速发展，城市建成区河流形态及水文情势受人为活动影响巨大。过度的水利开发、景观建设、工程化保护使原本自然的河流径流紊乱、生态系统结构破坏、生态服务功能衰减，从而引发遇水则涝、环境均一化等问题。作为河流与地下水相互作用的桥梁和枢纽，潜流带是河流水量交换、溶质迁移、新城代谢以及污染物富集的主要区域，也是生物和非生物化学转化的活跃地带，微生物、大型无脊椎动物和其他生物的避难和居住的重要场所 [ 1 ] [ 2 ]。水交换是污染物交换的主要方式，对河流与地下水水质及其相关联的生态系统健康都会产生重要的影响。污染物进入城市河流，影响河流水质、水生态环境的同时，潜流带沉积物中的污染物也随潜流交换进入上层水体中产生“二次污染” [ 3 ]。研究城市河流潜流带污染物运移特性及其影响因素，探析潜流带研究手段和方法，对城市河流污染防治、环境保护以及生态服务功能维持有重要意义。
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user: 2. 城市河流潜流带 河流潜流带为河床级河岸水分饱和带，潜流带上覆水体与沉积物层间隙水相互交换，形成一定的水流过渡带。地表水与地下水在潜流带交换的同时，通过一系列物理、化学、生物、生化/物化作用，促进水体中污染物迁移扩散、新陈代谢、污染物储存与转化，促进城市河流水体自净。潜流带在水生生态系统中具有极其重要的功能，潜流带中的生物、化学和水力特性以及动力学是许多研究的重点。 潜流带的水交换影响着污染物在沉积物多孔介质中的迁移转化，由于潜流带水交换的变化特性，不仅使得污染物在间隙水中的迁移发生变化，而且还影响着污染物在渗流路径和沉积物之间的转化 [ 4 ]。通过潜流带的自然净化，可以去除河流氮污染。在这个过程中，含硝酸盐的地表水或地下水进入潜流带后会产生相应的生物地球化学过程，并且通过吸附、硝化和反硝化或通过异化还原作用去除 [ 5 ]。潜流带活跃的物理、化学过程和生物活动能够强烈的影响河流–沉积物–地下水系统的水量交换、溶质迁移以及污染物储存等重要的生物地球化学过程。
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user: 3. 河流潜流带研究方法 河流潜流带研究主要通过野外监测、室内试验和数值模拟等方法实现。其中，野外监测法利用惰性化学试剂或水温等典型参照指标作为示踪参数，研究河流潜流带水量交换强度、水文地质参数以及水生生物栖息地演变等(表1)。野外监测法是河流潜流带参数测定、水量交换、污染物运移最为直接、有效的方法。 Table 1 Analysis of field monitoring methods for phreatic zon 方法 内容 应用特性 实测法 最直接的方法，利用压力计、渗透计直接监测， 或直接抽水 水文地质参数(水头、渗透系数)、潜流带水量交换量 (流速、流量、径流)、溶解氧、水生生物栖息 示踪法 利用示踪剂(惰性试剂盐)或参照指标(氮素、水温等) 潜流交换量、速率、生物化学反应 表1. 潜流带野外监测方法分析 基于野外监测与室内试验数据建立数学模型，定量模拟潜流带物质迁移转化规律，预测污染物扩散方向及影响范围和程度。数学模型主要有瞬时存储模型和孔隙介质模型(表2)。河流潜流带的物质运移设计多介质、多尺度、多因素以及大量数据，近来数字仿真、GIS、网络技术、3D打印等现代技术与传统的数值模拟、室内试验、野外监测结合应用，使潜流带研究更直观、高效，为河流潜流带生态系统维持研究提供有效指导。 Table 2 Analysis of characteristics of mathematical model of phreatic zon 模型 模型建立 应用特征 空间尺度 孔隙介质模型 潜流带概化为瞬时存储介质，耦合扩散方程与质量通量方程建模 非恒定流，模拟不同时空条件下水力交换和物质扩散 一维、二维、三维 [ 6 ] 瞬时存储模型 潜流交换概化为连续介质内水流，二维数学模型修正达西定律建模 地下水、地表水、泥沙、污染物运移 二维、三维 [ 7 ] 表2. 潜流带数学模型特点分析 室内实验多为水槽模拟，选择不同粒径的砂、砾石等作为介质模拟河床潜流带形态，研究不同水力坡度条件下潜流带的物质运移规律。室内实验常与野外监测和数值模拟方法相结合应用。 综上，野外实测与示踪法虽能直接对研究区域水量交换、溶质运移以及关键参数进行监测，但耗时耗力，且对复杂野外环境人为监测较困难；相比室内模拟实验可在一定条件下最大程度还原野外环境，并进行实测，该方法往往占地大、耗时长。而数学模型可较好的模拟潜流带物质迁移转化规律，并能对其运移趋势及影响范围等进行模拟预测，往往模拟精度越高其所需参数越多，而大多参数需实验获取。实际研究中常通过野外监测、室内实验和数学模型较差综合应用来实现研究目标。
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user: 4. 城市河流潜流带潜流分析 4.1. 潜流带潜流交换影响因素 城市河流潜流带水力交换是温度、水质、水生态环境质量等变化的重要驱动力。潜流带水力交换通过上升流与下降流实现，水力交换形式、交换强度、持续时间等主要受河流流域城市生产、河道特性以及潜流带自身性质的影响 [ 8 ]。如表3所示，潜流带沉积物的粒径级配直接决定其渗透性，进而影响河流–地下水间的水力联系以及水量交换强度、污染物滞留与扩散速率。 河流是城市发展的命脉，也是城市宜居人居环境建设的重要前提。在城市发展过程中，对建成区河流河道形态进行工程化改造、调控径流、建设水力工程设施等扰动河流自然生态环境，以及城市生活生产产生的污染物排入河流等人为活动直接影响河流流域水力交换与连通性及流域生态环境质量，进而影响城市河流潜流带的潜流交换及生态环境健康，并且高强度的水资源开发致使河流生态服务功能脆弱。 Table 3 Analysis of influencing factors of underflow exchange in the underflow zone of urban river 分类 影响因子 表征参数 潜流带 沉积物粒径分布 渗透性、水力连通性、溶解氧、污染物富集程度、 微生物活性 城市河流 河流流量、流速、径流、河道连通性、河床形态、 水利工程密度 水力交换强度、新陈代谢强度及类型 河流流域 地表水与地下水补给作用 水力交换方向、交换形式 表3. 城市河流潜流带潜流交换影响因素分析 4.2. 潜流带潜流交换测定 潜流带潜流交换测定方法众多，现有水力梯度法、抽水试验法、压力计法、渗流仪法、温度梯度法、同位素示踪法以及遥感技术等。其中，温度测定或热示踪模拟是潜流交换测定热点，可较好的量化河流及地下水交互补给过程及补给方向、水量交换通量。 潜流交换呈现明显的时间性空间性。在时间上，不同水文时期潜流交换方式、交换方向差异显著；潜流交换在局部河段及流域范围内也存在明显的空间变异性。为了定量模拟分析潜流带水力交换时空动态变化情况，潜流交换数值模型发展迅速。如：Mod Flow耦合MT3D可较好的模拟潜流交换过程中溶质扩散运移的空间变化情况；温控模型VS2DH通过模拟潜流带温度时空变化情况来反应潜流交换变化。
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user: 5. 展望 河流是宜居城市的灵魂，是城市重要的水资源、环境资源，城市河流潜流带水力交换、污染物输运以及环境健康是城市河流生态健康的重要前提。目前，城市河流潜流带研究主要侧重于潜流交换机理及其控制因素、污染物交换运移机制等方面，在研究手段和方法方面可利用数据发掘、统计分析等定量研究潜流交换的时空变异性；重点关注城市发展过程中河流潜流带环境对河流形态、河床性质变化的响应机制；重视潜流带潜流交换变异的时间和空间尺度效应，建立潜流带–河流–流域潜流交换响应机制；综合多学科、多视角，丰富研究手段与方法。
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user: 摘要 “泰利”属切变线入海加强型台风，其具有生成突然、移动路径特殊、偏心结构明显等特点，对西沙造成较大影响；本文通过总结实际保障经验和分析各类气象实况，对“泰利”在保障过程中出现的特点进行分析，希望能为此类台风的业务保障提供参考和借鉴。
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user: 1. 引言 在初夏的过渡季节(5月下旬~6月中旬)东亚沿岸大振幅的高空槽不断南侵可使近乎东西向的切边线形成于南海北部海区，如果西太平洋副高西伸，与切变线联系的云系就会断裂，切断出冷性低压，随着多种有利因素作用，切断低压可逐渐发展成台风 [ 1 ]。我们暂且把此类台风的类型称为切变线入海加强型。由于南海台风与其它海区的台风有明显差异，加之切变线入海加强型台风自身的特性，造成对“泰利”保障的难度较大。“泰利”是该型台风中的典型例子。
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user: 2. “泰利”过程及保障概况 2012年 6 月 13 日 南海北部开始有对流云团活动，16日20时在海南文昌市以东近海加强成为热带低压，并在原地打转约24小时，17日23时发展为热带风暴，之后缓慢向东–东北方向移动，19日12时在东沙海域加强为强热带风暴，20日11时移出南海进入台湾海峡，成为有记录以来第一个穿越台湾海峡的台风(图1)。 图1. “泰利”路径图 “泰利”是2012年第一个在南海北部海区生成的台风，对南海中部及南部海区造成较大影响，西沙永兴岛过程最大风速23.2 m/s。 对“泰利”的保障存在一定的难度。首先， 6 月 11 日 至15日，数值预报对南海北部的热带低压预报极不一致，以欧洲数值预报为例：6月11日20时之前，预报未来无热带系统发展；14日08时，预报17日08时南海北部切变线可能发展成低压环流，并向东北方向移动；14日20时：预报17日20时南海北部切变线可能发展成低压环流，但生成后在东移过程中并入西南低压中减弱消失；15日08时：预报低压环流将于18日08时形成，强度有所加强，与上一时次又有较大变化；15日20时：预报与上一时次相似，之后欧洲数值预报趋于稳定。其次，“泰利”特殊的路径及其南侧风力较大、变化突然等特点使得预报难以精准。再次，永兴岛特殊的地形给船只避风带来了不利影响。
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user: 3. “泰利”特点分析 “泰利”是春夏过渡季节生成的台风，相对于其它季节台风，其受多种特殊因素影响，具有生成突然、移动路径特殊、偏心结构明显等特点。 3.1. “泰利”是典型的切变线入海加强型台风 “泰利”生成突然，发生发展的征兆不明显，这类台风只占南海台风的5%在右 [ 2 ]。过渡季节中有利于南海台风生成的天气形势主要为鞍形场型，即东西高，南北低。“泰利”正是在这种天气形势下(图2)，受到多种因素影响而生成的。 图2. 14日08时500 hPa形势 高空槽的不断南侵提供了初始扰动条件。13~14日500 hPa东亚沿岸有大振幅的高空槽不断南侵，槽底达南海的北部(图2)，由于槽线南北段的移速差异，15日南段逐渐变成近乎东西向的切变线(图3)。15日08时，从500 hPa至850 hPa均为东西向切变线，且均位于台湾海峡至南海北部海域，可以看到高低层形势配合非常一致，系统较为深厚，导致南海北部海区切边线云系发展旺盛，并出现7~8级阵风。 图3. 15日08时500 hPa形势 副高加强西伸导致入海切边线发展成独立系统，这是“泰利”发展的重要阶段。西太平洋副高从14日开始西伸，至15日20时，南海北部云系与切变线联系的云系断裂，切断出冷性低压(图4)。笔者留意了47918测站(24˚33'N，124˚17'E)的500 hPa高度值，发现该站高度值在西太副高西伸过程中缓慢增强，15日20时的高度值为586，由于该站处于当时切边系统与西太副高的中间区域，其所测高度值的变化反映着副高西脊点位置的变化，所以其所测500 hPa高度值的变化对于预测冷性低压的切断起着一定的预警作用。 图4. 15日20时红外云图 至16日08时，500 hPa至850 hPa均可在海南岛东部洋面分析出低值中心，此时云系发展更为旺盛，强对流云团主要位于海南岛东南部(图5)。 图5. 16日08时红外云图 弱冷空气的渗透有利于云团的发展。有研究认为 [ 3 ]：一般情况下强的冷空气对台风的发展发生是不利的，但在过渡季节适量的冷空气侵入(低层冷空气24 h降温在−4℃~−1℃的范围内)，将有利于台风的发生。16日08时始，850 hPa图上，位于我国黄河与长江之间地区可分析出高度值为148的高压中心，与之配合的冷中心温度值为 16 ℃ ，24 h降温幅度为−2℃，说明此时华南地区对流层底层正受弱冷空气的影响。并且，该高压一直延续到18日，使得底层东北风得以维持。在东北风和南海南部的西南风共同作用下，低压周围的气旋性环流得以加强。这对“泰利”的发生发展起着重要作用。 另外，西南大风的爆发是“泰利”发生发展的另一重要原因。13~16日“古超”在菲律宾东部洋面活动，其低层强大的辐合引起了印度东传气流加强进而造成南海西南大风的爆发。西南大风与东北季风逐渐包围云团，使得云团发展。 3.2. 移动路径历史少见，低压生成后先在海南岛东部原地打转，之后以较为缓慢的速度向东–东北方向移动，最终穿越台湾海峡 这是由于特殊的环流形势决定的。一般情况下，南海台风形成后，大多采取偏北和偏西的路径，少数会向东北甚至偏东方向移动，而“泰利”就是这少数当中的一个。 引导气流弱导致低压生成后24小时在海南岛东部原地打转。16日夜间至17日夜间，南亚高压强度较弱，同时，西太副高对“泰利”的影响较小，“泰利”处于东西高，南北低的鞍形场当中，没有受到明显的引导气流影响。 多个系统引起“泰利”向东–东北移动路径。18日08时，南亚高压突然加强，且位于台湾东部洋面的“古超”对“泰利”产生一定的吸引作用(图6)，受两者影响，刚发展为热带风暴的“泰利”开始向偏东方向移动。 19日南亚高压减弱消失，取而代之的是西风槽，从19日至20日，“泰利”一直位于槽的东南侧(图7)，副高的西侧，在西南气流的引导下，缓慢向东–东北方向移动，并在这种特殊环流中成功穿越台湾海峡。可见，南亚高压、“古超”、华南地区西风带低槽的影响以及副高西侧西南气流的引导是造成“泰利”东–东北方向移动路径的主要原因。 3.3. 偏心结构明显，云系和大风区主要集中在中心的南部，气旋南侧平均风力和极大风速远大于其中心风力 16日08时，“泰利”北部风力平均风力均不超过5级，与此形成鲜明对比的是，其南侧风力明显，阵风最大达21 m/s (图8)。 图6. 18日08时500 hPa形势 图7. 西风槽及“泰利”位置 图8. 16日08时风力分布(圆点处为“泰利”中心) 造成这一现象的主要原因是南海西南大风的爆发，西南大风较强的水汽输送造成“泰利”中心南部区域对流旺盛，云系厚实，进而导致其南侧平均风速大，多阵雨阵风天气；另外，对流层低层中“泰利”北侧水汽含量较低的东北气流是造成其北侧对流较弱的重要因素。两支水汽含量不同的气流在南海北部海区辐合，造成了这一特殊现象。 3.4. 对西沙造成较大影响。 由于“泰利”生成的突然性加之前期原地少动，永兴岛自16日15时起风力加大明显并且大风风时较长。16日白天西沙风力维持西南风在4~5级，下午起风力稍有增大，达到西南风5级，阵风6~8级，17日04时出现阵风20.6 m/s，17日05时风速突然增大至7级(13.6 m/s)，阵风8级，一直到18日23时西沙维持7~8级大风，最大阵风9级(23.2 m/s)，19日00时起西沙风力才开始缓慢减弱(图9)。 图9. 永兴岛13~21日风力变化，上方曲线表示阵风风速，下方曲线表示平均风速，单位m/s 永兴岛凌晨平均风速突然加大，并维持较长时间。高层风速的突变引起了低层风速的突变：200 hPa在16日08时低压附近风速开始明显增大，辐散加强，又对比16日08时与20时500 hPa低压中心附近风力可看到，风力陡然增大，而同样两个时次700 hPa与850 hPa低压中心附近风力并没有明显变化，16日20时后，700 hPa与850 hPa低压中心附近风力才明显加大，低层辐合加强，从而得知“泰利”强度增强的顺序为从高层到低层，使得埃克曼抽吸作用加剧，地面风速随之突然增大。由此得知，在“泰利”的短期实时预报中，关注高层风速的变化尤为重要。
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user: 4. 结论 1) “泰利”属典型的切变线入海加强型台风，此类气旋生成几率小，预报难度大，保障中不能过于依赖数值预报。在鞍形场的天气形势下，高空槽的不断南侵为“泰利”提供了初始扰动条件；副高加强西伸导致入海切边线发展成独立系统，是“泰利”发展的重要阶段；47918测站所测500 hPa高度值的变化对于预测冷性低压的切断起到了一定的预警作用；弱冷空气的渗透和西南大风的爆发是“泰利”生成发展的重要因素。 2) 特殊的环流形势及多个系统的影响造成“泰利”特殊的路径：南亚高压、“古超”、华南地区西风带低槽的影响以及副高西侧西南气流的引导是造成“泰利”东–东北方向移动路径的主要原因。 3) 西南大风的爆发是“泰利”偏心结构明显的主要原因，同时水汽含量较高的西南气流及水汽含量较低的东北气流辐合是发生此现象的内在原因。 4) “泰利”高层风速首先增大造成埃克曼抽吸作用加剧，从而引起中低层及地面风速突然增大，高层风速变化可作为“泰利”短期实时保障的预报着眼点。
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user: 摘要 硅通孔技术是三维集成电路实现层间垂直互连的关键，使三维集成电路具有连线短、尺寸小、功耗低、可异构等优点。作为三维集成电路中互连的硅通孔，其寄生参数的提取将直接影响到集成电路功耗，时延，噪声等方面的性能，因此硅通孔寄生参数提取对高性能芯片的成功设计具有十分重要意义。本文以高面率比圆柱硅通孔为研究对象，通过对不同尺寸参数下的圆柱硅通孔进行仿真，得到其电阻参数值，使用电磁场理论、曲线拟合方法，推导出高精度的电阻参数提取解析式。解析式可快速准确计算硅通孔的电阻参数值，大大提高了参数提取效率。
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user: 1. 引言 集成电路一直遵循摩尔定律发展，特征尺寸不断减小，功能不断提高。三维集成(3D)作为一种新的封装技术将多芯片集成 [ 1 ]，实现器件小型化、高密度、多功能化，推动着半导体工业向“延续摩尔定律”和“超越摩尔定律”发展 [ 2 ] [ 3 ]。 硅通孔(TSV)技术是3D封装技术的核心，该方法主要作用是将竖直堆叠起来的芯片互连起来，起到信号导通和传热作用 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。集成电路中所有功能模块均通过互连线连接，完成模块之间的信息传输。然而随着电路频率的升高、互连线尺寸的不断减小，由互连线导致的信号延迟、能耗升高、带宽变窄等互连效应仍然非常突出，互连线特性已成为当前集成电路和器件性能的主要瓶颈 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。作为三维集成电路中互连的硅通孔，其电特性将直接影响到集成电路功耗，时延，噪声等方面的性能。而硅通孔自身的电阻、电感和电容将是分析它对整个集成电路的基本要素，因此对硅通孔电特性的分析对高性能芯片的成功设计具有十分重要意义。 对于硅通孔参数计算解析式的推导已有学者进行研究 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]，本文以高面率比圆柱硅通孔为研究对象，通过对不同尺寸参数下的圆柱硅通孔进行仿真，得到其寄生电阻、电感参数值，使用电磁场理论、曲线拟合方法，推导出高精度的电阻、电感参数提取解析式。解析式可快速准确地计算高面率比硅通孔的电阻电感参数值，大大提高了参数提取效率。 图1. 圆柱硅通孔模型