mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
集成模块系统同步硝化反硝化处理低碳氮比污水的试验

以模拟低C/N比污水为研究对象,采用集成模块式污水处理装置与技术,在反应器主反应区实现了同步硝化反硝化(SND),研究了在不同DO、HRT、C/N比、pH值下污水氨氮、总氮的去除, 研究结果表明,DO=1.2~1.4mg/L,总 HRT=20h(主反应区 HRT=8h), 原水C/N=5:1,pH=7.5时,NH_3~--N可以从15mg/L降至2.5mg/L,总氮可以从20 mg/L降至4mg/L,去除率可以达到83%和80%;主反应区SND动力学模型求解得出集成模块式污水处理 SND 动力学方程及反硝化过程中硝酸盐氮饱和常数K_(NO_3~--N)=1.55mg/L,远高于普通活性污泥反硝化过程中的饱和常数0.06~0.2mg/L.集成模块式污水处理技术能高效去除低C/N比污水中的总氮,且具有运行稳定和抗冲击等优点.为中小城镇生活污水深度脱氮提供了技术支持和理论基础.
陕西潼关农田土壤及农作物重金属污染及潜在风险

对矿业活动频繁的陕西潼关农田土壤和主要农作物小麦和玉米中的Hg、Cd、Pb、Cu、Zn和As元素的污染现状进行了调查.结果表明,潼关农田土壤主要受到Hg、Cd、Pb的污染,超标率分别为89.8%,57.1%和12.2%,研究区83.6%的土壤已经受到了不同程度的重金属污染.小麦和玉米样品的调查表明,Hg、Cd、Pb 是研究区农作物最主要的污染物,小麦和玉米中3种重金属的超标率分别为39.1%和44.4%,39.1%和33.3%,47.8%和33.3%.从潜在生态危害指数可以看出,样品具有轻微、中等、强和很强生态危害的比例分别为44.9%、38.8%、12.2%和4.1%,具有轻微的生态危害的农田土壤主要分布在研究区西北部和东部;具有中等的生态危害的农田土壤主要分布在研究区中部和南部;具有强生态危害和很强生态危害的农田土壤分布在南部.小麦和玉米中重金属含量与土壤中重金属含量的相关性分析表明,小麦和玉米中Hg的含量与土壤中Hg的含量显著相关.研究表明,加紧对陕西潼关重金属污染农田的治理刻不容缓.
北京市冬季PM_(2.5)中水溶性重金属污染特征

于2011年冬季使用SASS采样器在清华大学采集PM_(2.5)样品,并对其中重金属和水溶性重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn等)以及无机离子进行了分析.结果表明,采样期间水溶性重金属浓度较高,As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn平均浓度依次为8.42,3,18,1.99,7.84,30.82, 49.27,412.81ng/m~3.Cd和水溶性As平均浓度超过《环境空气质量标准》中建议浓度限值.水溶性重金属在重污染期间易出现富集,灰霾和采暧期间As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn平均浓度都有增加趋势.水溶性重金属的逐日变化趋势与重金属和PM_(2.5)有较好的一致性.水溶性重金属在重金属中比重:50%≤Zn和As;20%
火电厂大气污染物排放标准对区域酸沉降影响的数值模拟

设计了火电厂实施2003版排放标准和2011版排放标准两种排放情景,运用Models-3/CMAQ模型系统分别模拟各情景到2015年的硫、氮沉降量,探讨2011版火电排放标准对我国大陆地区酸沉降的影响.研究表明,2011版火电标准能够有效改善我国的硫沉降状况,相比于实施2003版标准,2011版标准实施后至2015年我国大陆硫沉降总量降低了18.58%,年均硫沉降强度大于3.2t/km~2的面积减少了86.40%;2011版火电标准对我国氮沉降状况也起到了一定的改善作用,标准实施后到2015年我国大陆氮沉降总量降低了9.28%,年均氮沉降强度大于4.0t/km~2的面积减少了27.27%.
~(15)N和~(18)O在桂林岩溶水氮污染源示踪中的应用

为确定桂林东区岩溶含水层氮污染特征及其迁移转化过程,选择桂林东区地下水与地表水共27个采样点,分别在雨季和旱季进行取样分析.结果显示:桂林东区地下水NO_3~--N污染较严重,是最主要的无机氮形态.雨季地下水采样点的NO_3~--N平均浓度为12.5mg/L,超过了世界卫生组织的地下水饮用标准界限(10 mg/L);旱季地下水采样点的NO_3~--N平均含量为8.8 mg/L,虽有明显的降低,但也濒临超标.而少数地表水采样点由于受到直接排污影响,NH_4~+和NO_2~-浓度较高,其余离子浓度均较低.该区地下水中硝酸盐的δ~(15)N值范围在5‰~25‰,δ~(18)O值范围在5‰~10‰,表明该区地下水硝酸盐来源为家畜粪便和生活污水,也可能有土壤有机氮和化肥的混合,并发生微生物的硝化作用产生同位素分馏.其中一部分采样点NO_3~-的 N、O同位素比值在1.3~2.1的变化范围内,而另有一部分采样点NO_3~-的N、O同位素比值不在这个范围之内,表明该区地下水中反硝化作用并不明显,存在空间差异性.
高性能抗氧化SmCo高温永磁材料

航空航天及现代工业高技术领域对使用温度达到500 ℃的永磁材料提出了明确需求。SmCo永磁材料因其高的居里温度、强的磁晶各向异性和高的饱和磁化强度成为现有永磁材料中高温永磁材料的首选。然而,商用的2∶17型SmCo合金因其高的矫顽力温度系数使其最大工作温度不超过300 ℃。本文重点研究了2∶17型SmCo高温永磁材料、1∶7型纳米晶SmCo高温永磁材料以及SmCo高温永磁材料的抗氧化行为;研制出了可以在500 ℃及550 ℃应用的2∶17型SmCo高温永磁体;获得了具有各向异性的1∶7型纳米晶SmCo磁体;1∶7型纳米晶SmCo永磁材料在500 ℃具有良好的结构和磁性能时效稳定性;合金化和表面改性显著提高了SmCo磁体的高温抗氧化能力。
涡轮叶片蠕变损伤行为及固溶处理对叶片材料性能的影响

涡轮叶片是航空发动机及地面燃气轮机的重要热端部件,研究其损伤行为对涡轮叶片的制造及修复工作均有重要的意义。本文研究了长时与短时服役涡轮叶片的蠕变损伤行为,发现二者在蠕变空洞的形成机理上大致相同,而γ'相与碳化物的退化反应则有所差异,长时服役涡轮叶片的γ'相形貌更加粗大且不规则。对于碳化物,长时服役叶片的碳化物发生了由一次MC型向二次M_(23)C_6型的分解,而短时服役叶片的碳化物发生了由MC_((1))型向MC_((2))型的转化。此外,针对两种不同的叶片材料(K002和GTD -111高温合金),研究了不同的固溶处理制度对γ'相溶解行为的影响,发现提高固溶温度和增加固溶保温时间可以促进两种材料γ'相的溶解行为;而随着固溶时间的增加,两种材料的溶解激活能均逐渐增大,K002合金在不同固溶保温时间中的溶解激活能均大于GTD -111合金。
锶的生物矿化与地球化学代用指标在古环境重构中的应用

锶是自然界广泛分布的微量元素,与钙原子大小接近、化学性质相似。在钙的矿化中锶通过类质替换进入生物矿化体中,从而使生物体尤其是化石具有锶元素蕴含的地球化学信息。本文首先介绍了锶的生物矿化及其机制,然后着重从锶在古环境重构中地球化学代用指标作用、影响锶地球化学代用指标的因素及机制等方面分析了锶的生物矿化行为所蕴含的地球化学信息和应用现状,为今后更好地利用锶地球化学信息进行古环境重构,开展锶生物矿化的环境修复、医学应用提供参考。
高浓度三元复合体系增油效果及其作用机理研究

本文分析了高浓度三元复合驱增油效果的影响因素和经济效益。结果表明,在驱油剂费用相同时,0.12%高分聚合物驱、0.3%非离子表面活性剂/0.25%超高分聚合物二元复合驱、1.2%碱/0.3%磺酸盐/0.25%超高分聚合物三元复合驱的采收率增幅分别为19.6%、15.9%、13.7%。在高浓度三元复合体系黏度相同的条件下,体系界面张力由8.10×10~(-1)降至5.73×10~(-3) mN/m,采收率增幅由23.4% 增至27.7%。当三元复合驱黏度由36.8增至134.4 mPa· s时,采收率增幅由18.5% 增至32.9%;当段塞尺寸由0.095增至0.475 PV时,采收率增幅由15.6% 增至30.7%,但采收率增幅差值逐渐减小。在药剂费用相同的条件下,“聚合物前置段塞+三元主段塞+三元副段塞+聚合物保护段塞”组合的采收率增幅较大(33.8%)。从技术和经济效益方面考虑,推荐三元复合体系聚合物浓度范围为0.2%~0.25%,段塞尺寸为0.380~0.475 PV。对于非均质比较严重的油藏,与驱油剂洗油作用相比,其扩大波及体积作用对采收率的贡献较大。
表面活性剂对煤粉分散运移的影响

通过静态观察实验及岩心动态流动实验,考察了煤粉在不同表面活性剂溶液中的分散情况,以及煤岩与不同表面活性剂接触后的临界流速和速敏指数。所用的阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵(1831),阴离子表面活性剂为十烷基二苯醚二磺酸钠(Dowfax 3B2)、十二烷基硫酸钠和磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)。静态观察实验结果表明,煤粉在地层水中的分散性较弱,在表面活性剂溶液中更易分散,且在阴离子表面活性剂溶液中比在阳离子表面活性剂溶液中的分散性强。煤粉充填压实岩心流动实验结果表明,不加表面活性剂时的临界流速为0.25 mL/min,速敏指数为0.45;加入0.5% Dowfax 3B2、MES和1831后的临界流速分别为0.25、0.25和0.5 mL/min,速敏指数分别为0.58、0.60和0.48;加入1% Dowfax 3B2和1831后的临界流速分别为0.1和0.5 mL/min,速敏指数分别为0.57和0.48。阴离子表面活性剂对岩心的伤害程度大于阳离子表面活性剂。
压裂液用黏土防膨剂的合成与防膨效果

黏土防膨剂是压裂液体系中不可缺少的核心添加剂,能有效抑制黏土膨胀、防止微粒运移、增加地层渗透率。以浓盐酸、三甲胺为主原料,合成三甲胺盐酸盐,并在弱碱性条件下滴加环氧氯丙烷生成有机阳离子聚合物,最后在60℃下与无机盐氯化铵反应,得到淡黄色的黏土防膨剂。通过红外光谱、热重/差热分析、X射线衍射分析对其结构进行表征,考察了反应原料、防膨剂加量对防膨效果的影响。结果表明,随有机阳离子聚合物加量增大,防膨率提高,有机阳离子聚合物加量以0.9%为宜。有机阳离子聚合物加量相同时,随环氧氯丙烷与三甲胺盐酸盐质量比的增大,防膨率增加;当二者的质量比为2:1时,加量为0.35%、0.6%、0.9%聚合物的防膨率分别为85.87%、87.07%、89.58%,防膨效果较好。当黏土防膨剂加量为0.4%时,防膨率达90%以上;加量增至0.8%时,防膨率达94.1%,防膨效果良好。
N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱的合成及表征

以正十八醇和表氯醇、二甲胺等合成N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱(JHD-18),并对其表面活性以及与OP-10的复配性能进行了研究。结果表明,JHD-18在25℃的临界胶束浓度为500 mg/L,临界表面张力为28.94 mN/m,JHD-18与OP-10的摩尔比为3∶7时表现出最佳的复配效果,该复配体系的临界胶束浓度为450 mg/L,临界表面张力为20.47 mN/m,并可使油水界面张力降低至超低(10~(-3)mN/m)数量级。复配体系与地层水配伍性好,抗盐能力较强,当Ca~(2+)浓度高达16000 mg/L时,该体系与原油仍可达到超低界面张力(10~(-3) mN/m);在不同渗透率(0.32×10~(-3)~3.14×10~(-3) μm~2)岩心的驱替实验中,水驱后注入0.3 PV、质量浓度为1500 mg/L的复配体系(JHD-18与OP-10的摩尔比为3∶7)最大可提高驱油效率15.72%。
中高温低浓度合成聚合物压裂液性能研究

针对植物胶压裂液存在的问题,开发出中高温低浓度合成聚合物压裂液。压裂液组成为:0.35%~0.6%稠化剂 SKY-C100A + 0.5%~0.7%交联液+0.3%黏土稳定剂 LYC-1 + 0.6%助排剂 ZL-1 + 0.5%破乳剂 KCB-1。SKY-C100A为无水不溶物的阴离子型合成聚合物,通过改变交联调节剂SKY-Y100C加量,体系交联时间可在20率180 s可调。该体系形成的冻胶具有良好的耐温耐剪切性能。SKY-C100A加量为0.35%时,压裂液在80率100℃经170 s~(-1)(包括1000 s~(-1)下高速剪切2 min)剪切2 h后,黏度保持在77率220 mPa· s;SKY-C100A加量为0.45% 时,120℃剪切后的黏度约为220 mPa· s;SKY-C100A加量为0.5% 时,140℃剪切后的黏度约为83 mPa· s。压裂液冻胶在80℃,经历2 h的静态破胶后残渣含量约为30 mg/L。压裂液在80率120℃下的滤失系数为1.13×10~(-4)率3.62×10~(-4) m/min~(1/2),对岩心基质的伤害率为8.3%。与植物胶压裂液相比,该体系不需要其他的pH值调节剂及杀菌剂。
Fe_3O_4纳米封堵剂的制备、表征及封堵性能

通过热分解法制备了Fe_3O_4纳米封堵剂,利用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)仪、X-射线衍射(XRD)仪、透射电镜对所制备的Fe_3O_4纳米粒子进行了结构表征,考察了Fe_3O_4在不同盐度NaCl溶液中稳定性及超声时间对Fe_3O_4纳米粒子在不同盐度NaCl溶液中分散稳定性的影响,并进行了人造泥饼模拟封堵实验。实验结果表明,Fe_3O_4纳米封堵剂最佳反应温度为200℃,最佳反应时间为2 h。FT-IR分析表明聚乙二醇修饰在纳米粒子表面;XRD分析表明所制备的Fe_3O_4纳米粒子属于立方晶相;TEM分析表明所制备的Fe_3O_4纳米粒子粒径在9.5 nm左右。超声0.5 h后的所制备的Fe_3O_4纳米粒子的耐盐分散性能最好。人造泥饼模拟实验结果表明,加入100 mL质量分数为3%的Fe_3O_4纳米粒子水分散液,3.5 MPa压力下,7200 s后的滤失量只有11.3 mL,说明该纳米封堵剂堵水效果显著,是一种性能优异的纳米封堵材料。
聚合物配注系统滋生胶状物对聚合物驱效果影响

聚合物配注系统中过滤器和管线内壁存在黏性胶状物,它是注入水中微生物在系统内大量繁殖的产物,不仅会对井筒附近区域储层孔隙造成堵塞,与聚合物溶液接触后还会引起聚合物溶液性质变化,甚至会影响聚合物驱开发效果。采集杏树岗油田聚合物配注系统内滋生胶状物,经剪切后与聚合物溶液混合,形成含胶状物聚合物溶液。利用物理模拟方法,开展了胶状物对聚合物溶液性能以及聚合物驱开发效果影响实验研究。结果表明,“胶状物”加入聚合物溶液后,导致聚合物分子聚集态网络结构出现缺陷、部分分子链发生断裂,进而引起聚合物溶液黏度降低、黏弹性变差。与“高分”聚合物溶液相比较,含“胶状物”聚合物溶液在多孔介质内渗流阻力较大,传输运移能力较差。随胶状物注入量增加,聚合物驱采收率增幅呈“先增后减”变化趋势。由此可见,胶状物存在对聚合物驱开发效果存在影响,少量胶状物进入油藏有利于改善聚合物驱开发效果。随油藏非均质性加剧、平均渗透率增加,胶状物对聚驱开发效果影响程度降低。
重庆武隆鸡冠岭岩质崩滑-碎屑流过程模拟

1994年乌江重庆武隆段左侧岸坡鸡冠岭发生大型岩质崩滑,崩塌体碰撞解体后沿沟谷形成碎屑流,碎屑流体高速入江激起涌浪,最终形成堰塞湖,造成重大人员伤亡和经济损失。本文在滑坡现场工程地质调查的基础上,阐述了鸡冠岭崩滑-碎屑流的基本特征,对鸡冠岭崩滑-碎屑流运动过程中碰撞和铲刮等现象进行了分析,并基于 DAN~(3D)动力分析软件反演了鸡冠岭崩滑-碎屑流运动全过程,得到了崩滑-碎屑流速度分布规律和堆积体分布特征,模拟结果与滑坡的基本特征与堆积体分布特征基本吻合。鸡冠岭的研究成果较少,本文从数值模拟的角度剖析了鸡冠岭崩滑-碎屑流的动力特性,完善了鸡冠岭崩滑的研究。本文的研究结果为崩滑动力特性及滑坡涌浪效应研究提供了依据。
平顶山盐田互层状盐岩蠕变特性与试验模型研究

地下盐穴储气库围岩变形机理是地质可储性的关键问题。针对平顶山盐田盐层薄、夹层多以及埋藏深等特征,分别采集了纯盐岩、互层状盐岩、泥岩夹层三种岩石试样,进行了不同应力水平下的单轴和三轴压缩蠕变试验。蠕变试验结果表明,单轴和三轴状态下三种试样的蠕变均呈现初始蠕变和稳态蠕变两个阶段,互层状盐岩的初始蠕变时间相对较长,稳态蠕变率处于盐岩和泥岩之间,其变形主要由盐岩层贡献,同时层间变形的不协调导致互层状盐岩在稳态蠕变阶段出现泥岩夹层的颈缩内陷和盐岩层的膨胀外突破坏现象。根据互层状盐岩的蠕变特征,建立起蠕变模型,并根据试验数据拟合出模型参数。分析结果表明,理论模型和试验数据吻合较好,拟合参数完全佐证了上述互层状盐岩的蠕变特殊性,为盐田安全建立地下储气库提供一定的参考依据。
裂隙含水层水文地质参数反演——以黑龙江七台河市应急水源地为例

为了获取裂隙含水层水文地质参数,以黑龙江省七台河市应急水源地为例,在抽水试验和示踪试验基础上,利用数值模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)建立地下水流数值模型和溶质运移模型。通过研究溶质运移单域模型和两区模型,发现在裂隙含水层中两区模型能更好的描述穿透曲线的拖尾现象。实例研究表明利用数值模拟方法反演的含水层参数与解析法结果很接近,数值模拟的水均衡误差为0.024%,参数可靠性较高。研究发现该地区裂隙连通性较好,可作为应急水源地。
基于分数阶微积分改进的黄土西原模型

基于分数阶微积分构造的软体元件可反映介于理想固体与理想流体之间的岩土材料流变性质。应用软体元件替换传统西原模型中牛顿粘滞元件,改进的西原模型更符合材料的实际力学行为。为反映岩土材料流变的非线性特性,应用简化的SN元件与考虑应力及时间的损伤变量进一步改进软体元件的类粘滞系数,得到了由变参数的软体元件改进的西原模型。应用Q_2黄土三轴蠕变试验结果对模型进行验证,结果显示改进后的西原模型可以很好地反映黄土的整体流变特性。
可降解聚合物涂层雷帕霉素洗脱支架在治疗冠状动脉弥漫性长病变中的临床研究

目的:评价重叠置入可降解聚合物涂层雷帕霉素洗脱支架(EXCEL支架)在治疗冠状动脉弥漫性长病变中(所需置入支架长度总和>60 mm)的安全性和有效性。方法:回顾性选取2010-08至2012-05期间在我院接受经皮冠状动脉介入治疗(PCI)重叠置入EXCEL支架的冠状动脉弥漫性长病变患者71例,平均年龄为(62.85 ±10.26)岁,其中74.56%为男性患者。研究终点为住院期间和术后2年随访期间的主要不良心脏事件(MACE)。结果:71例患者,平均每个靶病变置人支架(2.61 ±0.52)个,平均支架直径为(3.21 ±0.35) mm,平均每个病变总支架长度为(73.34±13.11) mm。住院期间MACE发生率为4.23%。院外2年随访期间的靶血管血运重建率和MACE 发生率分别为9.86%和18.31%。Cox回归分析显示吸烟(风险比:12.102,95%可信区间1.460~100.309,P=0.021)、既往心肌梗死史(风险比:11.948,95%可信区间1.144~124.726, P=0.038)和既往PCI史(风险比:0.097,95%可信区间0.010~0.990,P=0.049)是影响院外MACE发生的独立危险因素。结论:EXCEL支架在治疗冠状动脉弥漫性长病变中的应用是安全和有效的,但远期随访显示MACE和靶血管血运重建的发生率明显增高。
2013年长江下游降水低频分量延伸期预报的扩展复数自回归模型

用长江下游降水低频分量和全球850 hPa 低频经向风主成分, 建立扩展复数自回归模型(ECAR), 对2013年1-12月长江下游降水低频分量进行延伸期逐日变化预报试验. 结果表明, 20-30 d 时间尺度的长江下游低频降水预测时效可达43 d 左右, 能较好地预测与暴雨过程对应的低频分量的非线性增长过程, 预报能力明显优于自回归模型(AR). 这种通过构造主要低频序列组成的扩展复数矩阵(ECM)进行复数自回归(CAR)建模的ECAR 方法, 也为展现气候系统内部分量之间相互作用的动力学过程提供了崭新的描述. 基于全球环流主要20-30 d 振荡型的发展和演变,对于提前27 d 预报长江下游地区2013年10月上旬后期大暴雨过程很有帮助, 其中南半球热带外环流20-30 d 振荡是影响2013年夏秋季长江下游地区延伸期强降水变化的一个主要因子.
一种基于非衍射波的高帧率超声成像发射系统的研究

基于非衍射波的高帧率(high frame rate, HFR)超声成像的前提是发射阵列波(array beam)声场, 但由于阵列波的正弦函数特征使对超声发射信号加权处理变得比较困难, 导致了发射系统复杂. 针对这一问题, 本文提出一种有效的解决方案. 基于傅里叶变换理论, 从方波的能量成分主要集中在基波这一特性出发, 采用单值方波对超声传感器发射信号进行加权, 用一个功率信号源和简单的电子开关网络实现了HFR 系统中所需要的发射电路. 实验表明, 这种方案对HFR 的成像质量几乎没有什么影响, 但大大简化了HFR 成像系统, 这为HFR 超声成像方法在现有B 超声系统上的实现提供了一个可行的方法.
HT_cSQUID低频通信接收机和穿墙通信接收实验

试验了一种能够在含水的岩层、土壤甚至海水中建立起无线通信的系统和方法. 该系统的关键部件, 高灵敏接收前端和接收机使用的是商品级高温超导量子干涉仪(high critical temperature superconductingquantum interference device, HT_cSQUID)磁强计和商用高速、高精度数据采集处理系统. 目前在从30 Hz 到100 kHz 频段内, 商品级HT_cSQUID 磁强计可以提供优于100 fT/Hz~(1/2)的内秉磁场噪声谱密度, 同时商用数据采集处理系统可通过软件实现对传输信息的调制、采集、解调和分析. 利用低频电磁波在导电介质中有较大穿透深度以及HT_cSQUID 磁强计低频磁场灵敏度高、体积小的特点, 对于一种能在地下(岩石和土壤)和水下(海水)环境中使用的可移动式低频无线电通讯系统实现的可行性, 进行了初步讨论. 使用面积等于1 m~2的方形线圈作为测试信号的辐射体(发射天线), 将SQUID 磁强计的传感器封闭在一个能对超低频测试信号提供较大衰减的电磁屏蔽体中, 成功地接收到了发射线圈辐射的99 Hz 调幅信号. 因此证明, 采用HT_cSQUID 技术, 可以在地面与数百米深的地下建立起有实用价值的无线电通信.
Co_2SnO_4/Graphene复合材料的制备与电化学性能研究

实验首先采用改进的Hummers 法制备氧化石墨, 然后以氧化石墨烯为前驱体, 通过水热法将锡酸钴纳米颗粒均匀镶嵌在石墨烯薄膜基片上, 最终获得Co_2SnO_4/Graphene 镶嵌复合材料. 采用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征, 通过恒电流充放电(CC)、循环伏安法(CV)与交流阻抗法(EIS)测试了材料的电化学性能. 实验结果表明, 石墨烯良好的分散性及较高的电子导电率, 可以提高锡酸钴材料的电化学性能, 材料首次可逆容量达到1415.2 mA·h/g, 50次循环后仍能保持469.7 mA·h/g 的放电比容量.
基于拉普拉斯方程的任意形状热斗篷研究与设计

如何灵活地控制和操纵热流是目前研究的热点. 本文基于拉普拉斯方程提出了一种设计任意形状热斗篷的方法. 对于形状规则的热斗篷, 在特定边界条件下求解拉普拉斯方程得到了斗篷区域材料的热导率分布解析表达式; 对于不规则形状的热斗篷, 通过数值求解拉普拉斯方程得到了斗篷区域材料的热导率参数分布.全波仿真结果表明, 所设计的二维和三维任意形状热斗篷内部隐身区域的热通量为零, 从而具有热保护功能;同时, 热流绕过斗篷后温度场恢复原来的分布, 实现了完美隐身功能. 这项研究为解决热斗篷内外边界非共形问题提供了一种可行的方法, 对热保护器件的设计和制备有指导意义.
火积理论在热功转换过程中的应用探讨

分析和讨论了火积理论在热功转换过程的应用及其局限性. 对Carnot 循环的分析表明, Carnot 循环中系统的火积是平衡的, 但火积和熵之间不存在dG = T~2 dS 这样的联系. 对于一般热力学过程, 分析表明, 在热量传递到内可逆循环中间接对外做功时, 现有的火积理论可用于系统的分析. 讨论了热功转换过程分析中火积理论与熵理论的不同. 分析表明, 两个理论的分析角度及优化输出功的前提条件是不同的. 熵产从可用能损失的角度分析热功转换过程, 而火积理论则从热量势能消耗的角度. 当输入系统的可用能给定或者输入系统的热量及热量进、出系统的热力学力给定时, 熵产最小化对应于输出功最大; 对于火积理论, 则当输入系统的热量及热量进、出系统的温度给定时, 最大火积损失对应于最大输出功. 同时, 它们各自均有局限性. 当相应的前提条件不满足时, 最大火积损失或最小熵产可能不与最大输出功相对应.
博斯腾湖浮游植物群落结构特征及其影响因子分析

2011年对博斯腾湖大湖区17个采样站位的浮游植物及水体主要理化因子进行了4次系统调查。结果表明,在17个站位共鉴定出浮游植物127种(属),其中优势种(属)9种。浮游植物群落全年均以硅藻为主导,冬、春季节,浮游植物组成呈硅藻-甲藻型,优势类群主要为贫-中营养型浮游藻类,到夏、秋季节逐渐形成硅藻-绿藻型,以富营养型的浮游藻类为优势类群。浮游植物总平均生物量为(2.51±2.95) mg/L,生物量季节变动显著,峰值出现在夏季,冬季最低。基于Canoco的多变量分析表明: 环境变量共解释了浮游植物群落总变异的54.5%,水温是影响浮游植物分布最重要的环境因子,其次为枝角类丰度。水中氮含量是影响浮游植物丰度的主要因子,同时浮游植物对水体有机物含量也有较大的影响。
饥饿对南方鲇幼鱼游泳能力个体变异和重复性的影响

为考察肉食性鱼类有氧和无氧运动能力的种内个体变异、重复性及其对饥饿的响应,研究以南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼为实验对象,在(25±0.5)℃条件下测定对照组(n=28)和饥饿组(n=29)的临界游泳速度(Critical swimming speed,U_(crit))、暴发游泳速度(Constant acceleration speed,U_(cat))和固定流速耐受时间(Endurance),分析游泳能力的个体变异、稳定性及饥饿的影响。结果显示: (1)饥饿组的体重、体长和肥满度均分别显著下降了(15.10±0.86)%、(2.57±0.40)%和(7.94±1.59)%(P<0.05),而对照组无明显变化; (2)对照组的U_(cat)和耐受时间无明显变化(P>0.05),但U_(crit)下降(6.63±2.25)%(P=0.031),而除耐受时间外饥饿组其U_(crit)和U_(cat)分别显著下降了(26.00±2.76)%和(13.68±1.86)%(P<0.001),并饥饿组U_(crit)的下降比例显著大于其U_(cat)(P<0.001); (3)并且对照组三个指标的变异系数(Coefficient of variation,CV)变化方向和程度不尽相同,饥饿组的U_(crit)、U_(cat)和耐受时间的CV全部增加; (4)南方鲇幼鱼U_(crit)和U_(cat)呈正相关且2周的饥饿并未改变此正相关。饥饿明显降低南方鲇幼鱼两种游泳能力并导致游泳能力的个体变异变大,但没有改变该种鱼的有氧运动能力和无氧运动能力之间的内在正相关关系。研究表明无氧运动能力在环境改变后显得更为保守,种内个体变异的变动可能有利于在相同自然选择压力下种内个体采取不同的捕食和避敌对策。
连续三年冬小麦精准施肥的效益分析

【目的】评价精准施肥的效益，为探索适合本地生产条件的精准变量施肥模型提供理论依据。【方法】本研究于2003-2006年连续进行了3年，均设20个精准施肥处理小区，同时设20个均一施肥处理的对照区，利用2003-2004年所得数据建立精准施肥模型，2004-2006两年根据该模型进行精准变量施肥，收获后对所有小区进行测产，同时对每个小区0~0.6 m的土样进行硝态氮含量的测定，利用地统计学软件(ArcGIS 10.0)对经济效益及硝态氮含量进行了空间差值分析。【结果】效益最高的小区都出现在精准施肥区，经济效益最低的小区均出现在对照区，硝态氮的空间差值则表明，土壤中硝态氮残留最低的小区均出现在精准施肥区，而残留量最高的小区都出现在对照区。【结论】通过3年的试验，证明了利用SPAD值进行的精准施肥具有稳定性和可靠性。
海拔梯度对高原湿地植物光合生理特性效应研究

【目的】将生长于纳帕海高原湿地的4种挺水植物即水葱(Scirpus validus)、荸荠(Heleocharis dulcis)、黑三棱(Sparganium stoloniferum)和茭草(Zizania latifolia)移栽至不同海拔生境中(3 260 m，2 437 m，1 891 m)，模拟全球气候变化，分析4种植物经移栽后叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数的变化，为湿地植物光合特性对气候变化响应提供参考。【方法】2012年5月，采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-Cor Inc., USA)对经过移栽后的4种湿地植物进行测定，同时实验室测定其叶绿素含量。【结果】经过移栽后的4种湿地植物中，茭草对环境变化最为敏感，在3个海拔梯度下均受到光抑制和低温等环境胁迫；荸荠对环境耐受性较强，在不同海拔环境中未见不良光合生理现象；水葱、黑三棱仅对海拔3 260 m的环境表现出光抑制和低温胁迫等不良光合生理现象。【结论】4种湿地植物中荸荠的抗逆性最强，水葱和黑三棱次之，茭草最低。不同植物的光合生理差异性是自身生理因素和不同海拔下的环境因素共同作用的结果。
结实期施氮对寒地水稻群体源库关系及产量的影响

【目的】研究结实期不同施氮量对寒地水稻群体源库关系及产量的影响，为结实期合理施氮提供理论依据。【方法】采用随机区组设计，研究结实期5个施氮水平对空育131群体源库关系及产量的影响。【结果】施氮22.5~67.5 kg/hm~2对空育131的叶面积指数、库容量、平方米穗数、穗粒数、千粒重、产量及整精米产量均有一定的促进作用，存在最适值；施氮67.5 kg/hm~2时稻谷产量及整精米产量分别达到13 581 kg/hm~2、8 914 kg/hm~2，与对照差异均达到极显著水平。【结论】在寒地条件下，施氮67.5 kg/hm~2对空育131的增产及其他指标的综合提高效果明显，结实期适量施氮可以提高群体稻谷产量和整精米产量。
多组分烃类混合物气液两相流格子玻尔兹曼模型

针对传统格子玻尔兹曼模型无法处理真实多组分混合物气液两相流的问题,提出了一种新的基于四参数(临界温度、临界压力、偏心因子、体积修正因子)状态方程的多组分格子玻尔兹曼模型。模型首先使用烃类混合物状态方程计算混合流体间作用力,并提出一种将混合流体作用力分配给各流体组分的方法,从而计算出混合流体中各组分所受作用力,再使用精确差分方法将组分作用力引入格子玻尔兹曼模型。同时为正确反应黏度变化对多相体系流动过程的影响,引入 LBC(Lorentz-Bray-Clark)黏度模型计算混合流体的黏度。利用该模型,分别模拟了甲烷、乙烷、丙烷等多组分气液两相共存问题。新模型计算结果与使用逸度平衡方法获得的理论解吻合度较高,验证了新模型的正确性。
煤层气解吸阶段划分方法及其意义

为了定量分析煤层气解吸特征对产能的影响,基于兰格缪尔等温吸附理论,建立了煤层气解吸阶段划分方法,并通过煤层气开发实例分析了方法的指示意义。引入解吸效率定量表征不同压力下的煤层气解吸速率。根据数学曲线上的关键节点,定义了启动压力、转折压力与敏感压力;不同煤样3个关键压力点的解吸效率为定值,据此将煤层气解吸过程划分为低效解吸、缓慢解吸、快速解吸与敏感解吸4个阶段。研究表明:快速与敏感解吸阶段对煤层气井产能贡献很大,低效与缓慢解吸阶段则很小;煤层吸附能力、含气性和储集层压力是影响煤层气解吸特征的关键因素。沁南和柳林地区煤层气开发现状表明建立的解吸阶段划分方法可以有效指导煤层气开发。
松辽盆地富拉尔基油田油气输导体系

通过对松辽盆地西斜坡北部300余口探井的沉积学和石油地质学分析,研究下切谷充填体对富拉尔基油田油气成藏的输导作用。富拉尔基油田的主力产层是姚家组二、三段砂岩,油气主要来源于80 km 以东的齐家 —古龙凹陷,油气远距离运移的输导层主要为充填下切谷的逐层超覆砂岩复合体。向盆地方向,下切谷充填体与齐家—古龙凹陷的三角洲砂体叠覆衔接;向盆地边缘方向,下切谷充填体与最大湖泛期形成的滨浅湖砂质滩坝叠覆衔接,形成三角洲—下切谷充填沉积体—滨岸砂质滩坝叠覆的富砂沉积体系。向盆地方向,三角洲砂体分叉尖灭在泥岩(成熟烃源岩)中,将有效烃源灶生成的油气输导至下切谷充填体中,沿下切谷底界面溯源逐层叠置超覆的下切谷充填沉积体远距离输导油气,上倾尖灭的滨浅湖砂质滩坝岩性圈闭捕集油气,形成富拉尔基油藏。与下切谷充填体相关的富砂沉积体系中,有效油气输导体系局限于杜412井—杜71井—杜65井—江39井—江41井及富拉尔基油田一线。单纯油气输导通道为油气浸染程度高、残余油饱和度低的产水层,北西向串珠状分布的白音诺勒、二站、阿拉新、江桥等油气田的形成与这一油气有效输导体系密切相关。
基于岩心及密井网的点坝构型与剩余油分析

基于大庆油田杏北地区葡Ⅰ3_3~2单元密井网及直井与水平井岩心资料,参照现代沉积及古代露头模式,岩电结合求取侧积夹层构型参数,进而分析三角洲分流平原曲流型分流河道点坝侧积夹层三维构型特征及剩余油分布规律。研究结果表明,杏北地区葡Ⅰ3_3~2单元点坝侧积夹层具有薄、缓、密的特点:夹层的厚度多为2~ 25 cm;夹层上部和下部倾角较小,多在2°~ 5°,中部较陡,为7°~ 10°;平面分布密度达到0.11条 /m。侧积夹层平面上呈新月形排列,剖面上呈叠瓦状、斜列式分布的三维空间结构特征。受侧积夹层构型特征及侧积体物性差异影响,点坝中下部水淹严重,剩余油主要分布在中上部。水平井水平段应设计在点坝中上部,可钻穿多个侧积体的中上部,增加供油单元,提高采收率。
多级脉冲爆燃压裂作用过程耦合模拟

针对多级脉冲爆燃压裂作用过程瞬态性、多场耦合复杂性,建立多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,并进行模拟计算和矿场应用分析。将多级脉冲爆燃压裂作用过程分解为火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂和裂缝延伸5个子系统,基于给定的基本假设建立各子系统的动力学模型,并借助节点系统分析方法得出多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,既可定量计算合理装药量,又可对爆燃压力、裂缝形态进行定量动态预测。通过模拟计算分析了多级脉冲爆燃压裂过程中爆燃压力、压挡液气液界面位移、裂缝长度的变化规律,并将全过程按时间分为5个阶段。矿场应用结果表明:基于该方法开展的多级脉冲爆燃压裂在设计药量下可成功压裂油层并降低破裂压力,确保后期措施顺利进行。
川中震旦系—二叠系古岩溶塌陷体成因、特征及意义

基于三维地震资料精细解释和地震属性分析,结合成像测井和取心资料,研究川中震旦系—二叠系碳酸盐岩层系古岩溶塌陷体成因、特征及油气地质意义。古岩溶塌陷体在垂向上广泛发育于震旦系—二叠系碳酸盐岩层系,平面上主要沿断裂末端、转折部位及多条断裂的交叉处分布,剖面上表现为地震同相轴的“下拉”现象。断裂活动是古岩溶塌陷体的主要成因,古岩溶塌陷体的形成演化主要经历了桐湾一幕、桐湾二 +三幕以及早加里东期3个阶段,最终定型于二叠纪末期。古岩溶塌陷体储集层具有多层发育、分布广、储集物性好的特征,储集空间由先存孔隙、构造成因缝以及塌陷成因缝复合构成。按照地震尺度,可以将古岩溶塌陷体划分为多层系洞穴系统塌陷体、多层系洞穴通道塌陷体和层内洞穴塌陷体3种类型,上覆变形地层中裂缝分布范围广的多层系洞穴系统塌陷体和多层系洞穴通道塌陷体可能是下一步勘探的有利目标。
东海盆地丽水凹陷油气成因、来源及充注过程

基于东海盆地丽水凹陷天然气气样和油样的组分及稳定碳同位素分析成果,结合构造发育史、生烃史和成藏史等地质背景,研究东海盆地丽水凹陷油气成因、来源和充注过程。丽水凹陷目前发现的天然气有两类,一类是WZ13-1-1井的高含CO_2、低含油型热解气气藏,另一类是LS36-1-1井、LS36-1-2井和 LF-1井高含油型热解气和煤型气的混合气、同时还含有一定量 CO_2的气藏。天然气中烃类气体均为有机热成因气,其中油型热解气为来源于月桂峰组的高成熟气,始新世中晚期—渐新世早期充注;煤型气是来源于明月峰组的低熟气,晚期充注。LF-1井的 CO_2为有机成因,其余井的 CO_2主要来源于深部无机幔源气,充注时期约为渐新世,各井混入幔源 CO_2的程度不同。WZ6-1-1井原油为腐泥型高成熟度油,主要来源于月桂峰组,始新世中晚期—渐新世早期充注;LS36-1构造凝析油为腐殖型低熟油,主要来源于明月峰组,晚期充注;LF-1井原油则可能具有混源成因,较大比例原油来源于月桂峰组。
三塘湖盆地条湖组致密油地质特征及勘探潜力

应用地震、测井、录井和分析化验资料,研究新疆哈密地区三塘湖盆地二叠系致密油地质特征及勘探潜力。三塘湖盆地二叠系条湖组二段发育高孔低渗型致密沉凝灰岩储集层,储集层粒度细,纳米级孔喉占88.3%,空气渗透率小于0.5×10~(–3) μm~2;储集层脆性大、易于压裂,含油饱和度高,原油密度较高。条二段致密沉凝灰岩储集层中原油主要来自下伏芦草沟组优质烃源岩,源储纵向相距100~ 500 m,烃源岩生成的中质原油经油源断裂向上运移至条二段储集层中聚集,具有他源充注、源储分离的聚集特征。致密油分布主要受芦草沟组烃源岩和条二段沉凝灰岩储集层控制。马朗—条湖凹陷条二段致密油甜点区勘探面积约203 km~2,预测甜点区资源量2.4×10~8 t。
四川盆地高石梯—磨溪大气田稀有气体特征

以四川盆地高石梯—磨溪大气田为例,对震旦系灯影组、寒武系龙王庙组天然气稀有气体进行全组分含量和同位素检测,并判别其成因。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体 He 含量高于大气中 He 含量1~ 2个数量级,其中灯二段天然气中 He 平均含量为512×10~(–6),达到工业利用标准;而 Ne、Ar、Kr、Xe 含量相对较低,低于大气含量值。稀有气体全组分含量总体由震旦系灯二段、灯四段至寒武系龙王庙组逐渐降低。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体 ~3He/~4He 值总体为10~(–8)量级,~(40)Ar/~36)Ar 值总体为1 024~9 559,~(132)Xe 相对过剩而 ~(129)Xe 相对亏损,表明 He、Ar、Xe 均为典型壳源成因,且气田深部没有活动性强的深大断裂和通幔断裂,构造活动较为稳定。
胶西北新城金矿床硫同位素地球化学

新城金矿床是胶西北金矿集区中典型的破碎带蚀变岩型金矿床，其热液成矿作用可划分为四个阶段：黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-方解石阶段(IV)，其中金主要赋存于II和III 阶段的黄铁矿内。该矿床赋矿围岩为郭家岭岩体，岩性为石英二长岩和二长花岗岩，主要为胶东群变质基底经部分熔融形成。胶东群变粒岩硫同位素较为均一（δ~(34)S值介于6.9%~9.4%,均值为8.0‰）；郭家岭岩体的（δ~(34)S值介于6.0‰~16.0‰，均值为8. 6‰，反映了其硫同位素组成总体上继承了变粒岩的硫同位素特征；长英质脉岩的δ~(34)S值变化范围为0.8‰~8.5‰（均值为6. 7‰），其中4件样品的δ~(34)S值变化范围为7.4‰ ~8. 5‰，反映了其硫主要源自于郭家岭岩体，变粒岩可能提供了部分硫源；而其中1件样品的（δ~(34)S值仅为0.8‰，符合岩浆硫来源特征，表明深部岩浆可能也提供了部分硫源。新城金矿床矿石中硫化物δ~(34)S值变化范围较大（4.3‰ ~ 10. 6‰，均值为8. 3‰），表明矿石硫可能源于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩，最终主要来源于胶东群变质基底。I阶段黄铁矿颗粒较小(5~600μm)，晶形主要为立方体，反映其处于温度较高(300 ~350℃)、成矿流体的过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、冷却快速、物质供应不足的成矿环境；黄铁矿δ~(34)S值变化范围为8.4‰~ 10. 6‰,均值为9. 7‰，反映了矿石硫可能源自于δ~(34)S值较高的郭家岭岩体和变粒岩。II和III阶段黄铁矿粒径变化较大(3μm ~2. 5mm),晶形主要为五角十二面体，反映其处于中-低温度(200 ~30℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境。其中，Ⅱ阶段黄铁矿δ~(34)S值变化范围为7.7‰~9.7‰，均值为8.7‰,表明矿石硫源除郭家岭岩体和变粒岩外，δ~(34)S值较低的长英质脉岩可能也提供了部分硫源。Ⅲ阶段硫化物δ~(34)S值变化范围较大（4.3‰~9.4‰，均值为7. 1‰），闪锌矿-方铅矿硫同位素热力学平衡温度范围为180~282℃，氧逸度约为10~(-37.3)~10~(-36.8)，反映了矿石硫源自于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩，硫化物δ~(34)S值变化范围较大可能是硫同位素分馏达到平衡的结果。IV阶段黄铁矿粒径最小(1 ~5μm)，为晶形完好、表面光滑的立方体晶形，表明其处于较低温度(<200℃)，成矿流体的过饱和度较低、氧逸度和硫逸度较低、物质供应不足的成矿环境。
WRF模式对夏季黑河流域气温和降水的模拟及检验

利用NCEP/DOE再分析资料驱动中尺度区域模式WRF对1999—2008年夏季(6—8月)黑河流域及周边地区气温和降水进行了模拟,并检验了区域气候模式在山区复杂地形条件下的模拟性能,客观评估了复杂地形条件下气候模拟的性能。气温和降水空间分布的对比分析表明,高分辨率WRF模式较粗分辨率的再分析资料能更精细地模拟出复杂地形条件下山区气温和降水的分布特征,充分体现了高海拔山区复杂地形对气温和降水空间分布的影响。通过BSS指标对气温、 降水模拟的定量评估表明,在复杂地形条件下,WRF模式可以在几乎所有观测站点提高气温模拟的准确性,也可以为复杂山区没有观测站点地区气温的空间分布和量值提供数据支持。对降水量模拟的准确性低于气温模拟,半数的站点模拟值较再分析资料更接近观测值,位于祁连山东南侧站点降水量模拟值偏大,可能与WRF模式中地形对水汽输送的抬升作用有关,也可能与观测站点对该区域的代表性有关。
中国干旱半干旱地区的冷季快速增温

利用中国713个观测站均一化的月平均温度资料,详细分析了近55年中国温度变化的季节性及区域特征,并进一步分析了中国干旱半干旱区冷季增温前后的大气环流特征。年际变化结果表明,中国的增温现象主要是从20世纪80年代中期开始,90年代快速增长,21世纪初增温变缓,其中干旱半干旱区的年均增温速率是湿润半湿润区的1.7倍。季节性特征为冷季增温速率是暖季的1.9倍,干旱半干旱区的冷季增温速率较大,都超过了0.3℃·(10a)~(-1),其中青藏高原、 内蒙古中部、 东北和华北增温尤其显著,湿润半湿润区的冷季增温相对较慢,其中中西部地区比东部沿海增温较慢。干旱半干旱区的冷季温度在1986年左右发生显著暖突变,突变前后的大气环流对比分析表明,极涡强度减弱、 东亚大槽和欧洲浅槽变浅、 极地冷高压和西伯利亚高压偏弱、 气旋性异常环流和东部地区的异常东南气流都有利于干旱半干旱区冷季的快速增温。
三次非超级单体龙卷风暴多普勒雷达特征对比分析

利用济南和烟台多普勒天气雷达资料,结合环境物理量和天气实况,对发生在山东境内的3次非超级单体龙卷风暴进行了分析。结果表明,三次龙卷过程发生在利于雷暴产生的环境形势下.低层湿度大,低层明显的垂直风切变和有利的地形是三次非超级单体龙卷发生的有利条件。三次龙卷都发生在风暴单体发展阶段,风暴顶高和强中心高度在1个体扫时间内迅速增高。上升气流的加强和复杂的地形是诱发小尺度强切变的主因。风暴单体的迅速发展,需要强的上升气流配合,上升气流将水平方向的旋转切变抬升为垂直方向,在复杂地形作用下可产生局部小尺度涡旋运动,诱发小尺度范围的强切变,从而导致龙卷发生。
华北暴雪过程中的急流特征分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2009年11月10—11日华北中南部大范围暴雪过程进行了分析。结果表明:(1)这次大暴雪发生在500 hPa高空槽、 700 hPa低涡切变线及河套锢囚锋共同配合的天气系统下。(2)暴雪区位于200 hPa极锋急流入口区的右后方和副热带急流出口区的左前方、 700 hPa西南急流的左前方、 925 hPa和850 hPa偏东急流的右前方。(3)不同高度的急流共同作用形成这次大范围的暴雪天气过程。低空急流是在高空急流的耦合下形成和发展的。容易耦合的区域是在高空急流入口区右侧或在高空急流出口区左侧,正涡度平流随高度增大的区域。(4)西南急流为暴雪区提供充足的水汽并在暴雪区形成高湿区,从而建立和维持了暴雪区上空的对流不稳定层结。(5)西南急流与偏北急流在暴雪区上空形成辐合,在暴雪区上空产生抬升作用。(6)高、 低空急流耦合所形成的次级环流,增加了上升运动并触发不稳定能量的释放,增加了暴雪强度和持续时间。(7)925 hPa东风急流在暴雪区的边界层形成了干冷空气垫,有利于偏南暖湿气流的爬升,加强了动力抬升作用。
中低层水平风速对闪电和降水影响的数值模拟

利用三维雷暴云动力电耦合模式,对无风, 弱风, 中等强度风和较强风这四种不同中低层水平风速情况下雷暴的发展特征进行了敏感性试验。模拟结果表明,随着中低层水平风速增大,雷暴云内粒子生长受到抑制,云内起电过程将变得缓慢,起电区域发生转移,更长的起电时间使云内产生更大的电场、 发生更剧烈的放电过程,但若风速过大,云内电场将被严重抑制而不发生放电,中等强度风最有利于闪电发生。中低层水平风速在一定范围内增长将使降水增多,但若风速过大,降水将减少。中低层水平风对闪电和降水影响明显,在对雷暴云闪电和降水的研究中应当综合考虑其对云内动力、 微物理过程的影响。
一次槽后型大暴雨伴冰雹的形成机制和雷达观测分析

利用常规气象观测资料、 新一代天气雷达、 自动站、 NCEP再分析资料等对西北气流形势下一次局地大暴雨伴多次降雹的强对流天气形成机制和对流系统结构进行了精细化分析。结果表明:(1)局地大暴雨伴冰雹发生在西北气流控制和大气层结极不稳定的形势下,14:00(北京时,下同)CAPE较08:00显著增大,为大暴雨和冰雹提供了不稳定能量; 对流层低层的水汽含量大值中心为后向和前向传播新生单体的不断生成提供了充分的水汽条件; 地面局地加热不均匀,午后地面温度达到对流温度临界值使地面暖气团自由上升,从而产生初始对流回波。在达到热力对流的条件下,地面中尺度辐合线和露点锋对局地大暴雨伴多次冰雹天气的发生有加强触发作用,地面中尺度低压是辐合维持和水汽集中的重要原因。(2)雷达图上,初始回波在周口附近生成、 加强并向东南方向移动的过程中,其后侧和右后侧不断有中γ尺度对流单体生成,新生单体经历了积云生成加强、 成熟合并、 减弱消散阶段,其传播方向和移动方向近于相反,使周口附近强回波呈准静止动态平衡状态而持续存在。随后,在许昌到太康近东西向带状回波的前侧不断有中γ尺度新对流单体生成,并与周口附近后向传播的对流单体相接,排列成西北_东南向的线状多单体回波带,前向传播和后向传播分别经历了后侧减弱和前侧减弱阶段,中间回波在周口附近发展最旺盛。向前和向后两种传播形式多单体结构中的中γ尺度对流单体形成显著的"列车效应"使周口、 西华出现局地大暴雨和多次降雹。在平均径向速度图上有中尺度涡旋,西北_东南向线状对流回波带在中低层有辐合-辐散-辐合相间的结构特征,在高层则与中低层相反,线状雷暴系统的形成和演变与强雷暴下沉气流抬升暖湿空气有较大关系,对流单体生成于低层辐合、 高层辐散处。
城市下垫面对北京冬季气象要素影响的模拟研究

首先总结和分析了气象站观测的2012年1月北京地区主要天气过程和月平均物理量分布特征,然后利用中尺度天气预报模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),通过个例模拟平均和平均场模拟两种方法分别模拟了1月北京新、 旧城市土地利用状况下月平均2 m温度、 2 m比湿和10 m风速; 将模拟结果与观测结果验证之后,对比分析了两种模拟方法反映城市发展对冬季月平均气象要素的影响特征。结果表明,两种模拟方法均具有较好的模拟效果,对城区月平均2 m温度、 比湿的模拟命中率在70%以上,10 m风速超过60%,且二者对研究区月平均物理量的模拟在空间分布特征和日变化规律是一致的,平均场对2 m气温的模拟效果好于对湿度和风速的模拟; 城市下垫面发展对北京地区冬季月平均气象条件影响显著,两种方法在模拟城市发展对月平均气象条件影响方面有较好的一致性,个例模拟平均方法能得到极端影响状况,平均场模拟方法局限性在于无法得到极端影响状况和降水模拟。
基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟

文章以江西省曹水作为山洪灾害淹没模拟的研究区域，通过嵌入河道栅格修订数字地形，采用FloodArea水文淹没模型对数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）对修订前后的同一降水过程进行模拟，结合实地考察流域内淹没痕迹和水文站水位资料对比分析两者的模拟结果，并利用确定性系数和Nash-Sutcliffe效率系数对2000-2010年间出现的强降水过程的模拟结果进行验证。结论表明：基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟能较好地反映曹水流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深，该方法可作为推算曹水流域的山洪灾害致灾临界面雨量的基础。
辽宁盛夏降水大尺度环流及2010年降水异常成因分析

利用1961—2010年辽宁省53个气象站逐日降水量和NCEP/NCAR全球再分析资料,对盛夏辽宁降水异常的大尺度环流特征进行了物理诊断分析,并对2010年盛夏主汛期辽宁降水异常偏多的环流特征进行系统研究。结果表明,副热带西风急流位置偏北偏强、 西太平洋副热带高压脊线西伸北抬以及低空偏南急流带来的水汽和动力抬升作用,是造成2010年盛夏降水异常偏多的大尺度环流因子。
雷暴大风落区的天气学模型和物理量参数研究

对1971—2008年山东雷暴大风的气候特征、 天气系统配置模型和物理量参数特征进行分析研究。结果表明,雷暴大风的天气系统分为四种类型:槽前型、 槽后型、 副热带高压(下称副高)边缘型和横槽型。春季和秋季以槽前型为主,6月和8月槽后型较多,副高边缘型只出现在7月。副高边缘型的对流不稳定能量最高,0~6 km风垂直切变最小; 槽后型风垂直切变最大,对流不稳定能量也较大; 槽前型的风垂直切变和对流不稳定能量都较大; 横槽型的风垂直切变和对流不稳定能量都较小。在鲁西北和鲁中地区槽前型最多,鲁南地区槽后型最多,横槽型主要影响山东北部和半岛地区,副高边缘型主要影响鲁西北和鲁中地区。在内陆地区,春季大气湿度小,不稳定能量低、 上下层温差大、 0~6 km风垂直切变大,大风指数大; 夏季低层大气暖湿,对流不稳定能量高、 风垂直切变小,大风指数小。鲁南地区产生雷暴大风的温湿条件比鲁西北和鲁中地区高。在山东半岛的沿海地区,低层大气湿度大、 温度低,对流不稳定能量小,大风指数较小,但是K指数、 θ_(se)上下层之差和0~6 km风垂直切变较大,低层大气温度和湿度的月变化较小。
辽东半岛热带气旋暴雨的中尺度结构及复杂地形的影响

利用中尺度非静力模式MM5,对9711号台风Winnie登陆转向渤海, 在辽东半岛地区引发的大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析,并分析了该暴雨过程的中尺度结构特征和地形对辽东半岛降水的影响。结果表明: (1)台风Winnie影响辽东半岛期间,与其西北和东北部的冷空气相互作用,在半岛东侧和北部出现局地垂直次级环流,有利于中尺度暴雨云团的发展。(2)地形对台风降水量有明显的增幅作用,降水量与地形的走向一致,迎风坡降水量增加,背风坡降水量减少,地形强迫抬升作用在辽东半岛地区造成的降水量约占模拟总降水量的40%, 强降水区与辐合带相对应。(3)地形强迫作用加强了低层的偏东气流,有利于中尺度气旋性涡旋系统的生成, 发展,从而导致中尺度对流云团的加强和维持。(4)地形强迫作用可以改变台风的局部环流。当地形强迫产生与台风环流相同的气旋性扰动时,台风环流局部增强,降水量相应增大; 当地形强迫产生与台风环流相反的反气旋性扰动时,台风环流局部减弱,降水量相应减少。
一次强飑线及飑前中小尺度系统特征分析

使用常规天气、灾情、自动站、卫星云图、雷达回波和风廓线雷达等资料，采用统计对比分析和特征提取等方法，对2012年4月10日强飑线天气系统进行分析和研究，结果表明：(1)此次强飑线是由若干个倾斜深厚对流单体所组成，具有紧密排列的回波带结构。(2)云图上表现为中尺度对流系统(MCS)结构特征，随着MCS东移降水冷却、西南气流输送暖湿空气和午后地面温度不断升高，地面开始形成温度梯度较大的温度锋区。(3)飑线形成前期，MCS南侧出现多条平行短带"梳状"回波特征，并在其南端不断产生对流单体回波，最后发展成飑线回波带。(4)飑线移动前方不断产生具有"前伸"、TBSS和假象回波结构的局地雹云超级单体回波群，这些飑前中小尺度系统是产生此次冰雹灾害的主要回波系统。(5)5 min风廓线雷达资料在前期阶段，能够观测到西南急流的演变情况，包括急流中的大风区。(6)当飑线系统临近时，受飑线中尺度环流的影响，飑线移动前方具有较强的上升运动，且伸展高度可以达到6000 m，但垂直速度、Cn~2和SNR都较小；当飑线系统过境时，具有很强的水平风切变，受到强降水的下曳作用，垂直速度、Cn~2和SNR都明显加大；飑线系统过境后，恢复到前期阶段。
利用经验正交函数绘制低频天气图的研究

根据NCEP/NCAR1再分析资料及GFS模式资料，利用经验正交函数分解及Morlet小波变换方法，制作EOF低频天气图。与Butterworth滤波方法提前设定低频周期不同，该方法遵从大气自身的时-频变化特征，能够及时调整显著周期，提取研究时段的主要低频振荡。跟踪分析表明：EOF低频天气图上的低频系统的准周期性和准定常性都较为稳定，能够反映大气环流的主要特性。比较而言，在EOF低频天气图上，中低纬地区的主要低频系统的位置及气流的辐合区更接近实际大气的主要特征。而Butterworth低频图对中高纬低频系统的刻画能力更强。可综合两种低频图的特点加以利用。另外，利用GFS模式的预报场获取未来1~10 d的EOF低频预报图，将其用于延伸期预报，可增长低频天气图方法的预报时效。
2012年7月中旬克拉玛依罕见强对流天气的数值模拟分析

本文利用NCEP-FNL分析资料、自动站观测资料、卫星云图、天气雷达探测资料以及WRF模式的模拟结果，对2012年7月14日新疆克拉玛依罕见的短时强降雨和冰雹强对流天气的机理进行了诊断分析，结果表明：在大尺度湿性不稳定层结的环境场中，冷空气的入侵在山区地形配合下，在背风坡侧造成强烈的水平温度梯度和地面辐合线，利于强对流的发生。WRF模拟结果显示，高低空风速大值区的配置，环境风场的垂直切变，垂直方向上假相当位温的鞍形配置给垂直上升运动的加强提供基础，使最大上升速度达到6.5 m·s~(-1)，上升高度达9 km，同时也看到，由于中层湿中性层结较薄，难以长时间维持上升运动的发展，上升运动区较为窄小，强降雨发生区域仅为二十几千米。山区地形对强对流发展的作用较为复杂但也很明显，地形阻挡加强了地面风场的切变辐合，同时气流过山引发正负位势涡度带的生成和传播，激发垂直环流的形成，为强对流发展提供动力条件。
“菲特”减弱时浙江大暴雨过程成因分析

文章利用常规观测和自动站加密、凉帽山高塔、雷达站及NCEP再分析等资料，分析了2013年10月7-9日1323号"菲特"台风登陆减弱后浙江异常强暴雨事件，得到：这次大暴雨过程是"菲特"减弱后，由于北侧的弱冷空气从近地层渗透流入，导致垂直涡度加强，上升气流增强，高层出流强，低层能量锋区堆积，辐合增强，诱生中小尺度系统而产生的；由于东侧"丹娜丝"的活动，使得浙江北部地区有持续强盛的偏东气流，提供了充沛的水汽和能量，近地层偏东气流和东北气流的辐合是强降雨的动力机制。偏东风明显增大比雨量增大有2 h左右的提前，水汽增加和减少与雨量增大和减小有6 h的提前；呈喇叭口状西高南高的杭州湾地形有迎风坡作用和地形辐合，对偏东、东北气流参与造成的降雨过程有增幅作用。由此，秋季台风雨量预报要考虑冷空气的加入可能引起的强降雨时间延长；盛行偏东风时，杭州湾海域风力明显偏大，可能引起周围地区的降雨增幅；用当地多源资料、边界层观测资料做暴雨预报局地性临近修正有很好的指导意义。
导致区域性雷暴大风天气的云型分类及统计特征分析

利用2005-2011年的静止卫星、常规探空和重要天气报资料，文章选取了18次典型区域性雷暴大风过程，在分析500 hPa天气形势基础上对导致雷暴大风的强对流云型进行了分类分析，其发展过程可划分为初始、发展、成熟和消亡四个阶段。对静止卫星观测的定量特征分析表明，对流云团中IR1通道和水汽（WV）通道的亮温差基本为负值，其值的不断减小预示着强对流在持续发展；在监测和预报雷暴大风天气时，需要特别关注长椭圆形强对流云带的右侧和其右侧的孤立对流云团，尤其是TBB（红外亮度温度）低负值区、TBB高梯度区、IR1和WV通道亮温差值区及大梯度区均配合的区域。在定性分析的基础上对静止卫星IR1与WV通道的亮温特征进行了定量统计分析，获得了雷暴大风出现站点附近的红外亮温、水汽亮温、IR1与WV通道亮温差和红外亮温梯度的分布情况，结果发现大部分站点的雷暴大风天气出现在以下时段：红外亮温由急剧下降到平缓下降之间的过渡期；IR1与WV通道亮温差由迅速下降转为缓慢下降或稳定少变的时间点前后，且多数处于IR1和WV通道亮温差由正转负临近的时间段内；红外亮温梯度达到最大的时间点附近或开始下降的时候。