DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 循环填充是构造光正交码的有效方法之一。对于任何素数 p ≡ 3 ( m o d 4 ) 且 p ≥ 7 ，本文通过构造一系列新的区组大小为3和7的循环填充从而得到相应的新的码长为27p码重是 W = { 3 ， 7 } 的最优变重量光正交码。 关键词 :常重量光正交码，变重量光正交码，循环填充，二次剩余 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 光正交码一般分为码重单一的常重量光正交码 [ 1 ] 和多种码重的变重量光正交码 [ 2 ]。由于其在移动无线电通信、跳频扩频通信、雷达等光码分多址网络中有着广泛的应用 [ 3 ]，因而对光正交码的构造近年来备受关注。1998年，Yin为了构造最优常重量光正交码引入了区组大小单一的循环填充，并证明循环填充存在性等价于常重量光正交码的存在性 [ 4 ]。后来，为了能够构造最优变重量光正交码，2010年，Wu等人给出区组大小多样的循环填充相关定义并证明其存在性等价于变重量光正交码的存在性 [ 5 ]。 目前，利用循环填充构造常重量光正交码已取得较多的结果 [ 6 ] - [ 12 ]。同样地，利用循环填充构造双重量光正交码取得的结果主要是码重 W ∈ { { 3 ， 4 } ， { 3 ， 5 } ， { 3 ， 6 } ， { 4 ， 5 } ， { 4 ， 6 } } 时的情况 [ 5 ] [ 13 ] - [ 18 ]。对于含有码重大于7的双重量光正交码一系列直接具体的构造结果甚少。 根据文献 [ 2 ] 知，码重大的光正交码抗其他干扰的性能较好。因此，本文直接具体构造出一系列新的区组大小为3和7的最优循环填充及其相应的光正交码。即 定理：对于任何素数 p ≡ 3 ( mod 4 ) 且 p ≥ 7 ，存在最优的循环填充 2 − C P ( { 3 ， 7 } ， 1 ， { 2 3 ， 1 3 } ; 27 p ) 和最优的变重量光正交码 ( 27 p ， { 3 ， 7 } ， 1 ， { 2 3 ， 1 3 } ) − OOC 。 注：根据文献 [ 5 ] 知，若 W = { w 1 ， w 2 ， ⋯ ， w r } ， Q = { q 1 ， q 2 ， ⋯ ， q r } 是一个r-元组的正有理数且 ∑ i = 1 r q i = 1 ，则符号 ( n ， W ， 1 ， Q ) − OOC 表示相关系数为1码字长度为n码重为 w i ∈ W 码字的个数占总码字个数的比例为 q i ∈ Q (其中 i = 1 ， 2 ， ⋯ ， r )的变重量光正交码。循环填充的符号 2 − C P ( W ， 1 ， Q ; n ) 参见下文。
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user: 摘 要 以房建为代表的基础设施领域，是电力设计企业业务转型的重要突破方向。房建工程与电力工程在项目管理的思路方面有一些差异，本文结合房建项目执行的经验从包括BIM技术应用、造价控制、质量管控、设计管控、人才培养等几个方面阐述，希望能为电力设计企业迅速在房建行业长足发展提供有益参考。 关键词 :电力设计企业，房建工程，项目管理 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 当前，电力设计企业纷纷走在业务转型升级的道路上。而以房建为代表的基础设施领域，与经济社会的迅速发展紧密关联且具有项目数量多、投资额度大等特点，成为电力设计企业转型的重要突破方向。但是，电力设计企业基本处于参与房建工程的起步阶段，参与的项目体量小、技术复杂性不高，参与的方式多为与施工企业组成联合体，短期内的目标是通过联合参与项目逐步进入房建行业，然后积累房建工程业绩后提升企业的施工资质，并培养一批房建项目管理人才，最终的目的还是希望房建工程能成为电力设计企业的一个重要业务增长极。房建工程的复杂性比较高，涉及到多个专业、多个工种，需要高度的配合，具有以下五个特征：单项性、寿命周期长、投入高、生产方式特殊、风险大 [ 1 ]。相较于电力工程，房建工程市场开放度更高、行业内施工企业的水平参差不齐，因而存在管理职责不明确、一线施工人员素质低、缺少专业技术人员、施工管理严重不规范等问题，在项目管理的思路中与电力工程存在一些差异，值得高度关注。
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user: 3. 结语 以房建项目为代表的基础设施项目，对转型升级中的电力设计企业是机遇也是挑战。从项目管理的理论角度来看，虽有部分差异，但管理思路是相通的，相信在经历过短暂的适应和一两个项目的历练后，电力设计企业能快速的在房建行业中站稳脚跟并长足发展。
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user: 摘 要 降尺度一般可以分为动力降尺度、统计降尺度、动力与统计降尺度相结合的方法。以上方法均被广泛应用于气候变化对流域径流的影响评估中，然而对以上不同类型的降尺度方法在径流模拟中的对比评价尚不多见。本文以崇阳溪流域、东江流域和湘江流域为研究对象，对比了以上三种不同类型的降尺度方法在径流模拟中的表现，旨在回答在径流响应中动力与统计相结合降尺度方法是否优于单一的方法。同时通过使用两种不同的统计降尺度方法(偏差校正方法)研究校正降水时序对径流模拟的影响。研究结果表明：1) 全球气候模式(GCM)和与之相对应的区域气候模式(RCM)模拟的降水和气温均具有较大的偏差，说明动力降尺度方法并不能有效的降低GCM输出变量在流域尺度上的偏差；2) 偏差校正方法可以很好的校正降水与气温的偏差，并能较好的模拟流域的径流量，同时动力与统计相结合的方法在径流模拟方面没有明显的优势，因此在径流响应评估中可以绕过RCM直接对GCM进行偏差校正；3) 考虑降水时序的偏差校正方法在日降水、月径流以及水量模拟方面具有一定的优势，但在日径流模拟方面与只考虑降水概率校正的方法类似。以上结果可为径流响应评估中降尺度方法的选择提供参考。 关键词 :动力降尺度，统计降尺度，动力–统计降尺度，气候模型，降水，径流 Copyright © 2019 by author(s) and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 气候变化对人类的生产生活有着不容忽视的影响，其对水文水资源的影响也是气候学及水文学领域研究的热点 [ 1 ] [ 2 ]。全球气候模型(Global Climate Model， GCM)是评估气候变化影响的重要工具，然而其较低的分辨率和系统偏差使得GCMs的输出并不能直接作为水文模型的输入 [ 3 ] [ 4 ]，降尺度方法由此衍生 [ 5 ] [ 6 ]。降尺度方法可以分为动力降尺度、统计降尺度、动力与统计相结合的降尺度 [ 7 ] [ 8 ]。动力降尺度方法以大气动力学方程为基础，基于GCMs的初始和边界条件驱动区域气候模型(Regional Climate model， RCMs)以产生更高分辨率的气候信息 [ 9 ] [ 10 ]。RCMs物理意义明确，不受观测资料条件限制，能较为准确的模拟出区域尺度的气候变量特征 [ 7 ] [ 11 ]。然而，RCMs的计算代价较高，兼容性差，且由于继承了GCMs的偏差，以及本身对气候系统的不完全理解所产生的偏差，导致其结果不能直接用于流域尺度或者站点尺度的径流响应评估 [ 10 ] [ 12 ]。统计降尺度方法可以在一定程度上弥补动力降尺度方法的不足 [ 13 ] [ 14 ]，其原理为通过建立区域气候模式输出的大尺度气候因子与当地气候变量之间的统计关系来进行降尺度 [ 7 ]。由于计算量小，运用灵活，且能将大尺度的气候变量相对准确地校正至区域或者流域尺度的特性 [ 15 ]，该方法被广泛应用于气候变化影响研究中 [ 11 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]。然而，已有研究表明，直接采用统计降尺度对GCM输出进行后处理，而不通过动力降尺度依然可以较好的产生站点或流域尺度的气候变化情景 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]，并能较好的反应在径流模拟中 [ 22 ] [ 23 ]。尽管统计降尺度方法和动力–统计降尺度方法均能较好的模拟出降水及相应的径流响应，但很少有研究比较过这两者方法在降水及径流模拟上的具体差别。目前的大多数研究都集中于对单一的统计降尺度与动力降尺度方法的对比 [ 12 ] [ 16 ] [ 24 ]，或是仅停留在气象要素层面上的两种或者三种降尺度方法的对比 [ 25 ] [ 26 ]。不同的研究目标下对于降尺度方法有不同的选择标准，系统的比较三类降尺度方法在降雨径流模拟上的差别对该类研究具有重要的参考价值。 本文以崇阳溪流域，东江流域，湘乡流域为研究区域，以CORDEX中全球气候模式HadGEM2-AO及五个区域气候模式为基础，评价了动力降尺度模型的效果，并运用两种统计降尺度方法对气候模型的降水及气温进行偏差校正，而后输入新安江模型模拟径流，以探讨以下问题1) 动力降尺度方法对于降水及气温的模拟效果是否较原始GCM输出有较大改进；2) 动力与统计相结合的降尺度方法在降水与径流模拟中是否优于单一的降尺度方法；3) 具有校正降水时序特性的偏差校正方法对于降水径流的模拟是否优于传统的偏差校正方法。
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user: 2. 研究区域与数据 2.1. 流域概况 本研究以崇阳溪，东江和湘江流域最大子流域为研究区。其中，崇阳溪流域是闽江流域上游建溪流域的主要支流所控制的流域；东江流域是珠江水系的主要河流之一；湘江流域为衡阳站以上的集水区域。表1列出了三个流域的基本信息。 Table 1 The watershed area， mean of annual maximum and minimum temperature， annual precipitation and streamflo 流域名 面积(Km 2 ) 年平均最低气温(℃) 年平均最高气温(℃) 年降水量(mm) 年径流量(m³/s) 崇阳溪 4848 14.4 23.8 1843 174 东江 25325 17.5 26.0 1758 736 湘江 52150 14.8 22.4 1464 1394 表1. 研究流域的面积、年平均最高和最低气温、降水量和径流量 2.2. 研究数据 本文所使用的气象观测数据为各流域及周边的气象站所提供的1961~2005年的降水和最高、最低气温数据，来源于国家气象信息中心的中国气象数据网(http://data.cma.cn/)。径流观测资料为流域内水文站点的逐日流量数据。其中东江流域和湘江流域均选取了各自流域出口1961~2005年的日流量数据，而由于崇阳溪流域径流资料有限，选取的是建阳站2001.1~2005.10及2006.3~2013.8的日流量数据。 本文使用的气候模型为“世界气候研究计划”(WCRP)所运行的CORDEX-EA (https://esgdata.gfdl.noaa.gov/search/esgf-gfdl/)中全球气候模型HadGEM2-AO及以此为驱动进行动力降尺度的五个区域气候模型YSU-RSM、HadGEM3-RA、SNU-MM5、SNU-WRF和RegCM4，从1980~2005年共26年的历史期日降水和最高与最低气温大模拟数据。
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user: 3. 偏差校正方法 3.1. 基于分位数的偏差校正方法 本研究采用日偏差校正方法(daily bias correction， DBC) [ 17 ]，其概念简单，应用方便且具有较好的校正效果被广泛应用于气候变化的相关研究中 [ 17 ] [ 18 ] [ 27 ]。该方法是降水强度缩放(local intensity scaling， LOCI)和日降水转换(daily translation， DT)方法的结合，因此兼具了LOCI方法在校正湿日频率和DT方法在校正降水量上的优势。其进行偏差校正的具体步骤如下：第一步以月为基础，基于观测数据的降水发生频率，确定模型降水的阈值，使得参考期降水频率等于观测降水频率，并将该阈值用于未来期模拟降水以确定湿日频率。第二步首先计算出观测数据(降水、最高和最低气温)和模拟数据在参考期各百分位数上的偏差，然后再去除未来期模拟数据各相应百分位数上的偏差。 由于DBC方法为单变量偏差校正方法，并未考虑到变量间的相关性，而降水与气温的相关性对于径流的模拟十分重要 [ 20 ] [ 28 ]。因此，本文采用Iman和Conover1982年提出的自由分布法 [ 29 ] 来建立DBC方法校正后降水与气温的相关性，以进行后续的径流模拟。 3.2. 基于马尔科夫链的偏差校正方法 尽管DBC方法能够较好的校正降水的发生频率以及降水量的概率分布，但没有考虑降水时序的校正 [ 30 ] [ 31 ]，而准确的降水时序对于小流域极端水文事件及作物生长等都具有重要的作用 [ 16 ] [ 32 ]。研究发现，马尔科夫链能校正各种气候条件下的降水时序 [ 33 ] [ 34 ]，这个过程中涉及到降水转移概率P01和P11。P01表示的是前一天是无降水的条件下，第二天有降水的概率，P11则为前一天有降水的条件下，第二天降水的概率。此外，有研究表明降水转移概率与月降水均值之间存在线性关系 [ 35 ]。由观测数据建立该种线性关系后，根据DBC方法校正的月降水均值可插值得到校正后的降水转移概率，从而生成降水序列，然后从DBC校正得到的相应月份的降水量数据中抽样以生成降水序列中湿日的降水量，具体步骤参见 [ 36 ]。该方法是由DBC方法与马尔科夫链相结合的偏差校正方法，被称为“基于马尔科夫链的偏差校正方法”(Markov Chain-based bias correction method， MCBC)。由MCBC方法的原理可知，该方法也为单变量偏差校正方法，故也采用自由分布法重建降水和气温的相关性。 3.3. 新安江模型 新安江模型是由水文学家赵人俊于1973年提出的概念性降雨径流模型，该模型在湿润地区模拟效果较好且应用广泛 [ 37 ] [ 38 ]。本研究采用三水源新安江模型进行产流划分，即将流域产流划分为地面径流，壤中流和地下径流。蒸散发采用上层、下层和深层的三层蒸发模式。汇流则分为坡面汇流和河网汇流，其中，坡面汇流中的地表径流采用单位线法进入河网进行汇流计算。本研究中利用三个流域日径流数据及其同期气象数据对新安江模型进行参数率定，模型参数优选采用单纯多边形进化算法(SCE-UA)，并将克林效率系数(KGE)最高作为目标函数寻求最优解。 3.4. 实验设计 本研究首先计算CORDEX中GCM及由其驱动的5个RCM输出的降水，最高与最低气温月均值及均方差，以简要评价单一的动力降尺度方法对于降水和气温的模拟效果。而后用两种偏差校正方法对上述气候模型数据进行偏差校正，以湿日频率，湿日降水的均值，均方差及95th分位数降水为指标评估三种降尺度方法对降水的模拟效果，同时绘制了干湿天累计频率曲线以探究两种降尺度方法在时序校正上的不同。最后，将降尺度后的数据输入率定好的新安江模型，以日径流的均值、高水流量(95%)、低水流量(5%)、多年平均月径流过程线及水量偏差为指标，评价动力与统计降尺度方法与单一降尺度方法所模拟的径流响应的区别。
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user: 5. 结论 本研究首先提取了CORDEX中全球气候模式HadGEM2-AO及由其驱动的五个区域气候模型在崇阳溪流域、东江流域和湘江流域模拟的数据，并利用DBC方法和MCBC方法对以上数据进行偏差校正，而后输入新安江模型进行径流模拟，得到如下结论： 1) CORDEX中全球气候模型HadGEM2-AO及由其驱动的5个区域气候模型对三个流域的气温与降水模拟都存在较大偏差，大部分模型的月降水均值相对偏差超过100%。相较于GCM模型，动力降尺度后得到的区域气候模型的模拟效果并不理想，甚至比GCM的偏差更大。 2) 经两种偏差校正方法校正后，所有模型模拟的降水及相应的径流的偏差大大减少且量级相当，表明与单一的统计降尺度方法相比，动力与统计相结合的方法在降水的校正上没有明显差异，对径流的模拟也不存在明显优势。在气候变化对流域径流的影响评估中，可以直接对GCM进行偏差校正。 3) 对于两种偏差校正方法而言，由于MCBC方法能较好的再现观测降水的时序从而模拟出更精确的降水，其对多年平均月径流的模拟要优于DBC方法，但两种降尺度方法对于日径流的模拟并无明显差异。
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user: 摘 要 在充分掌握文献的基础之上，对国内外球迷骚乱研究进行系统性梳理。国内外对球迷骚乱的研究视角大多为社会学、心理学。研究发现其行为特点为爆发性、多样性、时空不确定性和群体性；骚乱群体在年龄结构、受教育程度、职业上有趋同性特征。现阶段的国内研究视角有一些新的突破，但在研究方法上还有更多提升空间。学界应结合我国职业足球发展需要，建立球迷骚乱的研究体系，突破研究的学科壁垒，创造更多交叉学科。并加强对青少年参与骚乱行为和群体负面情绪的研究，充分发挥体育“社会安全阀”功能，减少球迷骚乱对社会治安带来的负面影响。 关键词 :足球，球迷，球迷骚乱，暴力行为 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在体育全球化、商业化发展的背景下，足球有着世界第一运动的美誉，但球迷骚乱行为一直阻碍着这项运动的和谐发展。无论是现代足球发源地的英国，还是足球实力强劲的其他国家，每年都有着不同程度的球迷骚乱行为。我国自20世纪80年代开始，球迷骚乱行为不断增多，“5·19”案件更是成为我国体育社会问题中不可磨灭的节点。随着2006年《中华人民共和国治安管理处罚法》的实施，球迷骚乱行为成为新的制约对象，但骚乱现象仍屡禁不止。笔者结合国内外针对球迷骚乱的实证调查研究和理论分析，总结了球迷骚乱的国内外现状、骚乱行为的特点、社会成因。并提出当前研究的不足，并给出一定的建议，为后续探索提供新的思路。
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user: 3. 研究建议 3.1. 明确球迷骚乱的界定范围 在球迷骚乱的研究中，我国学者虽然对骚乱的表现形式、群体结构都有针对性探讨，但球迷骚乱的本质内涵却没有得出统一结论，球迷骚乱虽然是球场观众暴力行为中的一种类型，但与其他球迷越轨行为有着很大区别，正是因为概念的界定不清晰，所以很容易与足球流氓混为一谈。“足球流氓”虽然是球迷骚乱行为中的一种群体组织，但他们更趋近于组织化，行动目标更加明确，足球流氓覆盖孤立的球场观众暴力事件行为、集群性暴力自发行为、具有社会性、有组织的球迷(流氓)群体暴力行为等多种形式 [ 34 ]，比赛本身只承担动员球迷，聚集球迷的职能，足球流氓就是要打上一架，以此寻求情绪上的快感 [ 35 ]。而球迷骚乱则大多属于事前无预谋策划，事中无明显指挥的从众行为。参与者受一定事件刺激，而一时性的近乎失去理智，产生了具有群体性、盲目性的破坏行为 [ 36 ]。在参与群体中，大多数英格兰足球流氓来自于社会较低层，一个较小的相对稳定部分来自中低、中产阶级和中上阶级，一个更小，同样较稳定的部分来自上层阶级或接近上层社会 [ 37 ]。而在球迷骚乱群体中，整场比赛的观众都有可能会参与其中，没有固定的阶级结构。 3.2. 扩大研究方法的运用范围 国外学者在对球迷骚乱的研究大体分为社会学、心理学、生理学视角，国内学者大多沿用以上三种理论范式，虽然在研究视角上我国学者有不断创新，但在研究方法上却有提升的空间。笔者认为，应多运用问卷调查法、访谈法对球迷群体加以针对性研究，制定合理的应对措施。 3.3. 拓宽研究思维，创造多学科融合体系 虽然社会学研究可以从宏观角度审视球迷骚乱行为成因，但并不是所有观众都有参与球迷骚乱行为的动机，正如李继刚在《体育越轨行为研究综述》中所言：“何以有的人产生越轨行为，而有些人却没有。”社会学研究没有把种种社会文化因素与个体条件挂钩，在这一重要环节上留下了缺口，从而无法解释同样环境下不同行为的发生原因 [ 38 ]。在今后研究中，研究者可以利用其他学科的研究方法，以球迷骚乱为研究主线，创造更多交叉学科。
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user: 4. 研究展望 4.1. 加强对青少年参与骚乱行为的研究 球迷骚乱是体育社会治理的对象，对于解决这种有着复杂影响因素的现象，我们必须联合社会组织、政府等多个系统，使其相互协调，共同协商从内部和外部两种途径减少球迷骚乱现象的发生频率。目前我国社会治理的基本制度框架已经搭成，但球迷骚乱问题仍屡见报端，2017年在党的十九大报告，提出要打造共建共治共享的社会治理格局，所以未来的体育社会治理功能将会呈螺旋式上升的路径发展。根据我国学者对现场观赛球迷的调查，观赛群体中，青少年的比例逐渐提升，他们具有精力旺盛，情绪易波动等特点，所以他们极易受到周围观众的情感渲染，从而参与骚乱行为。体育社会治理功能在防范青少年犯罪方面有着重要作用，笔者认为可以借鉴此经验运用到球迷骚乱治理中，根据英国SBI项目的实践经验，我们可以整合政府及非营利性社会组织的资源，以边缘青少年的需要为方向，设计具有本地特色的体育公共服务模式，将体育作为预防边缘青少年参与反社会行为的工具，降低反社会行为的危害性。 4.2. 加大对不同群体、阶层的负面情绪研究 张鲲(2005)在对部分陕西球迷进行访谈时发现部分球迷对部分社会现实问题的感触强烈。这些社会现实问题大多是由不良的社会心态导致，公众幸福感和获得感的缺位会使得球迷在场外积压大量的负面情绪，这些负面情绪大多由相对剥夺感、挫败感、焦虑组成，而当他们处于球场秩序混乱的时候，这种原始情绪将得以宣泄。很多球迷对中国球员的高收入、低水准的现象颇有说辞。“假球”、“黑哨”等现象和国家队成绩的退步正一步步吞噬球迷的希望，不利于形成高凝聚力和高度认同的球迷文化。与足球发达国家相比，足球并未融入我们的生活，它仅仅是调节生活节奏的额外需求。在价值秩序失范、价值观念扭曲的环境中，球迷群体逐渐形成一种负面的意识形态 [ 17 ]。球迷文化是社会文化中的一部分，扭曲的、异化的球迷文化会逐渐渗透至人们的日常健康生活中，影响人们的社会心态，产生更多无异于社会安全的负面情绪。党的十九大报告中再次明确了在新时代条件下以“幸福导向”为核心的执政理念，旨在为通过提升人们的内部追求，以此提升人们幸福感的持续体验，减少公众因社会阶级分化而导致的不良情绪和心理压力。在充分发挥体育的“社会安全阀”功能的基础上，满足和宣泄人类的攻击本能，创造更多缓解情感堵塞的途径。学界目前对此领域的研究大多采用“个人-群体”的研究路径，我们应着重关注于群体性的负面情绪，避免球迷因阶级对立而发生更为严重的后果。
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user: 摘 要 次季节到季节(Sub-seasonal to Seasonal， S2S)预报研究项目是由世界天气研究计划和世界气候研究计划联合发起的，旨在弥补中长期天气预报到季节预测之间的空隙，近年来被逐步应用于季风、寒潮预报等领域，但目前尚无在全球尺度上针对S2S降水产品的预报能力进行评估的研究。本研究采用了相关系数、绝对值偏差、探测率、空报率、Heidke技巧评分指数5项评价指标，对全球10个预报中心生成的S2S降水产品进行了综合评价，以期为该数据产品在水文、农业等领域的应用提供参考。结果表明：S2S降水预报的预报能力随预见期的增长而逐渐降低，在第10天后几乎丧失了预报能力。在10天预见期内，ECMWF、UKMO、KMA、CNR-ISAC的降水产品与其它预报中心相比在全球大部分区域都具有更高的可预报性；而HMCR的降水产品在全球大部分区域的可预报性较低，其它模型表现居中。空间分布而言，KMA、UKMO的降水产品在澳大利亚、北欧、东亚能够很好地捕捉实际降水特征，而其余的降水预报表现略差。 关键词 :次季节到季节预报，S2S降水预报，预报能力，空间变率 Copyright © 2019 by author(s) and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在目前的气象业务中，天气预报关注的预报时效是两周，气候预测则关注月以上的时间尺度，所以两周至一个月之间的延伸期预报一直是气象业务的空白领域。由世界天气研究计划和世界气候研究计划联合发起的次季节到季节(Sub-seasonal to Seasonal， S2S)预测研究项目，主要研究两周到六十天尺度的预报，重点关注两周以上的预报 [ 1 ]，旨在改善次季节至季节尺度预报能力，填补中长期气象预报到季节预测之间的沟壑 [ 2 ]。目前，次季节尺度的预报正处于相对早期的发展阶段，它关注的预见期较长，以至于大气初始条件在这一时间尺度上对预报提供的帮助较小；同时，这一时间尺度相对于海冰条件变化来说太短，其能提供的预报信息也较少。因此，要进行次季节预报尤其困难。与中期天气预报和季节性气候预测相比，它的进展相对较慢 [ 3 ]。所以，一直以来次季节到季节尺度的气候预测都被认为是一个“预测沙漠” [ 2 ]。 目前，对S2S时间尺度上进行的研究还主要集中在气象方面。以往研究已评估了次季节预报对热浪预测 [ 4 ]、水文预测 [ 5 ]、水资源管理 [ 6 ]、水电生产管理 [ 7 ]、以及作物产量预测 [ 8 ] 等方面的潜力。近几年，国内外学者还分别对降水和气温 [ 3 ]、寒潮 [ 9 ] 以及东亚地区夏季的气候变化过程 [ 10 ] 和澳大利亚夏季风异常 [ 11 ] 在次季节尺度上的预报进行了综合评估。此外，Bombardi等 [ 12 ] 采用了S2S研究项目中的三个全球模型验证了南美、东亚和澳大利亚北部雨季开始和结束日期的次季节预报能力；赵崇博、任宏利等人 [ 13 ] 对S2S模型BCC_CSM1.2进行了全面评估。这些研究都表明S2S预报具有一定的可靠性，但进行熟练的预报还存在一定的难度。 为了开展不同S2S数据产品的比较与应用，全球11个预报中心共同建立了一个基于现有次季节尺度业务预报产品的S2S数据库，该数据库类似于TIGGE (THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)为中期天气预报和CHFP (the Climate-System Historical Forecast project)为季节预报所建立的数据库 [ 14 ]。在将S2S数据产品应用于水文、农业等领域之前，需要对其在不同时空尺度上的预报能力进行综合评价，然而目前尚未发现对S2S降水预报在全球尺度上评价的相关文献。因此，本文采用了相关系数、绝对值偏差、探测率、空报率以及Heidke技巧评分指数5项指标，对S2S降水产品在全球尺度上的降水预报能力进行评价，以期为S2S降水预报产品在水文、农业等领域的应用提供一定参考。
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user: 2. 研究数据 2.1. S2S数据 S2S数据集包括预见期长达62天的近实时集合预报和回算集合预报数据。这些数据来自11个不同的预报中心，不同预报中心的模型设置存在差异，主要反映在时间范围、预报模式、预报频率等各方面，因此得到的预报产品也有所差异，具体见表1。Vitart等 [ 15 ] 对S2S数据库做了详细的介绍。 由于JMA的降水产品的预报频率小于其它的预报中心，故用于计算评价指标的样本点较少，可能会使得计算得到的结果的可靠性较低。因此，本文所使用的是除JMA外的10个预报中心的回算降水预报数据，所谓回算预报是指对过去一些特定的时间重新进行预报，用于校准实时预报。为了比较不同预报中心降水产品的预报能力，本文所选取的研究时段为各预报中心回算降水预报的公共预报时段，即1999~2010年。此外，由于各预报中心降水预报的时间范围不同，所以选取的数据为各预报中心的公共预报时间范围，包括起始日期在内，共有30天预见期的降水数据。由于各预报中心的预报频率不同，故各预报中心相同预见期用于计算评价指标的样本数量不同(例如，BoM降水预报中心每个月预报6次，那么每个预见期所包含的12年的数据就有6 × 12 × 12 = 864个样本用于评价指标的计算)。另外，S2S降水数据的水平分辨率为0.5˚ × 0.5˚。 Table 1 Model settings of the S2S forecast product 预报中心 预报模式 预报时段 预报时间范围 频率 海洋耦合 海冰耦合 BoM 固定 1981~2013 第0~62天 6次/月 是 否 CMA 固定 1994~2014 第0~60天 1次/日 是 是 ECCC 动态 1995~2012 第0~32天 1次/周 否 否 ECMWF 动态 过去20年 第0~46天 2次/周 是 否 HMCR 动态 1985~2010 第0~61天 1次/周 否 否 CNR-ISAC 固定 1981~2010 第0~31天 1次/5天 否 否 JMA 固定 1981~2010 第0~33天 3次/月 否 否 KMA 动态 1996~2009 第0~60天 4次/月 是 是 CNRM 固定 1993~2014 第0~61天 2次/月 是 是 NCEP 固定 1999~2010 第0~44天 1次/日 是 是 UKMO 动态 1996~2009 第0~60天 4次/月 是 是 表1. S2S预报产品的模型设置 2.2. GPCC降水数据 本文用于分析S2S降水数据的预报能力的降水资料来自美国全球降水气候中心(Global Precipitation Climatology Centre， GPCC)。GPCC是世界气象组织的官方降水数据中心，其降水数据的构建基于全球大约85，000个观测站点，通过插值得到的全球陆地格点化降水数据集 [ 16 ]。本文所选用的全球日降水量数据的水平空间分辨率为0.5˚ × 0.5˚，由GPCC提供的数据的水平空间分辨率为1˚ × 1˚，该研究采用反距离权重法插值到空间分辨率为0.5˚ × 0.5˚。此外，选用的GPCC降水数据的时间跨度为1999~2010年。
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user: 3. 评价方法 为了比较S2S降水产品与GPCC降水数据在数量上的一致性和相关性，本文分别采用了绝对值偏差(absolute bias， ABias)和相关系数(correlation coefficient， R)这两个定量指标来进行评价。其中，相关系数表示S2S降水产品与GPCC降水数据之间的线性相关程度；绝对值偏差表示S2S降水产品相对于GPCC降水数据的偏差程度。S2S降水产品对降水事件的探测能力采用探测率(Probability of Detection， POD)、空报率(False Alarm Ratio， FAR)以及Heidke技巧评分指数(Heidke’s Skill Score， HSS)进行综合评定。其中探测率越高，表明S2S降水产品对降水事件的漏报程度越小；空报率越小，空报程度越小；Heidke技巧评分指数综合反映S2S降水产品对降水事件是否发生的估计能力 [ 17 ]，HSS越高，越能更好的估计降水事件是否发生。 各指标的计算公式如下： R = ∑ i = 1 n ( ( O i − O ¯ ) ( S i − S ¯ ) ) ∑ i = 1 n ( O i − O ¯ ) 2 ∑ i = 1 n ( S i − S ¯ ) 2 (1) A B i a s = ∑ i = 1 n | O i − S i | ∑ i = 1 n O i (2) F A R = n 10 n 11 + n 10 (3) P O D = n 11 n 11 + n 01 (4) H S S = 2 ( n 11 ⋅ n 00 + n 10 ⋅ n 01 ) ( n 11 + n 01 ) ( n 01 + n 00 ) + ( n 11 + n 10 ) ( n 10 + n 00 ) (5) 式中，O i 和S i 分别表示第 i ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) 点GPCC和S2S产品的降水量，mm； O ¯ 和 S ¯ 分别表示GPCC和S2S产品的平均降水量，mm；n表示样本点的个数；n 11 为S2S降水产品和GPCC降水数据均显示有雨的天数；n 10 为S2S降水产品显示有雨但GPCC降水数据显示无雨的天数；n 01 为S2S降水产品显示无雨但GPCC降水数据显示有雨的天数；n 00 为GPCC降水数据和S2S降水产品均显示无雨的天数；其中日降水的临界值为0.1 mm (小于此值视为无雨，因为地面观测数据最高精度为0.1 mm)。 根据以上公式，能够得到不同预见期(1~30天)各中心降水预报的评价指标计算结果，并由此分析S2S降水产品在全球尺度上的降水预报能力。
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user: 4. 研究结果 4.1. S2S降水预报能力随预见期的变化 为了评价各降水预报产品的表现随预见期的变化趋势，本研究首先绘制了S2S降水产品在不同区域各评价指标随预见期的变化趋势图。由于不同区域各评价指标的变化趋势具有很高的相似性，为了避免赘述，本文仅以东亚地区为例展示并分析各评价指标随预见期的变化趋势(见图1)。其中，本研究用于计算东亚地区的评价指标的格点范围为20˚N~50˚N，100˚E~145˚E，且各评价指标的结果均为东亚地区所有格点的平均值。由图1可知，相关系数、探测率、Heidke技巧评分指数随着预见期的增长而降低，而绝对值偏差、空报率随着预见期的增长而增长。总体而言，各评价指标的变化趋势随着预见期的增长都逐渐趋于平缓，且S2S降水产品对降水的预报能力随着预见期的增长而降低，并逐渐丧失预报能力。 在东亚地区，预见期第1天S2S降水产品与GPCC降水数据具有较高的相关性，相关系数基本都在0.6以上；而在第10天以后大部分预报中心的降水产品的相关系数都降到了0.2以下。从误差方面来看，HMCR的降水产品的绝对值偏差与其它的预报中心相比较大。另外，在探测能力方面，探测率的计算结果较为分散，它的最高值和最低值相差了0.4左右，说明不同预报中心的降水产品对降水事件的漏报程度有较大差异；而且，在30天预见期内所有预报中心的降水产品的空报率都在0.5以下，说明它们在东亚地区对降水事件的空报程度均较小；此外，尽管HMCR的降水产品的探测率最高，但其空报率也最高，同时HSS最低，这是由于HSS反映的是S2S降水预报对降水事件是否发生的估计能力，不止包含漏报和空报的情况，还包含了正确预报的情况，是比空报率和探测率更加全面的评价探测能力的指标。 值得注意的是，在东亚地区，ECMWF的降水产品在预见期第11天各评价指标均出现了突变的情况，预报能力显著下降，之后又回归原本的变化趋势，说明此时ECMWF的降水产品可能已丧失了预报能力。其余的S2S降水预报在预见期第10天之后各评价指标的下降趋势也都逐渐趋于平缓，且可预报性均处于较低水平。表明10天之后，各预报产品可能均已丧失了预报能力。相似的结果在前人 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 的研究中也得到了体现，故接下来在全球尺度对比不同降水预报产品时只分析前10天预见期的结果。 图1. 东亚地区各评价指标随预见期的变化趋势图 4.2. S2S降水预报产品在全球尺度的对比研究 由于不同预见期各预报中心降水预报评价指标的空间差异具有一定的相似性，图2~6仅展示了预见期第1天和第10天S2S降水产品在研究区域内各评价指标结果空间分布用于对比研究。 预见期为1天时，ECMWF、UKMO、KMA、CNRM、CNR-ISAC、NCEP的降水预报在北美大部分地区、东亚、欧洲、澳大利亚与GPCC降水数据均具有较高的相关性，相关系数在0.6~0.9之间；特别是在澳大利亚大部分地区，以上各预报中心的降水数据与GPCC降水数据的相关系数均能够达到0.7以上；但各预报中心的降水数据在非洲、南美洲大部分区域的相关系数均在0.5以下(见图2)。 在偏差方面(见图3)，除HMCR、ECCC外，其它预报中心的降水产品在美洲、欧洲、澳大利亚以及亚洲的大部分区域的绝对值偏差在0.6~1之间，而各预报中心的降水产品在撒哈拉沙漠区域的绝对值偏差均较大，主要是因为撒哈拉沙漠地区的降水很少，较小绝对偏差便表现出较大的相对偏差值，实际上对于该地区来说降水预报意义不大。此外，HMCR的降水产品的绝对值偏差在北美西部、撒哈拉沙漠地区、中亚、东亚、南亚、青藏高原、澳大利亚的大部分区域均较大；ECCC的降水预报在撒哈拉沙漠和青藏高原地区具有与HMCR相似的情况。 图2. 各预报中心预见期为1天(a)和10天(b)的降水预报相关系数空间分布图 在探测能力方面，BoM、CMA、NCEP的降水产品在亚马逊流域的大部分区域，以及ECMWF、UKMO、KMA、CNR-ISAC的降水产品在北美和北欧的大部分地区的空报率均在0.1以下(见图4)，说明这些预报中心在相应区域对降水事件空报的情况较少。从探测率来看(见图5)，ECMWF、UKMO、KMA、HMCR、CNRM的降水产品在南美洲、除撒哈拉沙漠以外的非洲、亚洲大部分区域的探测率均能达到0.9；特别是HMCR的降水产品在全球大部分陆地区域的探测率均达到了0.9，其对降水事件发生的探测能力明显高于其它预报中心。从HSS来看(见图6)，ECMWF、UKMO、KMA、CNRM的降水产品在非洲南部、澳大利亚、南亚、东亚大部分区域均 图3. 各预报中心预见期为1天(a)和10天(b)的降水预报绝对值偏差空间分布图 图4. 各预报中心预见期为1天(a)和10天(b)的降水预报空报率空间分布图 图5. 各预报中心预见期为1天(a)和10天(b)的降水预报探测率空间分布图 图6. 各预报中心预见期为1天(a)和10天(b)的降水预报HSS技巧评分空间分布图(单位：%) 能达到60%~80%，它们在相应区域对降水事件是否发生具有较好的预报能力；而HMCR的降水产品在东亚、青藏高原、亚马逊流域、非洲东部的大部分区域的HSS只有10%。 总体而言，预见期为1天时，ECMWF、UKMO、KMA、CNR-ISAC的降水预报具有相对更高的预报能力，其适用范围较大；而HMCR的降水预报在全球大部分区域表现较差，适用范围较小；其余预报中心的降水预报能力介于以上两种情况之间，且相差不大。此外，就空间分布而言，各预报中心的降水预报在北美洲、欧洲、亚洲、澳大利亚的表现较好，特别是KMA、UKMO的降水预报在澳大利亚、北欧、东亚的表现明显较好，然而在撒哈拉沙漠地区的表现均较差。预见期为10天时，不同预报中心降水产品的差异较小，与预见期第1天相比，对降水的预报能力显著下降，但是不同预报产品之间的差异与预见期为1天时较为一致。
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user: 5. 结论与展望 5.1. 结论 本文在全球尺度上，通过将1999~2010年的S2S回算降水预报数据和GPCC降水数据进行对比，分析了S2S对全球降水的预报能力，得到如下结论： 1) 在全球区域内，S2S降水预报产品的预报能力随着预见期的增长而逐渐下降，在第10天以后变化趋于平缓且几乎丧失预报能力。 2) 在10天预见期内，ECMWF、UKMO、KMA、CNR-ISAC的降水产品与其它预报中心相比在全球大部分区域都具有更好的预报能力，其适用范围较大；而HMCR的降水预报产品在全球大部分区域表现较差，适用范围较小；其余预报中心对降水的预报能力介于以上两者之间，且相差不大。 3) 就空间分布而言，在10天预见期内，各预报中心的降水预报在北美洲、欧洲、亚洲、澳大利亚的表现均较好，特别是KMA、UKMO的降水预报在澳大利亚、北欧、东亚的表现明显较好，而在其它地区表现略差。 5.2. 展望 本文的研究结论能为S2S降水预报产品在全球尺度上的应用提供了一定的参考。但本研究仅对S2S逐日降水数据的预报能力进行了评价，并未涉及降水过程，未能对如何合理利用S2S降水产品进行流域水文过程模拟进行研究，所以下一步拟通过偏差校正等方法将S2S降水预报产品应用于径流预报中，研究其对径流预报的可靠性。
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user: 摘 要 本研究通过化学还原法在碳化丝布表面均匀负载铂纳米颗粒制备了一种铂纳米颗粒/碳化丝布(Pt/CSF)的复合材料用于柔性非酶的葡萄糖传感器，本实验所制备的碳化丝布具有良好的导电性、稳定性以及柔韧性，在负载了铂纳米颗粒以后，所制备的Pt/CSF电极材料对葡萄糖显示了良好的催化性能，具有线性范围宽(7 μM至8.5 mM)、检测极限低(7 μM)等优点，为制备柔性非酶传感器提供了一种有效的方法。 关键词 :碳化丝布，柔性，非酶，葡萄糖传感器 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 柔性电子器件由于其可以应用于可穿戴设备吸引了越来越多人的关注 [ 1 ] [ 2 ]，随着研究的不断深入，柔性电化学传感器可用于监测人体生理标志物如多巴胺 [ 3 ]、过氧化氢 [ 4 ] 和葡萄糖 [ 5 ] 等以保护人体健康。糖是人体最重要的能量来源，随着人们生活水平的提高，人体中摄入过多的糖无法被正常代谢导致体内葡萄糖含量过高，从而引发糖尿病及其并发症，危害人们身体健康。因此，制备可以快速、方便、准确检测血糖浓度的柔性葡萄糖传感器对保护人们的健康具有重要意义。葡萄糖传感器可分为含酶传感器 [ 6 ] 和非酶传感器两类 [ 7 ]，传统的含酶葡萄糖传感器有对环境要求高、稳定性不好的缺点，而非酶葡萄糖传感器由于其高稳定性，高重复性，快速响应和低环境依赖性而显示出巨大的潜力，引起大家的广泛关注。 非酶葡萄糖传感器催化剂的选择是关键，一些材料包括贵金属 [ 8 ] [ 9 ] (例如Pt，Au，Ag，Pb)、金属氧化物 [ 10 ] [ 11 ] (例如Co x O y ，Fe x O y )和非贵金属 [ 12 ] [ 13 ] (例如Cu和Ni)等可以催化葡萄糖。其中铂(Pt)纳米颗粒由于具有出色的催化作用，在过氧化氢以及葡萄糖传感器中得到了广泛的应用。Chunmei Zhang等人 [ 14 ] 在中空的介孔碳球中负载上Pt纳米颗粒来检测葡萄糖，检测限为0.1 mM。Siriwan Nantapho等人 [ 15 ] 通过调整Au和Pt的沉积顺序，制备性能良好的Pt/Au/BDD葡萄糖传感器。虽然Pt纳米颗粒具有较高的催化活性，但是容易发生团聚现象限制了其在生物传感器领域的应用。 柔性传感器的制备大多是运用传统的方法例如丝网印刷技术 [ 16 ]、印刷电路板技术 [ 17 ] 等在柔性基底表面沉积一层金属，该工艺通常需要昂贵且复杂的设备。碳化丝布由于其具有环保，柔性，导电性好、廉价易得的优点，且是编织结构，是良好的自支撑柔性基底材料在柔性器件领域具有广泛的应用 [ 18 ]，所以本研究运用化学还原法简单便捷地在碳化丝布(Carbonized silk fabrics， CSF)表面均匀负载小尺寸的Pt纳米颗粒制备葡萄糖传感器。 本研究制备的铂纳米颗粒/碳化丝布(Pt/CSF)柔性非酶葡萄糖传感器，Pt纳米颗粒均匀的分散在碳化丝布表面没有团聚现象，制备流程简单费用低。通过电化学工作站探究Pt/CSF对葡萄糖的响应性能，结果表明制作的Pt/CSF传感器在没有酶的情况下对葡萄糖具有良好的催化性能，具有较低的检测极限(7 μM)以及较宽的线性范围(7 μM至8.5 mM)，并且在弯曲的状态下，依旧保持良好的稳定性。
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user: 2. 实验 实验所用的化学试剂：六水合氯铂酸、硼氢化钠、柠檬酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、抗环血酸、尿酸均购于国药集团化学试剂有限公司，葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖均购于上海麦克林生化科技有限公司，所有试剂无需进一步提纯。蚕丝织布购于SAMSILK有限公司。实验使用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠制备磷酸盐缓冲溶液(PBS， PH = 7.0， 0.1 M)。实验中所用的水均为去离子水。 2.1. 电极材料制备 Pt/CSF电极的制造过程示意图如图1所示，以碳化丝布为基底，运用化学还原的方法在CSF表面均匀负载Pt纳米颗粒。详细的实验步骤如下所示： 图1. Pt/CSF材料的制备流程 碳化丝布的制备：将一块15 cm × 5 cm蚕丝织布依次分别用洗洁精、无水乙醇超声清洗10分钟，然后放在70℃烘箱中烘干。将洗净烘干的蚕丝织布放在管式炉中在氩气(50 sccm)的惰性气氛下于900℃焙烧2 h得到碳化丝布。 铂纳米颗粒/碳化丝布的制备：首先将0.3 ml的H 2 PtCl 6 ∙6H 2 O (40 mM)乙醇溶液加入到圆底烧瓶中，加入10 ml去离子水在室温下搅拌，裁剪2 cm × 2 cm的碳化丝布放入氯铂酸溶液中浸泡2 min，然后向溶液中加入1.2 ml二水合柠檬酸三钠(38.8 mM)搅拌2 min，之后加入1.2 ml的0.075%硼氢化钠溶液并快速搅拌5 min。最后将上述体系放入4℃冰箱中静置12 h，将碳布从溶液中取出放入烘箱中烘干即可得到铂纳米颗粒/碳化丝布。 2.2. 电极材料的结构表征和性能测试 Pt/CSF电极的微观样貌通过在Zeiss Ultra Plus场发射扫描电子显微镜和在JEM-2010F (JEOL， Japon)上的透射电子显微镜(TEM)进行表征。采用Bruker D8 Advance粉末衍射仪(德国Bruker)上记录的X射线粉末衍射测量(XRD)来研究确定晶体结构。 Pt/CSF电极的电化学性能表征是在CHI 660D电化学工作站上进行的，采用标准三电极系统，以Ag/AgCl电极为参比电极，以铂电极为对电极，Pt/CSF材料为工作电极，电解液为PBS溶液(pH = 7.0，0.1 M)。电极材料的真实样品分析是将葡萄糖浓度为5 mM，10 mM，15 mM的原始血清样品(0.1 mL)添加到PBS溶液(9.9 mL)中，并通过校准曲线法进行分析检测葡萄糖浓度。
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user: 4. 结论 本研究中，我们提出了一种柔性非酶的葡萄糖传感器，采用柔性碳化丝布为传感器基底，运用化学还原法在碳化丝布表面均匀负载金属Pt纳米颗粒。所制备的Pt/CSF非酶葡萄糖传感器在中性条件下对葡萄糖响应性能良好，具有较宽的线性范围(7 μM至8.5 mM)，低的检测极限(7 μM)等优点，同时Pt/CSF传感器具有良好的柔性稳定性以及循环稳定性，对于应用于柔性可穿戴非酶的葡萄糖传感器具有一定的研究意义。
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user: 摘 要 本文利用MICAPS系统使用全国气象站数据对2018年7月16~17日北京“7.16暴雨”事件进行了分析。通过对大尺度环流形势分析、水汽条件分析、不稳定条件分析、抬升动力条件分析以及卫星云图等的分析得出以下结论：1) 本次降雨过程暴雨范围小，局地性强，强度变化大，持续时间短。2) 环流形势上高纬低压槽提供北方干冷空气输送，西太平洋副热带高压提供南方暖湿气流和源源不断的水汽。3) 在对北京地区相对湿度场、水汽通量散度场、假相当位温场等物理场进行分析后可以观察出暴雨期间北京地区的水汽条件充足。4) 在对不稳定条件分析后K指数、SI指数和CAPE值能反应出暴雨过程中不稳定能量的堆积。5) 抬升动力条件分析可以反应出北京地区低层辐合上升，高层辐散，为降水提供良好的动力条件。6) 卫星云图显示北京地区上空存在积雨云且水汽条件充足，为暴雨提供了条件。 关键词 :北京暴雨，环流分析，副热带高压，物理量分析，卫星云图 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 暴雨定义为降水强度很大的雨，常在积雨云中形成发展 [ 1 ]。暴雨是我国常见的一种严重灾害性天气，它会对人类生产生活产生负面影响，甚至是巨大灾难 [ 2 ] [ 3 ]。暴雨的形成过程是十分复杂的，充足的、源源不断的水汽、持久的强气流上升运动和大气层结的不稳定等主要物理条件；大、中、小尺度天气系统与下垫面特别是地形的有利组合等都是暴雨的形成条件 [ 4 ] [ 5 ]。 暴雨的出现规律、形成原因错综复杂，加之对暴雨的监测与探测手段有限，造成的损失非常巨大，因此暴雨一直是我国气象工作者关注的重点 [ 6 ]。许多强降水往往都发生在特定的大尺度环流背景下，再和各种尺度的系统相互作用而造成 [ 7 ] [ 8 ]。对于大气环流方面，孙建华等 [ 9 ] 指出，在特定的长波系统形势下，天气尺度系统的停滞、充沛的水汽条件以及有利的地形是形成华北区域持续性大暴雨的原因。对于急流影响方面。也有研究认为北京暴雨的形成也受高空中带来的高空急流影响，高空急流东移随着经向度持续增大，北京地区往往处于较强的辐散区内，带来较大降水 [ 10 ]。对于水汽方面，王婧羽等 [ 11 ] 对北京2012年“7.21”特大暴雨过程进行分析后指出，暴雨区内水汽的辐合与暴雨发生的时间和空间具有较好一致性，在低层水汽的辐合起主要作用，中高层水汽垂直输送作用更为显著。在西太平洋副高作用方面，刘还珠等 [ 12 ] 认为北京大多数降水是在西风槽与副热带高压的相互作用下发生的，产生强烈的上升运动从而产生强烈的降水，对流不稳定发展有利于暴雨的局地增强。 2018年7月15日20时至17日夜间，北京及周边地区陆续迎来了大到暴雨的天气现象，导致部分道路发生内涝，公路变成河。截至2018年7月18日，降雨共造成北京全市道路塌方塌陷35处，此外，为防止降雨可能会带来的地质灾害，北京全市共转移群众5399人。造成了巨大的经济损失。因此，本文将采用全国气象站点资料，利用MICAPS系统针对2018年7月15~18日北京地区暴雨过程的主要环流形势，同时从急流影响，水汽条件、垂直运动条件、相关物理量场及不稳定层结等进行了分析，从而为暴雨预警提供参考。
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user: 2. 资料概况 气象资料来自中国气象局提供的北京市2018年7月中旬强降水过程中的各类气象要素资料，包括高空观测、地面数据、物理量数据、卫星云图等 [ 13 ]。利用中国气象局MICAPS系统软件 [ 14 ] [ 15 ] 对此次降水进行天气学分析。
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user: 3. 降水实况 中国气象局规定24小时降雨量称为日降雨量，24小时降雨量10毫米以下称为小雨；10.0~24.9毫米为中雨；25.0~49.9毫米为大雨；50.0~99.9毫米为暴雨；100~250毫米为大暴雨；超过250毫米的为特大暴雨。2018年7月16日~18日北京地区发生了一次暴雨过程。图1为北京地区此次7月16~17日暴雨天气的24小时降雨量，16日08时在霞云岭的24小时降雨量最高(图1(a))，降雨量达到了91毫米，此外的海淀区、石景山、门头沟、丰台等地区24小时降雨量均大于50毫米的暴雨水平。16日下午14时，北京气象台继续发布蓝色暴雨预警信号，17日08时24小时降雨量(图1(b))，在怀柔的24小时降雨量最高值达到了108毫米，并且17日08时的24小时降雨量(图1(c))。16日白天到17日凌晨多处地区都为暴雨天气(图1(d))。 图1. 2018年7月16日08时~17日02时北京6小时降雨量((a) 16日08时；(b) 16日14时；(c) 16日20时；(d) 17日02时) 从北京地区6小时降雨量图(图2)可以看出，本次降雨分为两个阶段。第一阶段是从16日凌晨开始降雨(图2(a))，且西部地区6小时降雨量最大，达到大暴雨水平。上午阶段北京北部怀柔一带出现大暴雨(图2(b))，降雨强度在16日下午开始减弱，晚上20时过后只有房山一带有少许降雨。第二阶段从17日凌晨开始降雨，降雨强度依然在西部地区最强，但与16日相比降雨强度有所减弱，降雨减弱开始在17日下午(图2(c))，直到17日夜间(图2(d))此次降雨过程基本结束。 图2. 2018年7月17日08时~18日02时北京6小时降雨量((a) 17日08时；(b) 17日14时；(c) 17日20时；(d) 18日02时)