DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 螺–草的基本概况 2.1. 耳萝卜螺的概况 耳萝卜螺Radix auricularia，俗称椎实螺，是水体中一种常见的小型淡水有害螺，具有适应性广，发生面大，危害时间长，对10多种有经济价值的水生维管束植物能造成危害，亦是危害鱼类的血居吸虫Sanquinicola spp.生活史的中间宿主，各地必须引起重视 [ 3 ] 。 2.1.1. 耳萝卜螺的形态特征 耳萝卜成螺与小田螺相似，圆锥形，一般壳高22到24 mm，壳宽16到18 mm，壳面淡黄褐色，具有明显的生长纹，壳薄易碎，略透明，螺层4层。螺旋部极短而尖，体螺层膨大，壳口高21 mm，宽14 mm呈耳状，无鳃，肺囊呼吸。唇齿尖锐，头扁平，吻为裂叶状，触角大，眼位于触角基部内侧 [ 3 ] 。 2.1.2. 耳萝卜螺的取食与危害 耳萝卜螺的活动，常依岸水带爬行，有时在水底匍匐移行。在缓流的水速中尚能逆行，大多壳口向上仰行，并能浮起，常聚集在进水口，有避光性，白天多附在池边或聚集在水生植物下面，早晨及傍晚，浮于水面进行觅食活动。耳萝卜螺是杂食性动物，但以嫩绿水生植物为主，也食其它种动物的残体 [ 3 ] 。取食主要依靠运动器官的腹足和消化器官的齿舌，腹足呈广阔的跕面贴住植物，齿舌发达，由100行列齿组成，位于口腔底部，呈带状，由像锉一样的角质齿构成。取食时，齿舌从口腔中伸出，做前后方向来回运动，锉碎食物 [ 3 ] [ 4 ] 。 耳萝卜螺在春、夏、秋都可危害红萍，在萍田中栖息多数在田边，多到15.5个/m 3 。吃萍茎和萍叶，造成缺课，严重发生时萍体变成紫红色，生长停滞、瘦缩、逐渐死亡。耳萝卜螺腹足分泌粘液时，对叶面的呼吸有影响。耳萝卜螺还可以随萍体的漂流而扩大取食范围 [ 3 ] 。 2.1.3. 防治建议 耳萝卜螺在越冬以后，逐渐潜伏于泥土或水草之中，首先可以抓住时机清除水体中的杂草，冬翻土地，将其暴露于阳光下晒杀或冻死，能有效的防止其越冬基数。其次利用其逆水水性，在水体上游处设置竹篱笆进行捕捞，或是用新鲜水草进行诱杀，也能起到一定的抑制作用。 2.2. 菹草的概况 菹草Potamogeton crispus又叫虾藻、虾草，属眼子菜科、眼子菜属。菹草为多年生沉水草本植物，生于池塘、湖泊、溪流中，静水池塘或沟渠较多，水体多呈微酸至中性。我国南北各省均有分布，在世界上也广泛分布 [ 5 ] [ 6 ] 。 2.2.1. 菹草的作用与用途 菹草对水体中的氮磷营养盐有吸收作用，对藻类生长有抑制效应，可以改善水环境质量，使水体透明度提高，浮游植物生物量下降 [ 5 ] 。菹草是冬春季沉水植物，在湖区维持一定量对湖泊冬春季的水环境质量改善以及生态系统的平衡与健康有重要意义。菹草是湖泊、池沼、小水景中的良好绿化材料，对增加水体溶氧量，提供鱼类产卵场，调节水体温度等都有积极意义。菹草对锌有较高的富集能力，用含锌量高的混合废水栽培菹草一个月左右，菹草体内含锌量超过原来含锌量的8倍；菹草对砷的净化能力更强，它的自然含砷量在6 ppm左右，在砷污染严重的水域，菹草体内的含砷量可超过原来含砷量的16倍。所以，菹草在净化水质、保护环境上也有突出作用。菹草可以食用，还有一定的药用价值，菹草全草有清热明目、渗湿利水的功效。菹草是家畜、家禽和草食性鱼类喜食的青绿饲料，还可以将其晒干后添加到配合饲料中，代替部分精饲料 [ 7 ] [ 8 ] 。 2.2.2. 菹草的危害 菹草的危害主要体现为在一些水域里季节性的疯狂生长，使之在水域内的分布范围、面积和现存量过大，导致水体内水生高等植物单一化，与自然水体植物结构比例不协调。大面积的菹草还可减弱湖泊水的动力条件，阻抑水体流动，不利于船只的航行等。菹草过季后又会迅速腐烂变质，影响水质 [ 6 ] 。 2.2.3. 菹草的预防措施 水体生长菹草，一方面反映了水体治理有了成效，说明水体生态好的标志是水体中各种水生植物都长得不错，而且互相制约发展，如果只有菹草疯长，就说明水体的生态环境受到了破坏。有些水体在治理污染时，只考虑了增加库容、使水体变清的片面效果，而忽略了生态环境的平衡，结果导致了菹草的泛滥。 目前防治菹草的直接方法就是采用人工割草、机械除草等控制菹草的发生，理想的除草时间为菹草生长的中期，此时菹草的生物量最大，芽殖体尚未发育成熟，可以减少当年芽殖体基数。但这种方法投入的成本较高，而且不能防止菹草的再次发生，因此不能作为菹草控制的长久之策 [ 8 ] 。 2.2.4. 菹草的治理方法 国内外治理菹草的方法很多，主要有三种：生物治理，即通过食物链的方式，往水中投放草鱼、河蟹、螺类等吃掉水草；工程治理，即采用机械对河道、渠道彻底清淤，破坏菹草生长环境；收割治理，即组织人力和机械船打捞。根据国内外菹草治理经验研究，菹草治理最好的方式还是综合利用的工作思路。根据我国小流域菹草生长特点，有针对性的采取多方面综合治理的方案。 2.3. 螺–草互利探究原理 沉水植物是水生态环境的重要稳定生态群落，对水域环境的净化和功能的恢复、利用有着重要的作用。利用沉水植物竞争吸收水体和底泥中的营养盐，有效抑制藻类恶性增殖，从而达到治理水体湖泊富营养化的目的。然而待其大量繁殖而引起的竞争优势，导致水体高等植物单一化，与自然水体植物结构比例不协调，需要进行除草研究。根据生物“J”型生长曲线原理，理想的除草时间为植物生长的中期，此时生物量最大，但这种方法投入的成本较高，而且不能防止菹草的再次发生，因此不能作为菹草控制的长久之策。 在对湖泊水库等水体进行综合治理时，需进行全面考虑，既要考虑到增大湖泊生态容量、增大水体的透明度，又要考虑治理后的生态修复工作，达到逐步完善水体的生态系统结构，使其中生物群落和自然环境之间能构成一个稳定的生态系统。 本文根据美国生态学家谢尔福德1913年提出的耐受定律(1aw of toleranec)即：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会影响该种生物的生存和分布。每一种生物对任何一种生态因子都有一个能够耐受的范围，即有一个最低点(或称耐受下限)和一个最高点(或称耐受上限)；最低点和最高点之间的耐受范围，就称为该种生物的生态位；在耐受范围当中包含着一个最适区，在最适区内，该物种具有最佳的生理或繁殖状态。限制因子的定义是：当生态因子(一个或相关的几个)，接近或超过某种生物的耐受极限而阻止其生存、生长、繁殖、扩散或分布，这时，这些因子就称为限制因子(limiting factor)。在自然界中，生物不仅受制于最小因子物质的供给，而且也受制于其他的临界生态因子。限制因子的概念指明了生物的生存与繁衍取决于环境中各种生态因子的综合 [ 9 ] 。本文开拓创新通过室外认真实地调研观察，再设计室内模拟试验，控制一定条件，在实验室允许的条件下，观察耳萝卜螺的规格大小对菹草的生长情况的影响，从而利用耳萝卜螺作为控制沉水植物菹草过度增长的限制因子，为湖泊治理和湖泊生态系统的完善提供指导。
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user: 3. 材料与方法 3.1. 材料与仪器 3.1.1. 实验材料 耳萝卜螺和菹草均取自湖北工程学院生态园小河。耳萝卜螺个体均匀健康，菹草植株健康，叶面无明显伤痕。耳萝卜螺称重之前，用软毛刷将其表层附着生物刷掉，清水洗净后，将其表层水分用吸水纸吸干。 3.1.2. 仪器设备 电子天平、烘箱、培养皿、1000 ml烧杯、量筒、水桶、手抄网、透明盘、温度计、镰刀、绳子、塑料袋、塑胶手套、镊子、剪刀、吸水纸、滤纸、标签纸、记号笔、塑料吸管等。 3.2. 采样方法 3.2.1. 采样点设置和样品采集 2012年10月，对湖北工程学院生态园小河进行了系统的现场调查和样品采集。分别在小河的上、中、下游3个采样点分别采集了菹草(Potamogeton crispus)和耳萝卜螺(Radix auricularia)。将样品分类装入相应的封口聚乙烯袋中，加入适量水保存。 3.2.2. 菹草和耳萝卜螺的预处理 将采集回来的菹草挑选叶子和茎都完整的，清洗干净了放在水箱里饲养1 d，并小心分离出其中附着的螺类，将其放在不同的水箱中饲养1 d；再将从河岸边采集回来的耳萝卜螺放在清水里洗干净，放入水箱中饥饿处理1 d。 3.3. 实验过程和方法 2012年10月13日上午8点开始实验准备，取8个干净的烧杯(1000 ml)分别贴上标签A、B、C、D、E、F、G、H，倒入1000 ml的清水，将称好鲜重的8组菹草(如表1)放入烧杯中，为防止耳萝卜螺出逃，在烧杯口处沾上一圈10 m宽胶带，为研究不同规格(体重)大小的耳萝卜螺对菹草的牧食量的变化，我们将耳萝卜螺进行了称重，然后再将称好鲜重的7组耳萝卜螺(如表2)从大到小规格依次放入A、B、C、D、E、F、G烧杯中，H组作为无螺对照组，然后将8组烧杯放置恒温箱中，用水浴的方式保温，实验期间控制水箱水位，水少了要补充水。实验室采取人工照明方式对8组水箱采取同等瓦数的灯照明。实验不包括前期采样准备共观察5天(10月14日~10月18日)，每天观察耳萝卜螺排便量和菹草的牧食损害程度，通过称重耳萝卜螺的粪便重量来反映其对菹草的牧食率。 2012 年 10 月 14 日 到18日每天上午9点(饲养了24 h)将每个烧杯中耳萝卜螺产生的粪便用塑料吸管全部汲取分别放到烘干后的培养皿中，再将其放入 60 ℃ 的烘箱中烘干至恒重，下午2点进行测量并记录粪便的重量(如表3)。 实验5天结束后再对8组菹草和7组耳萝卜螺进行称重，为整理简洁，将其结果统计于表1和表2所示。 3.4. 数据处理公式 (1) 式中P为日牧食率(mg∙g −1 ∙d −1 )；W a 与W b 分别为实验前后菹草的鲜重(mg)；W s 为耳萝卜螺鲜重(g)；T为实验持续时间(h) [ 6 ] 。 利用Excel对表4的数据相关数据进行分析和处理。
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user: 4. 结果与分析 4.1. 耳萝卜螺对菹草组织的损害情况 通过实验观察，A组、B组和C组较大规格的耳萝卜螺多数喜欢附在烧杯壁上，D组、E组、F组和G组较小规格的耳萝卜螺多数则喜欢附着在菹草的叶片上，取食菹草顶端嫩叶、菹草老叶中间叶脉和菹草叶片靠近茎的部位。 4.2. 不同规格耳萝卜螺排便量变化 由表3可以看出耳萝卜螺前三天排便量较大，而且螺规格越大排便量越大，随着天数的增加，菹草被破坏严重，耳萝卜螺的排便量逐渐减少。 4.3. 不同规格耳萝卜螺对菹草的牧食 将表1、表2的数据代入上述公式一中，计算结果如表4。 从表4可以得出，耳萝卜螺对菹草的平均牧食率为3.507 mg∙g −1 ∙d −1 ，其对菹草的牧食率随螺规格的变化而改变，其中规格最小的G组耳萝卜螺对菹草的牧食量最大为6.230 mg∙g −1 ∙d −1 ，规格最大的A组耳萝卜螺对菹草的牧食量最小为2.025 mg∙g −1 ∙d −1 ，牧食率与螺规格显著负相关(图1)。 Table 1 The fresh weight of Potamogeton crispus before experiment (feed 1 day). Unit: 组别 实验前(W a ) 实验后(W b ) A 4.364 4.449 B 4.335 4.412 C 4.416 4.489 D 4.420 4.475 E 4.373 4.421 F 4.346 4.388 G 4.326 4.365 H 4.335 4.361 表1. 实验前菹草鲜重(饲养了1 d)。单位：g Table 2 The fresh weight of Radix auricularia before experiment (feed 1 day). Unit: 组别 实验前(W s ) 实验后(W t ) A 8.397 7.672 B 6.276 6.457 C 5.249 5.487 D 3.734 3.842 E 2.471 2.599 F 1.988 2.032 G 1.252 1.317 H 0 0 表2. 实验前耳萝卜螺鲜重(饲养了1 d)。单位：g Table 3 Radix auricularia changes in the amount defecation about experiment. Unit: 组别 10 月 14 日 10 月 15 日 10 月 16 日 10 月 17 日 10 月 18 日 A 0.033 0.016 0.015 0.013 0.012 B 0.031 0.028 0.018 0.015 0.014 C 0.023 0.019 0.016 0.012 0.011 D 0.027 0.019 0.015 0.008 0.007 E 0.018 0.016 0.015 0.007 0.005 F 0.021 0.018 0.015 0.004 0.003 G 0.019 0.011 0.008 0.006 0.006 H 0 0 0 0 0 表3. 实验中耳萝卜螺排便量变化。单位：g Table 4 Different sizes of Radix auricularia grazing on Potamogeton crisp 组别 规格(g) 牧食率(mg∙g −1 ∙d −1 ) A 8.397 2.025 B 6.276 2.454 C 5.249 2.781 D 3.734 2.946 E 2.471 3.885 F 1.988 4.225 G 1.252 6.230 H 0 0 表4. 不同规格耳萝卜螺对菹草的牧食 图1. 不同规格耳萝卜螺对菹草的牧食
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user: 5. 讨论与不足 有关螺类的牧食沉水植物的研究还在少数，主要还是存在对螺的取食习性研究较少，目前也没有专门的研究报告。 本实验选取的耳萝卜螺和菹草均是水体里最具代表性的生物，实验中耳萝卜螺密度在相对比较小的情况下对菹草的牧食损害依然是较大的，每天可以观察到菹草的残缺的叶片、茎和根漂浮在水中，且不断增加，说明它对菹草的生长确实存在一定的影响。 有关国外研究报道，认为耳萝卜螺的牧食活动降低了附着藻类与宿主植物对营养盐及光的竞争，从而有利于菹草的生长。另外，耳萝卜螺的牧食与排泄也能够加快水体中营养盐的循环，会进一步促进沉水植物的生长 [ 10 ] ，说明它们两者之间是存在着互利关系。 本实验不足之处，设置实验的品种过于单一，而且不存在与菹草或耳萝卜螺竞争关系的其他生物，同时也不能说明耳萝卜螺是否也取食菹草上附着的其他生物，因为菹草本身对牧食者具有一定的防御能力，它的气味是有点臭鸡蛋味道，叶片形态结构是凹凸不平的波浪结构，一般牧食者不容易取食，所以有可能是耳萝卜螺取食菹草上的附着生物而影响它的生长，在其没有附着生物时以菹草为食。
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user: 6. 结论 沉水植物是水体中至关重要的生物群体，它产生的环境效应对水生态系统有重要的影响。它是位于水体生态系统中水和底质两大营养库之间的有机结合部，因此沉水植物对水体的生物生产力和生物地化循环产生关键性影响，对水体生态系统的生物生产力、结构和功能的稳定起至关重要的作用。沉水植物虽然光合率很低，但在挺水、浮叶、漂浮、沉水4种植物中，只有沉水植物在光合作用时放氧于水体中，而水体溶解氧含量对富营养化水体自净作用至关重要 [ 11 ] 。不同沉水植物优势种群的生长季节交叉演替，在年度内形成适宜于高等水生生物生存的环境，对水质起持续的改善作用。可是一旦其大量繁殖，其后果也是不堪设想，水体因布满了沉水植物导致水体透光性变弱，溶解氧降低，让其他生物群体无法生活，由此引发的水体逐渐发生恶臭循环，也不容忽视。本实验也是基于想改善这种情况，而进行初步实验研究，目的是为生物治理提供一种合理的解决方案。实验表明，耳萝卜螺对水生植物的牧食明显受螺规格的影响，小规格螺牧食率显著高于大规格螺，这和Levri与Lively的实验结果一致 [ 12 ] ，其原因可能是幼小螺类的新陈代谢旺盛，要牧食较多的食物用于生长发育。
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user: 摘 要 本文以硬币分拣装置的控制为研究对象，重点讨论了基于DSP的硬币整理机器的控制系统设计，主要阐述了电涡流传感器的硬币检伪、光电计数器的硬币计数检测、步进电机的细分控制等模块的研究。通过各个模块的协调配合实现了混杂硬币的分拣、检伪、包装等功能。 关键词 :DSP，电涡流传感器，步进电机，数据处理
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user: 1. 引言 本文所设计的是针对集硬币分类、整理、包装和检伪功能为一体的装置的控制系统。系统主要由硬币分类及检伪模块、整理模块、硬币包装模块三大模块组成。目前，我国许多金融机构没有专门的硬币分类、清点、整理设备，多道工序目前仍停留在手工操作层面上，劳动强度大，工作效率低。针对国外硬币处理机来说，无论是大型还是小型都有一定的水平，技术较成熟，但是价格昂贵 [ 1 ] [ 2 ] 。本设计以分拣盘、导轨及包装滚柱为主要元素构建机械结构，尽可能地减少了机器体积以及成本。电涡流传感器被广泛用于硬币的识别中，但是利用互感原理引起阻抗变化进而通过分辨相位方法识别的研究尚未出现，本文设计了一种基于相位变化鉴别硬币真伪的方法，是一种创新性的设计方法。此外，使用相位鉴别硬币具有信号采集处理简单，精度高，实时性强等优点。 在包装控制方面，步进电机的驱动采用了细分电流的驱动方法，能够细分步进电机的步进角，减少步进电机运动的误差，同时该技术相当成熟，拥有许多成熟的IC可以使用，可以减少工作量以及提高系统稳定性。 软件开发环境我们选择了CCS，CCS是TI公司提供的集成开发环境，采用TI公司的C编译器，针对DSP的独特性能要求进行了编译优化，使C语言能够充分发挥DSP的强大处理能力。
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user: 2. 硬币分拣包装机械结构 本文所针对的是集硬币分类、整理、包装和检伪功能为一体的装置。机械系统主要由硬币规整及检伪模块、硬币分类模块、硬币包装模块三大模块组成，如图1所示。 图1. 整体机械系统结构图
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user: 3. 控制系统总体结构及检伪流程 系统控制结构如图2所示，主要分为电涡流传感器检伪、光电计数器计数、电磁铁开关、步进电机等四个模块组成。 3.1. 电涡流传感器工作原理 电涡流传感器的原理如图3所示，根据法拉第电磁感应定律，一个通有交变电流 的线圈，将在线圈周围空间会产生一个交变磁场 ，若被测导体在该范围内，金属导体内就会有感应电流 产生，由于这种电流的路径在金属导体内是闭合的，会在导体内产生电涡流。所以被测导体会产生电涡流 ，以及一个交变磁场 ，且 与 方向相反，力图削弱 的作用，从而使线圈的电感量、阻抗和品质因素发生变化 [ 3 ] 。 为了简化分析，可将电涡流看成是一个线圈和一个电阻构成的闭合回路，故电涡流传感器的等效电路如下图4所示： 图2. 系统模块结构 图3. 电涡流传感器原理图 图4. 电涡流传感器等效电路 图中 ， 为电涡流传感器的电阻和电感， ， 为被测导体的等效电阻和电感。两者之间的互感系数为M，激励电压为 ，根据基尔霍夫电压定律，有： (1) 由式(1)解出等效阻抗为： (2) 由式(2)可得探头线圈的等效电阻和电感分别为： (3) (4) 由式(3)、(4)可以看出探头线圈的等效电阻增大，等效电感减小 [ 4 ] 。考虑到线圈的等效阻抗还与探头距离导体的距离、被测导体的磁导率、电阻率和激励电流的频率有关。因此，探头线圈的等效阻抗Z与以上因素的关系可以表示为： (5) 其中， 为线圈探头距离导体的距离； 为被测导体的磁导率； 为被测导体的电阻率； 为线圈中激励电流的频率。 所以，在硬币分拣装置检测中，当不同的硬币经过探头时，等效阻抗会不相同，电压信号的相位会发生变化。由此可以通过对比数据库中的真值与测量值的差异来判断被测硬币的真假，实现对硬币的检伪工作。 检伪中传感器首先需进行“学习”任务，传感器采集真币的数据，经转换电路将其转换成电压信号，然后通过相敏检波电路得到信号相位，再经过模数转换后进入DSP，将采集到的瞬时信息输入DSP处理器，将其与DSP数据库中的真币数据进行对比分析，从而判断出被测硬币的真假。传感器电路空载时的电路波形图如图5所示： 图5. 电涡流传感器空载仿真图 由图5可知电路输出为1 v的正弦波，然后由相敏检波电路输出相位信号，再经过DSP内置ADC转换之后，就可以由DSP处理后判断真伪币。 3.2. 光电计数器的选择及控制 由于激光对射式开关具有性能稳定、响应速度快、光扰小、寿命长等优点，故本次控制采用M12激光对射光电计数开关传感器对硬币进行计数。当有信号触发时，传感器输出低电平，DSP接收到信号后将数码管数字加1，计数次数达到50次时，将数码管的数字清零，同时处理器发出信号驱动开关将收币通道关闭，为下一步包装做好准备。之后的硬币停留在预备筒内。 3.3. 步进电机的控制 步进电机可用于机械装置精确前进、后退和旋转等运动的控制，当没有超载时电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的脉冲数，而不受负载变化的影响，而且它可以在较大的频率范围内通过改变脉冲频率实现速度调节。 当需要两相混合式步进电机具有更小的步距角时，可以对每次切换的电流做改变。若每次只改变绕组电流一部分，则转子只按比例转动歩距角的一部分，从而实现步进电机歩距角的细分。为此，定子绕组电流从一个方波变成阶梯状的波形。定子绕组电流是阶梯式的，电流细分成正弦阶梯状，每流过一个阶梯电流则转子就转动一微步，每流过一个正弦周期电流则转子就转动一个歩距角 [ 5 ] 。细分驱动方式是一种成本较低的控制方式，本次控制将采用两相混合式步进电机的细分驱动方式。 当在步进电机的两相绕组中通入如下相位关系的电流： (6) 按照式(6)对步进电机A、B相电流进行控制，转子转动角度大小即为α值，当i与α为离散值时，每当电流变化一个值时，则转子转动一个角度，从而实现了步进电机步进角的细分。因此，在实际应用中我们可以通过产生阶梯电流脉冲，产生拟合的正弦曲线，来进行步进电机的细分控制，细分步数即电流阶梯数。如图6所示： 图6. 细分电流曲线 实现方案： 产生细分电流的系统框如图7： 1) 理想波形发生器数学模型： 本次控制采用4细分电流来控制步进电机，其电流为： (7) 其中 、 为A、B相的电流值，t为步数，4为细分数。 先计算每步的电流值 、 ，然后存放在ROM中。运行时，计算机给ROM发出地址信号，ROM中的相应数据经过DA转换输出相应的电流值，其值作为理想电流值。 2) PID控制环节： 为了提高系统的稳定性和准确性，可在系统中串联PID控制器。为了方便实现，设计采用软件PID控制。其PID的微分模型为： (8) 对式(8)进行离散化处理，使模拟PID微分方程离散化成为数字PID差分方程。当传感器的采样周期足够小时，可作如下近似处理： (9) (10) (11) (12) 由式(9)、(10)、(11)、(12)、可得到数字PID差分模型为： (13) 通过DSP编程可实现软件PID算法 [ 6 ] 。 图7. 电流细分系统框图 3) PWM发生器 DSP从电流反馈采样电路中获取得到A、B相的实际电流值，与给定的A、B相电流值比较，求出其差值。然后，将差值信号经软件PID环节整形，再将整形后的信号送至DSP事件管理器的PWM产生模块，以产生有效输出信号。将PWM信号送至步进电机驱动芯片，由步进电机驱动芯片对PWM信号做功率放大和相应的整形等处理后输出呈拟正弦曲线波到步进电机绕组，最终达到对步进电机绕组电流的控制，以实现精确的步进角控制。 4) 电流反馈 电机A、B相绕组电流的采样信号从功率驱动电路的两个采样点以电压的形式输出，因为绕组电流存在正反向，则输出电压也存在正反向。这一电压需要送到电流反馈电路中进行限幅、偏置等处理。 3.4. 硬币分拣装置系统检测流程 如图8所示，系统的控制检测流程如下。
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user: 4. 系统的开发环境 CCS (code composer studio) [ 7 ] 是TI公司提供的集成开发环境。CCS目前有CCS2000，CCS5000和CCS6000三个不同的型号。本次设计采用CCS2000。 使用CCS2000集成开发环境，可以很轻松的建立、管理工程，同时TI提供了强大的专为DSP优化的C语言编译器，可以通过C语言充分发挥DSP强大了处理能力。
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user: 5. 实验数据分析 对于硬币的实验对象，用电涡流传感器测试了不同硬币的特征电压值，选择了新版的1元、5角、1角和三种伪币(用游戏币代替)进行了测试，得到如图9数据曲线。 分析数据曲线可知，伪币的特征电压值范围与真币的特征电压值范围有明显的区分度，而且不同面值的真币之间也有一定的区分度，所以本次设计的传感器能将伪币检测出来。
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user: 6. 结论 本文以硬币分拣装置的系统控制为研究对象，重点讨论了基于DSP的硬币整理机器的控制系统设计，主要阐述了电涡流传感器的硬币检伪、光电计数器的硬币计数检测、步进电机的细分控制等系统的设计。 其中检伪传感器使用电涡流传感器，该传感器通过AD8950产生信号通过探头采集信号并进行后置处理，最后使用AD8302进行相位检测，从而区分真伪币。该传感器具有非接触、精度高、实时性好的特点，能够满足硬币分拣检伪的需要。 图8. 系统检测流程图 图9. 硬币特征电压值曲线 装置的动力系统主要由高精度的步进电机与传动系统等组成，通过细分电流的驱动方法，以达到很高的步进精度，从而保证硬币分拣装置机械运动的准确性。 使用CCS2000作为集成开发环境，可以在一个软件中完成代码工程的建立、管理、编译、调试等行为，同时可以发挥DSP的强大信号处理能力。
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user: 摘 要 目的：目前，气候变化已成为影响全球可持续发展的重要因素之一，也是导致致贫和返贫的主要因素之一。陕西省咸阳市亭口镇宇家山村位于陕西干旱的黄土高原，气候变化对这里的农业生态、农业生产带来了严重的影响。本研究以该村为试点，开展低碳、适应气候变化的贫困农村发展研究，为探索一条将“扶贫减贫工作与农村低碳适应可持续发展”相结合的路径。方法：1) 建设低碳、节能、减排的抗震新村；2) 通过多项因地制宜产业培育、拓展当地村民的生计途径，改善生态环境，提高村民的收入水平；3) 在农业生产、生活和农民能力建设方面引入一系列适应、低碳和可持续发展模式，促进农村社区的低碳可持续发展。结果：1) 全村共实现减排8593吨CO 2 ，平均每人减排14.61吨CO 2 ，如果中国农村(按8亿农民计算)都采用这种策略，仅此一项就为国家减排116.9亿吨CO 2 。2) 为适应气候变化，建立了抗8级地震的新村，设置了2个逃生、避难场所、配备了应急设施。3) 村民采用了比过去至少多1种的多样化的生计策略，设置太阳能杀虫灯40台、发释放天敌1500万头，秸秆还田、生物农药替代料20%的化肥、50%农药的使用，各种产业都选取了抗逆品种和防灾减灾措施。4) 25名农民参与了灾害管理培训，建立村级灾害管理机构与机制；50名村民参与了合作社与电子商务培训，建立网店6个，使农产品销售现代化；一年8次的农业生产实时技术培训和跟踪，提升农民应对气候变化的能力。结论：为应对气候变化，将适应和减缓同时纳入到传统的可持续发展规划中比单独解决气候风险和减排更加有效，对于气候变化和贫困人群适应能力和恢复力提高之间更具体的链接方式和是在社区实现的最好路径。 关键词 :气候变化，减缓，低碳减排，适应，扶贫，农村发展
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user: 1. 引言 陕西省是世界上气候影响最敏感的地区之一 [ 1 ] [ 2 ] 。近50年来已经经历了气候变化的影响，包括温度升高和降雨减少，同时，暴风、干旱、洪水、暴雨、大雪，以及突如其来的霜冻和冰雹等极端天气事件变得更加频繁和激烈，这些不利影响对陕西农业和农村发展造成了显著的影响 [ 3 ] [ 4 ] 。陕西省是中国西部代表省份，也是农业大省、贫困县大省，贫困县占全省的近乎一半 [ 5 ] 。因此，陕西面临扶贫攻坚和应对气候变化的双重挑战。 本研究前期在2012年通过全体村民半结构访谈、绘出社区资源图、大事记、不同性别和人群分别绘出农事历和灾害种类及强度、应对措施、社区关系图、矩阵排序与打分、入户访谈等方法获取陕西7个气候脆弱县区调研第一手材料；再根据社会经济学原理，分别从社区的贫困情况、气候脆弱性、敏感性、适应能力等76个指标进行研究；最终选出贫困成因具有普适性、社区所在地受气候变化影响明显、社区气候脆弱性高、适应能力弱、村民意愿和参与度高为特点的宇家山村社区作为研究区域 [ 6 ] [ 7 ] 。 宇家山村位于长武县亭口镇(图1)，属于中国的“煤炭重镇”。全村有4个村民小组，合计159户，588人，其中女性190人，男性398人。社区村民年龄现状构成以46~65岁的中老年人以及19~30岁的青年人为主。全村以传统种植业为主，耕地总面积83.2公顷，主要位于山坡地。村民的主要生计途径即是以玉米、小麦等传统作物为主的种植业，2012年全村人均年收入约2100元。 该村村民原来大多分散居住在土窑洞、土坯房中，2009年告别了窑洞、危房搬进了相对集中的砖瓦结构的房屋，但基础设施水平较低，交通、市政等设施落后，农民生产、生活条件较差，缺乏支柱产业，经济发展缓慢。2013年，因附近“亭南煤业”发展导致农居区被采空，宇家山村决定实行整村搬迁，并确定采用全村农村居民集中安置的居住形式。由于当地长期以高碳排放的煤炭作为主要生活能源，村民居住的室内环境污染较为严重，对当地老人、妇女、儿童的生活质量和身体健康带来了较大影响；同时逐渐升高的温度加剧了本来就干旱的农业生产脆弱性；从当地气象数据的分析发现，极端天气和因气候变化产生的自然灾害有所增加 [ 8 ] - [ 10 ] 。 本研究以低碳可持续发展的理念围绕“提升农业产业经济效益，改善农村社区生活环境、提升农民参与度和知识/技术水平”三个方面，将低碳、适应气候变化工作与农村扶贫减贫紧密、有效结合，促进农业发展 [ 11 ] [ 12 ] 。
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user: 2. 方法 1) 建设低碳、节能、减排的抗震新村。在新村设计阶段，聘请气候变化专家、生态专家、农业专家对规划设计进行“适应/减缓气候变化审计”； 2) 用社会性别敏感的参与式工作方法，通过多项因地制宜产业培育、拓展当地村民的生计途径，改善生态环境，提高村民的收入水平； 3) 在农业生产、生活和农民能力建设方面引入一系列适应、低碳和可持续发展模式，促进农村社区的低碳可持续发展； 4) 减排计算见附录。 图1. 长武县亭口镇宇家山村位置图
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user: 3. 结果 3.1. 农业生产过程中的扶贫、减贫和低碳适应 宇家山村是中国中西部农村社区的一个典型代表，传统种植业是当地的首要产业，也是农民赖以生存的生计来源。当地农作物以玉米、小麦为主，没有灌溉措施，靠天吃饭的生计模式严重制约了当地的经济发展和农民的生活水平。 研究首先结合当地以农业产业为支柱产业的特点，通过建立低碳式循环农业，提高当地村民农业经济收入，同时以低碳可持续发展的方式适应气候变化引起的干旱、极端天气： 1) 在传统农业作物种植基础上，结合当地自然资源和气候类型以及持续变化的气候影响，引入了适宜当地种植的玉米、小麦抗旱新品种，以适应气候变化对当地农业生产带来的不利影响。在抗旱品种引进的过程中，采用先开展小规模试验、让当地农民看到效果和实际情况后再决定选择哪种品种；同时在开展过程充分与村民进行交流和培训，在提升农户参与能力的前提下，引进品种，确保农户获得稳定的基本生活来源； 2) 根据当地土壤特性，尝试拓展多品种经济作物的种植，如增加油用牡丹、核桃、紫薯、花椒等经济作物品类的种植，品种选择采用农民自主选择的方式，每名农户可至少增加一种经济作物种植，种植面积先从小范围尝试开始，并根据实际效果逐年增加种植面积，最终拓展农户生计途径，增加农户经济收入； 3) 在第一产业农业种植的基础上，推进农产品深加工产业，在完成当地市场调研、与政府、村民访谈的工作后，确定推进柿子深加工特色产业，并通过协助村民建立柿饼专业合作社，配套和完善市场开发，如包装设计、农产品营销、电子商务培训等，实现第二产业的引入； 4) 沿袭村庄历史、文化、自然和社会资源，发展社区特色。宇家山村区域内目前正在建设“亭口水库”，作为周边地区的供水保证；因此，根据水库的建设进度，本研究协助当地逐步发展和引入“农业大棚”、“观光农业”、“生态农业”，并推进旅游业、服务业等第三产业的发展； 5) 在保证第一产业的可持续发展基础上，逐步推进第二、三产业的发展，而村民知识、意识和能力方面的建设至关重要，也是可持续发展的基础条件，因此本研究对全村村民进行了低碳循环农业、低碳产业发展、低碳生产方式进行了结合农时的实时技术培训，同时，50名村民参与了合作社、电子商务培训，建立了6个商铺，25名妇女参与了玉米皮、秸秆编织、刺绣培训，全体村民参与了有机/绿色食品等各方面培训和能力建设培训 [ 13 ] 。 3.2. 在当地推广低碳式的农业生产方式，促进扶贫、减贫工作的低碳适应可持续发展 在农业种植过程中采用生物肥料替代传统化肥，一方面可以促进农业增产，提高农产品价值，另一方面通过减少化学肥料的使用量，改善当地的土壤肥力，促进土地的可持续利用； 1) 通过筛选适宜当地条件的农田管理模式，并确定适合当地土壤条件和作物品种的施肥量。研究显示，现有肥料施用量减少20%不影响农产品收益且节省肥料支出，同时有效保护土地，还将明显减少施肥带来的氧化亚氮气体排放； 2) 安装40台太阳能杀虫灯，定期释放天敌1500万头，替代现有化学农药50%，抑制病虫害发生的同时建立与环境友好的农业生产模式； 3) 引入秸秆粉碎机4台，将玉米秸秆粉碎后全部还田，促进资源循环利用。 3.3. 社区生活过程中的低碳适应工作 新村建设将低碳可持续发展理念贯穿于与规划、设计、建设、以及运营管理的全过程，并覆盖社区生活居住、生活环境、生活用能等各个方面；同时为应对气候变化带来的自然灾害、极端天气对社区村民生活的影响，推进了一系列灾难防范和预警机制。 3.3.1. 生活居住：建筑设计 宇家山村所在地属大陆季风性气候，受季风的影响，冬冷夏热，夏季日照时间较长，因此在同时考虑舒适性和节能减排的条件下，房屋构造设计为“窄院”的建筑模式，这种狭窄的庭院形式影响采光但夏季宅院内可形成较大阴影区，避暑效果好，属于陕北地区传统的房屋构造模式，这种通过呈现不同的空间形态的建筑能够有效的适应当地气候和地理环境。 3.3.2. 建筑节能 宇家山村新村建筑不同于传统的农房设计，新村建设以不明显增加房屋建设成本的前提下，引入了多项建筑节能方案，包括：房屋墙体采用节能的空心砖，替代传统的实心砖，根据陕西省建筑节能与墙体材料改革办公室和砖厂厂商提供的信息，空心砖在制造过程中较之实心砖能够节省40%的物料和燃料(煤)，同时在使用过程中由于热传导的特性，对室内保温和隔热具有一定作用；另外，房屋墙体还增加了保温材料的使用，并配备双层玻璃，与传统农村房屋相比具有良好的建筑节能效果。 3.3.3. 生活环境 为了设计和实现低碳可持续的生活环境，实现资源节约和循环利用，创建生态型农村人居环境，在社区居民用水、生态绿化、垃圾处理、污水处理等方面予以了考虑： 村民安全用水：新村社区生活用水来源采用地表水资源，为节约高效用水以及保证村民的权益，社区为每户村民安装磁卡表，解决当地安全用水问题的同时有效节约水资源； 社区生态绿化：新村规划和设计了多项公共服务设施，如村民活动用房、老年公寓、幼儿园等，同时配套一定比例的绿化用地，有效利用资源的同时，实现生态型人居环境； 社区垃圾处理：农村社区垃圾的有效处理是影响中国农村社区环境的主要问题之一，垃圾能否全部和有效地处理对村民居住环境的改善和健康生活的提升具有重要意义。本研究根据本村“城郊型”农村社区的特点，确定垃圾处理方案为“户分类、村收集、镇运输”的模式，村里配套固定的垃圾收集服务人员，并负责统一将生活垃圾运往亭口镇新建的30万m 2 的垃圾填埋场处理；同时，新村设计采用独立的户用卫生间，并配套公共卫生间，卫生间采用水冲式厕所，粪污将进入污水处理管网进行处理，实现新村的垃圾/粪污全部处理； 社区污水处理：社区的污水处理采用雨污分流方式，雨水回收用于社区景观用水，污水将收集至社区东南角的氧化塘处理，一方面实现污水的全部处理，保证社区良好的居住环境，同时，也充分回收和利用水资源，实现资源生态利用。 3.3.4. 生活用能 探索在高碳排放的农村社区开展低碳用能转型成为本研究在农村社区低碳可持续发展的一个重要方向。 3.3.5. 灾难防范和预警机制 为应对气候变化、实现农村社区的低碳可持续发展，在新村设计和运营管理过程中纳入减防灾方案，包括：新村在选址时咨询各方专家，以避开煤矿采空区、巷道等，确保安全的社区居住选址；同时在新村周边的沟壑区，进行土地压实并种上植被；新村周围山坡建设砌石护坡，防止泥石流、滑坡等灾害的发生；新村房屋设计不同于传统农房的砖瓦结构，而采用抗震性能较好的框架结构，房屋设定的抗震标准为8级裂度，同时设置和加强了房屋和社区的排水系统、消防系统；新村周边设计和建设了两处避难场所并配备了避难所需设备和常用物资；为应对气候变化和保证农业生产，新村配套设立气象预警监测系统，并在新村公共场所安装电子屏，每天定时播报气象信息，同时新村选出4名气象信息员，定期与新村村民交流和反馈农业气象信息；围绕减灾防灾知识对社区村民进行各种灾害管理培训，定期组织灾害预警演习。 3.3.6. 低碳生活模式的宣传和培训 本研究对社区村民进行低碳生活方式的宣传，社区公共场所配套低碳宣传设施、提供低碳生活指南等资料和信息，逐步引导社区村民向低碳节能的生活方式转变。 3.4. 研究过程中的减排量 通过建筑节能、采暖用能(建筑节能+集中供热)、炊事用能(以电代煤)、热水用能(太阳能热水器)、照明用能(太阳能路灯)等，每年能实现温室气体减排8593吨CO 2 ，全村平均每人减排14.61吨CO 2 。如果中国8亿农民均采用本研究的结果，将减排116.9亿吨CO 2 ，宇家山村二氧化碳排放情况见表1。
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user: 4. 结论与讨论 本研究将适应与减缓两种应对气候变化策略同时纳入贫困农村的发展，推进农业生产和农民生活的低碳转型，发现：低碳可持续发展是一种能融合于农村社区生产和生活各个领域，对农业生产、农村生活具有促进作用。 4.1. 低碳、适应气候变化的贫困农村持续发展方案 农村社区经济的可持续发展是中国中西部农村最首要、迫切的问题，通过评估社区的经济发展方式、社区村民年龄构成和能力特长、社区历史和文化习俗、以及当地的自然和社会资源等，因地制宜地实施一系列的低碳适应气候变化措施：引入适宜的抗旱作物品种，拓展多样化种植，推进农产品深加工产业， Table 1 The data of CO2 emission in Yujiashan villag 分类 基准线排放(吨CO 2 ) 项目排放(吨CO 2 ) 减排量(吨CO 2 ) 建筑节能 9976 5986 3990 采暖用能 5986 1832 4154 炊事用能 348 146 202 热水用能 232 0 232 照明用能 15 0 15 合计 - - 8593 表1. 宇家山村二氧化碳排放情况 促进第二、三产业的发展，以拓展社区的生计途径，创造更多的就业机会，提高村民的经济收入水平。同时，在保证社区村民经济收入持续增长的基础上，推进低碳循环农业，包括利用生物肥料替代传统化肥，通过不同农田管理模式减少施肥量，采用物理、生物病虫害防治方法，促进秸秆还田等 [ 14 ] 。结果表明：低碳循环农业既能够有利于农产品价值的提升，减少农业生产过程中的成本，提高农民的经济收入；同时有利于土地可持续利用，保证资源和生态环境的改善。 4.2. 低碳可持续的社区生活 本研究在实施低碳农业生产的基础上，进一步推进农村社区的资源有效利用和低碳可持续社区生活，如保证安全用水、完善社区绿化、实现垃圾和污水处理；在低碳生活用能方面，采用低成本建筑节能技术、利用低碳排的可再生能源替代传统煤炭能源；通过建立一系列的减防灾设施和预警机制，构建社区恢复力，保证生命、财产安全。这些资源利用方案和低碳技术的应用，以及基于可持续发展模式的减防灾机制，不仅极大程度上改善了社区村民的生活环境，提高了村民的生活水准，并能长期减少村民的能源支出，最大限度地保障生命和财产安全，实现社区的可持续发展。 4.3. 社区温室气体减排效益 本研究根据当地的经济发展水平，在农业生产、社区生活两个方面采用了适宜的低碳减排技术。首先，通过降低化肥施用减少农业生产过程中的氧化亚氮温室气体排放；其次，从生活居住、环境、用能方面降低温室气体排放；尤其在生活用能方面，参考联合国气候变化框架公约(UNFCCC)框架下的温室气体减排核算方法 [ 15 ] [ 16 ] ，宇家山村年均减排8593吨CO 2 ，相当于人均年减排14.61吨CO 2 。 4.4. 社区低碳发展理念 无论是低碳适应式的农业生产，还是低碳可持续生活环境和生活用能方式，人的作用是至关重要的。本研究坚持全体村民参与，每个阶段都会通过现场座谈会、入户访谈等方式了解和获得村民的意见和想法，并持续对村民开展相关的能力建设。同时，地方政府、社区村民、以及外部专家三方支持和协助是保障措施。 4.5. 研究的持续性与可复制性 中国中西部农村，尽管地理位置不同、自然和社会资源各有特点、社区历史和文化迥异；但是作为中国欠发达的中西部农村社区，其经济水平和发展模式相似，农村社区生活、传统文化和认识方式具有很强的相似度。因此，本研究“将适应与低碳同时纳入贫困农村发展“在中国中西部农村社区具有较强的可复制性：一是基于农村社区现况开展低碳、适应同时纳入贫困农村发展工作，提高社区村民的经济收入水平；二是减少农业生产过程的温室气体排放，最大限度的实现资源和能源的可持续循环利用，因地制宜地应用可再生能源，最终促进社区的低碳可持续发展；三是强调参与式手法，注重社区村民的全程参与，并持续为社区村民提供培训和能力建设，充分调动社区村民的积极性，以主动的方式践行低碳生产和生活。
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user: 1. 引言 热带西北太平洋是全球热带气旋(TC)活动最频繁的区域之一，占全球总数的33% [ 1 ] [ 2 ] 。我国海岸线绵长，TC是影响我国东部沿岸及近海的主要灾害性天气系统，热带气旋能带来大风和暴雨，对沿海城市人民的社会生活生产以及经济带来重要影响。宁波市位于我国海岸线中段，地处浙江省东部是中国副省级城市，浙江第二大城市，浙江省三大经济中心之一。宁波市两面沿海，北接杭州湾，东临象山港。TC是对宁波市破坏性最强的气象灾害之一 [ 3 ] ，因此研究入境宁波的TC对经济生产生活有着重要意义。 李英等 [ 4 ] 对登陆我国的热带气旋进行了详细的特征统计，石蓉蓉等 [ 5 ] 对影响浙江省的热带气旋进行了灾害评估。但目前还没有研究着眼于对宁波这类小范围区域入境的TC研究工作。 近几十年来在全球变暖的大背景下，全球平均气温在上世纪90年代中后期出现了增暖减缓或停滞的现象 [ 6 ] 。在这种年代际变化的大背景下，入境宁波的TC活动会发生什么样的变化？ 基于对入境宁波TC的基础统计，进一步对入境宁波的TC年代际变化进行分析，研究在近十几年全球变暖和全球变暖停滞前后，入境宁波TC的年代际变化及造成年代际变化的大尺度海洋-大气气候原因。
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user: 2. 资料与方法 根据中国气象局热带气旋资料中心最佳路径数据集，采用了1949年~2014年的热带气旋资料。为了找出合理的预报因子，采用了NCEP/NCAR日平均位势高度场和风场再分析数据、月平均相对湿度、风场再分析资料，数据分辨率为2.5˚ × 2.5˚，以及月平均海温数据，数据分辨率为2˚ × 2˚。 本文定义影响宁波的TC为进入宁波行政区域及其周边的一个3˚ × 3˚格点范围(120˚~123˚E， 28˚~31˚N)。此类热带气旋中心位置离宁波很近或者中心进入宁波境内，对宁波的天气影响较大。 在使用副热带高压(以下称副高)来表征合成环流场时，参考文献资料 [ 7 ] [ 8 ] 采用了副高西伸指数(即采用了副高最西位置点的经度值，本文中分析副高基于500 hPa位势高度场的588线)和平均脊线(即为副高脊线位置的纬度)。 对于TC生成时间统一以TC达到热带低压等级即风速大于12 m/s时为TC生成时刻，TC的生成位置为TC达到热带低压等级时所处经纬度。 西北太平洋的TC活动主要发生在每年的5~11月，即台风季节，在对入境宁波TC的路径分类研究中，根据东亚环流的过渡和变化将台风季节划分为三个时间段：初夏(5、6月)，盛夏(7、8月)，秋季(9、10、11月)，将非台风季节的五个月份分为两个季节：冬季(12、1、2月)，春季(3、4月)。 在大尺度背景环流分析中，根据黄嘉佑 [ 9 ] 提出的合成场显著性检验，采用了T检验来判别合成场的显著性，并且根据陈广才和谢平 [ 10 ] 的传统F检验法检验合成要素差值场的显著性。 为了研究大气环境对TC生成的影响，采用了GPI指数 [ 11 ] ，这个指数是由TC活动依赖的四项大尺度环境因素(绝对涡度、700 hPa相对湿度、潜在强度 [ 12 ] 、垂直风切变)计算得到的。
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user: 3. 入境宁波TC的特征统计 3.1. 入境宁波TC的个数 从1949年至2014年，入境宁波区域的热带气旋共有71个，年均1.08个。其中八月是TC入境宁波最多的季节，共有28个TC，达到总数的三分之一，其次是七月和九月，这三个月的入境总和占全年入境宁波TC数目的三分之二。入境宁波TC的生成时间从五月到十一月，最早出现中心位置到达宁波的TC是在2006年5月8日生成的，最迟是在1972年的11月2日生成的。 3.2. 入境宁波TC的路径特征 为了研究入境宁波TC的路径特征，将入境宁波的TC分为五类路径：1、西北行登陆；2、未登陆在宁波附近海域转向；3、登陆后在陆地转向；4、从华南登陆后转向由宁波一带入海；5、异常路径(如蛇形、折线型等，此类在环流合成分析中不予考虑)。在四种正常路径中(图1)，路径3数目偏多，达到26个，路径2数目较少只有3个，路径1和路径4均有12个。通过统计结果发现，路径1和路径2的TC均生成于盛夏季节，路径3主要分布在盛夏，初夏和秋季有少数存在，路径4主要存在于初夏和秋季，盛夏仅存在2例。 3.3. 入境宁波TC的强度 对于TC强度的统计分类参见《热带气旋等级》国家标准，影响宁波时TC强度从热带低压到强台风，目前没有出现在宁波影响区域内为超强台风等级的TC。影响宁波时为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风的TC个数分别为18、14、16、13、1。从五月开始有TC影响宁波，直到十一月份结束台风季节(图2)。在初夏登陆宁波的TC强度较弱，之后逐渐加强，到盛夏强度与数目均为峰值。入境宁波的TC中，共有10个在生命史中达到超强台风等级，16个达到强台风等级，达到台风等级的占总数的三分之一，弱于台风等级的少于总数三分之一，共19个。唯一一个入境宁波强度为强台风等级的TC出现在七月。 图1. 影响宁波的TC的四种正常路径 图2. 入境宁波不同强度TC各月柱状分布图 3.4. 入境宁波TC的生成位置 入境宁波的TC大部分在西北太平洋菲律宾以东海域生成，少数在南海海域生成。通过图3可以看出TC生成位置有着西北–东南走向倾斜，并且随着季节变化南北向移动，在初夏和秋季，生成TC位置偏南，而到了盛夏，生成TC位置偏北，这可能与季风槽的移动有关 [ 13 ] 。但从TC生成位置与移动路径来看，没有明显的规律性。
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user: 4. 不同路径入境宁波TC的环流分析 根据最佳路径数据集的TC存在日期记录，来分析影响不同路径TC的实时背景环流。以下分为三种路径进行分析研究：西北行路径；在宁波附近转弯型路径(即路径2和路径3的合成)；从华南登陆后转向由宁波出海型路径。 图3. 入境宁波TC生成位置落点 4.1. 西北行路径 西北行路径TC仅生成在盛夏。从图4中看出：在500 hPa位势高度场上，相对于气候平均，副高位置偏西，西伸指数为148˚E，副高势力弱，副高西侧西北向引导气流强。在合成风场上，过显著性检验的风矢量一直从20˚N左右一直延伸到渤海(35˚N以北)才转向偏北，且中纬度西风气流存在于40˚N以北，距离TC路径较远，不利于TC的转向，所以TC以西北行路径登陆我国海岸线中段。由于此类TC在登陆宁波之前没有经过转向和登陆，登陆前在洋面移动距离长，吸收了充分的水汽和热量，发展过程长，登陆时强度强，给登陆地附近造成较大的自然灾害，对社会经济、人民生产生活影响较大。 4.2. 在宁波附近转弯路径 由于路径2和路径3的TC环流合成类似，生成活动时间类似，且路径2统计得出个数较少，所以合并成一类路径进行分析。 根据图5(a)发现，三个季节的副高都较气候态位置偏北，有利于TC的北上。在初夏，副高位置偏南，平均脊线在25˚N附近，对比路径1环流场，副高偏西，西伸脊点在125˚E。TC生成后移动至东南沿海，在30˚~40˚N一带有强的西风气流，促使TC在30˚N附近转向。盛夏(图5(b))是此路径出现最多的季节，占总数的3/5。500 hPa上副高位置较初夏偏北，平均脊线移动至30˚N，西伸脊点在130˚E，略微东移，但与西北行路径的副高脊线位置相差了18个经度，位置明显偏西，且副高范围明显偏大。从风场上看，低纬西北向引导气流较强，中纬度西风带北移至40˚N左右，在30˚N附近的沿海陆地的反气旋环流与引导气流的汇合处位于30˚N附近，TC极易在此处转向。在秋季风场过显著性检验的区域较小，但TC转向的关键区风场通过了显著性检验(图5(c))。从位势高度场来看，500 hPa副高位置较盛夏偏南，较初夏偏北，但范围比前两个季节都小，西伸脊点与盛夏基本一致，在30˚N近岸地区东南气流转为西南气流，这也许是TC在宁波附近转向的原因。 4.3. 在宁波附近出海路径 在宁波附近出海的TC是在我国华南一带登陆后再转向，此类TC占入境宁波TC总数的1/5，此类 图4. 西北行路径合成位势高度场和风场(风场通过了95%的显著性检验，蓝色等值线为合成场587线，黑色等值线为气候平均587线，以下同) 图5. 同图4，但是在宁波附近转向型路径的合成(绿色点标记区域的位势高度场通过了95%的显著性检验) 路径主要存在于初夏和秋季，盛夏少有生成。 合成环流(图6(a))显示：500 hPa副高位置偏西，西伸脊点在125˚E，副高偏南，平均脊线在20˚N，较在宁波附近转向型TC的副高偏南。从合成风场中看出，在TC生成源地上空，有强的东风气流，使得TC西行移动，到了南海后，转成偏南风，引导TC在我国华南一带登陆。在30˚~40˚N地区的西风有一定的偏南分量，这使得TC不能再登陆后继续北上。在盛夏(图6(b))，500 hPa副高位置偏西，西伸脊点达到120˚E，在西北太平洋TC源地有强东风，引导TC移向南海，在南海转为南风，使得TC在华南登陆，中纬度西风有偏南分量且西风气流位置偏南，促使TC在30˚N附近入海。到了秋季(图6(c))，副高较前两个季节偏西偏南，在TC生成源地有较强东风气流，南海上空有南风，在30˚N附近有较强西风。但对比前期风场和位势高度场均不显著，这说明在秋季，可能还有其他因素影响着TC的移动，这点值得后续研究。
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user: 5. 入境宁波TC的年代际变化 5.1. 全球变暖减缓前后TC频数的季节性差异 基于前人研究 [ 6 ] ，将1979年之后分为两个阶段：1979~1997(P1)和1998~2014(P2)。由于卫星资料在1979年后才出现，对于TC的观测更准确，因此1979年之前的TC数据有可能出现缺漏。从图7中可以看出，入境宁波的TC频数在8月最多，在其前后逐渐减少，大体上呈现出高斯准正态分布的特征。在P1阶段，入境宁波的TC最多出现在七、八月份，略呈偏态分布，入境宁波的台风时间偏早，主要在六、七月份比多年平均偏多，而在8月之后则相比于多年平均出现偏少。而在全球变暖减缓停滞的P2阶段，入境宁波数目异常偏多，而盛夏入境宁波的TC频数分布呈显著的偏态分布，最大值出现在9月，且峰度系数下降，特别是春夏之交的4~6月和秋季的9~10月，即春、秋过渡季节入境宁波的TC均比多年平均异常偏多，而盛夏季节的7~8月则异常偏少，这说明宁波地区的台风季节向春季和秋季扩张。五月、九月、十月入境宁波的TC频数显著增多，通过了95%的置信度检验，尤其是九月份入境宁波的台风频数达到了峰值，远远多于气候平均值。春季频数的变化，可能与东亚夏季风爆发的年代际变化有关 [ 14 ] ，而秋季为什么登陆影响宁波的TC大幅度增加？下文将重点研究其可能的原因。 图6. 同图4，但指在宁波附近入海型路径的合成场 图7. 台风季节三个年代段宁波TC频数季节变化曲线(红色十字标记是通过95%置信度检验的月份) 5.2. TC生成位置和路径的年代际变化 由于南海TC活动的季节变化与西北太平洋海域不同，且九、十月份(SO)没有南海TC入境宁波，所以仅分析西北太平洋海域的TC活动。下面将通过对比P1和P2两个年代段在西北太平洋TC的生成位置和路径来研究入境宁波TC频数在P2阶段增多(图7)的原因。我们发现：1998年后西北太平洋TC在SO生成的位置较为偏西，165˚E以东范围较少有TC生成，生成范围由120˚E~170˚E变为120˚E~160˚E (图8)。且从移动路径上来看(图8)，整体TC路径偏西，160°E以东少有TC活动，转向型路径TC活动范围偏西，这使得我国海岸线中段在SO月份仍有较多的TC入境。而TC的生成纬度均在5˚~20˚N之间。通过以上分析，得出：在1998年后SO西北太平洋TC生成位置偏西以及活动路径偏西是造成入境宁波TC频数增多的原因。