mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
内蒙古草原温室气体交换通量

草地生态系统是地球上十分重要的陆生生态系统,内蒙古草原在我国草地生态系统中占有重要地位,其在全球温室气体收支平衡中扮演重要角色。统计分析内蒙古地区34个观测地点的多年(1995—2012)温室气体观测数据,得到内蒙古3种主要草原类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原)主要温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)的年度或生长季平均通量并据此判断其温室气体源汇类型,并选择内蒙古草原中分布最广泛的典型草原的温室气体交换通量与环境因子进行相关性分析。结果显示,典型草原、荒漠草原表现为CO_2交换源汇动态变化的过程(生长季交换通量分别为(-4.26±15.57) mgC m~(-2) h~(-1)、(-42.5±5.42) mgC m~(-2) h~(-1)表现为汇,年度交换通量分别为(20.64±11.54) mgC m~(-2) h~(-1)、(18.04±2.48) mgC m~(-2) h~(-1)表现为源),草甸草原CO_2年度交换通量为(-10.31±1.15) mgC m~(-2) h~(-1)表现为汇;草甸草原、典型草原、荒漠草原CH_4年度交换通量分别为(-30.48±9.57) μgC m~(-2) h~(-1)、 (-41.25±3.61) μgC m~(-2) h~(-1)、(-85.00±51.03) μgC m~(-2) h~(-1),均表现为CH_4的汇、N_2O年度交换通量分别为(28.40±7.27) μgN m~(-2) h~(-1)、(3.18±0.91) μgN m~(-2) h~(-1)、(2.51±0.67) μgN m~(-2) h~(-1),均表现为N_2O的源。在典型草原温室气体交换通量与环境因子的相关性分析中发现,CH_4平均吸收通量与降水量(P<0.05) 、土壤湿度(P<0.05) 、土壤温度(P<0.01)有显著或是极显著线性正相关关系; CO_2平均通量与降水量(P<0.01) 、土壤湿度(P<0.01) 、叶面积指数(P<0.01)有极显著线性负相关关系,与气温(P<0.01)有极显著线性正相关关系; N_2O平均通量与降水量(P<0.05) 、土壤湿度(P<0.05) 、气温(P<0.01)有显著或极显著的线性正相关关系。
珠江口湾区海岸线及沿岸土地利用变化遥感监测与分析

利用遥感、GIS技术对珠江口湾区1960~2012年海岸线以及海岸带土地利用进行监测,通过定量化、空间化方法监测海岸线和土地利用的时空变化,并分析二者的关系,进而探究珠江口湾区海岸线变迁的原因。研究结果表明,1960~2012年,珠江口湾区海岸线长度由1 134.95 km增至1 508.02 km,在此期间,湾区新增的陆地面积为878.11 km~2;从空间上看,广州、珠海及深圳市在珠江口五市中不仅海岸线增长幅度较显著,新增陆地面积也较大;1960~2012年,珠江口湾区建设用地扩张幅度非常大,增长了33.05倍,城镇建设和农业发展等人类活动是52 a来珠江口湾区海岸线发生显著变化的重要原因。
A NEW SUBSPECIES OF PSEUDOALBAILLELLA GLOBOSA (MIDDLE PERMIAN RADIOLARIA)AND ITS MORPHOLOGICAL VARIATION

This article describes a new radiolarian subspecies,Pseudoalbaillella globosa guiglobosasubsp.nov.,obtained from the Middle Permian Bancheng Formation in Xiaodong,Guangxi,South China.This subspecies is characterized by a larger pseudothorax and a shorter pseudoabdomen than the previously-reported specimens of P.globosa Ishiga et Imoto.In addition to the shell sizes,P.globosais varied in the apical cone and the pseudoabdomen,implying the presence of other subspecies.
基于热模拟实验的富有机质泥页岩成岩作用及演化特征

富有机质泥页岩蕴含丰富的油气资源,但成岩研究基础薄弱,已成为制约页岩油气勘探开发进程的重要因素。通过开展成岩热模拟实验,结合扫描电镜观察、流体成分测试及有机酸测试等实验测试手段,全面描述实验过程中所发生的水-岩化学反应,试图揭示泥页岩成岩过程及成岩演化规律。研究结果显示,有机质热演化过程中存在一个较宽的有机酸生成窗口,对孔隙流体性质具有重要影响;长石和方解石存在接力溶蚀现象,长石溶蚀高峰过后紧接着出现方解石溶蚀高峰,但方解石溶蚀窗较窄,此后出现方解石重新沉淀结晶;黏土矿物转化及长石的溶蚀过程中会产生大量自生微晶石英,成链状或簇状胶结泥页岩骨架。泥页岩地层作为一个相对封闭体系,各类成岩作用之间相互关联,相互影响,构成错综复杂的成岩体系,进一步增加其成岩作用研究难度。
陵水凹陷北坡海底扇孔隙演化和成岩相研究

琼东南盆地陵水凹陷北坡海底扇储层岩性较细,物性较差,并且对其低渗的成因不明、甜点的展布也不清。通过利用岩石薄片、扫描电镜、粒度分析、压汞以及物性等资料来分析其孔隙演化,并从成岩相的研究角度来预测其甜点展布。研究结果认为研究区梅山组二段储层孔隙类型主要为原生粒间孔和铸模孔,处在中成岩阶段A期。从沉积因素和成岩作用两个方面总结出了研究区的孔隙演化模式:沉积环境控制了原始孔隙度的大小,后期机械压实是孔隙减小的主要原因,溶解作用对孔隙增大起到了巨大贡献。研究区主要识别和划分出了中等压实长石溶蚀相、中等压实海绿石胶结相和强压实弱溶蚀相3种成岩相,甜点主要分布在水动力较强的海底扇内扇中等压实长石溶蚀相中。
塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低,而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而,造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察,结合流体包裹体均一温度、盐度分析,方解石、白云石的碳氧同位素测定,试图解决这一问题。前人研究认为,塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件(如高能的礁滩相)和表生溶蚀,热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而,多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区(如ZG9井和TZ75井),埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等,方解石交代硫酸盐,方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用(TSR)有关。在发生TSR的白云岩井段,储层物性较好,说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。
沉积物重力流流体转化沉积-混合事件层

随着浊流和碎屑流理论体系日臻成熟,重力流的流体转化过程逐渐受到重视,而与其相关联的混合事件层概念也应运而生。混合事件层是单次碎屑流或浊流流体转化中的沉积记录,是多种流变学特征的垂向沉积组合。典型混合事件层沉积序列具有五段式的特征(即纯净砂岩段H_3、条带状砂岩段H_2、黏性碎积岩段H_3、波状层理段H_4、块状泥岩段H_5),其内部通常存在岩性突变界面。混合事件层发育于粗粒三角洲内部、海底扇和水道与舌状体过渡区、舌状体侧缘、远端及限制性的微型盆地边缘地区,其垂向叠置厚度可达数十米。混合事件层的发现对重力流流体转化、重力流沉积物空间流变学性质研究具有重要意义,同时也推动了油气储层构型和非均质性研究,为进一步寻找深水有利储集砂体提供了新思路。混合层地球物理识别方法的建立及其相关概念在湖泊重力流研究中的灵活应用将是下一步的研究方向。
云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验

云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评估了三种噪声电平计算方法的准确性,对实测谱线回波强度进行了定标。基于以上方法,采用小粒子示踪法反演了2014年6月广东阳江对流云和层状云内的大气垂直运动速度,并提出了假定数浓度和直径下的谱线回波强度临界阈值,利用该阈值对反演结果进行定量检验。结果表明:(1)利用云雷达的高斯白噪声特征和云信号满足高斯分布特征,结合实测数据统计得到的涨落程度,可以模拟出给定谱参数的功率谱,模拟数据与实测十分相近,可作为功率谱定量研究的有效数据源。(2)三种噪声电平计算方法中,分段法的准确性和稳定性最好,最大速度法受噪声起伏的影响,客观法计算结果偏高,当谱宽和多普勒速度较大时客观法和最大速度法误差会达到很大。(3)谱线回波强度临界阈值的检验结果表明,该对流云内所有示踪谱线的回波强度均远小于临界阈值,云内100%距离库为被反演,反演结果可靠;该层状云内,除了少数距离库,大部分示踪谱线的回波强度在临界阈值以下,云内96.23%距离库可被反演,反演结果可靠。
南半球环状模对中国气候的影响研究进展

南半球环状模是南半球大气环流年际变异的主导模态。按照逻辑脉络梳理了半个多世纪以来南半球环状模对中国气候影响的研究进展。中国科学家很早就注意到南北半球之间存在相互作用,南半球环流能够通过越赤道气流调控东亚夏季风、进一步影响到中国气候。近年来,对南半球环状模遥相关效应的研究愈加深入,已有工作侧重于从太平洋通道和印度洋通道两个角度剖析环状模对中国气候的影响。环状模变异能够引发太平洋大气经圈环流调整、激发经向遥相关波列,从而引起西太平洋暖池和西太平洋副热带高压异常,最终导致中国气候变异,从而构建了太平洋路径;另一方面,环状模异常也能够借助“海洋桥”传播到热带印度洋和南海地区、再通过局地海洋-大气相互作用调控中国气候,从而构建了印度洋路径。两大路径之间存在相互调制。除此之外,南半球环状模对中国区域气候也有显著的影响。在总结前人研究的基础上,提出了今后值得深入探讨的几个问题,以期推动南半球环状模遥相关效应研究不断走向深入。
二叠纪茅口晚期锰矿成矿作用的地球化学约束——以遵义市南茶锰矿为例

遵义锰矿是我国二叠纪时期一种重要的锰矿类型。南茶锰矿床是近年来在遵义锰矿区发现的又一中型隐伏锰矿床,是遵义锰矿的典型代表。南茶锰矿含锰岩系的微量元素、稀土元素、碳同位素研究结果表明:南茶锰矿成锰期前样品V/(V+Ni)值在0.6与0.65之间或与0.60接近,V/Cr值在0.71~2.05之间,均值为1.34,Ce呈中等程度的负异常,说明该期沉积环境属贫氧环境;成锰期样品V/(V+Ni)值接近0.45,V/Cr值为0.28、1.30,Ce呈轻微的负异常,反映此时属氧化-贫氧的沉积环境;成锰期后样品中,V/(V+Ni)值则介于0.65~0.88,均值为0.76,大部分样品V/Cr值>4.18,Ce呈轻微的正异常,说明成锰期后可能处于缺氧环境;含锰岩系
陇东冰雹天气特征分析及预报预警

利用2008-2013年常规观测资料、区域站和自动站资料以及灾情资料,对收集到符合标准的陇东地区53个冰雹个例进行了强对流天气诊断分析,建立了陇东冰雹天气概念模型,通过对物理量及雷达产品特征的分析,确立了预报指标,并利用2014年部分个例进行了效果检验。结果表明,700 hPa与500 hPa温差、K指数、SI指数、LI指数、θ_(se500)-θ_(se700)、-20 ℃及0 ℃高度层、0~ 6 km垂直风切变等物理量指标对陇东地区0~ 12 h冰雹的潜势预报提供了很好的参考;而回波强度、回波顶高、垂直液态水含量、45 dBZ强回波顶高度、H_(45dBZ) -H_0、最强回波对应的高度等雷达产品预报指标则对12 ~ 30 min冰雹临近预报预警提供了定性甚至定量化的判据。
基于傅里叶谱分析的天气雷达图像插值方法

针对一种基于傅里叶谱分析原理的天气雷达回波强度图像插值方法,首先介绍了该方法的理论和算法步骤,然后进行了实际个例实验。结果表明:该方法比双线性插值方法能更好地凸显强对流天气情况下强回波区的结构特征,其本质是利用傅里叶谱分析获得产生对流性降水的“积状云”回波强度时空变化的谱特征,并进一步将谱特征用于观测数据离散点拟合、再进行重采样,有利于凸显一些因雷达分辨率低而探测不到的强回波中心。
冬季极端低温日数预测方法研究

随着全球变暖极端事件越来越频繁,开展极端事件预测变得非常重要。基于我国700多个地面台站的逐日最低温度观测资料和国家气候中心第一代海气耦合模式的动力预测结果数据,采用逐步回归的统计降尺度方法,建立了一个针对我国冬季极端低温日数的动力-统计降尺度预测方法。结果表明,该预测方法所预测的1983-2010年历史回报结果与实况资料的相关在我国大部均超过了95%的显著性水平。用该预测方法还对2011 /2012年冬季极端低温日数进行了实时预测,事实证明该预测方法对2011 /2012年冬季极端低温日数的预测趋势基本正确,可以推广到预测业务中应用。
对两次持续性暴雨过程落区预报的探讨

通过对比模式预报落区相似,实况落区有明显差异的两次持续性暴雨过程,重点探讨了环流背景、环境场条件、云图特征、地面观测资料演变与强降水落区之间的关系。结果表明:通过分析实况探空资料中副热带高压形态、脊线位置及其与中低纬度系统之间的相互作用、过程开始前卫星云图特征,可以判断影响系统移动速度,修正模式形势预报,订正模式强降水落区。在此基础上,综合分析时空密度相对高的卫星云图和地面观测资料,追踪暖湿气流中具备抬升条件的位置及其演变趋势,可以判断1~ 3 h内云团的生、消、发展及移动路径,有助于从短时临近预报角度确定1 ~ 3 h的强降水落区,订正短期预报。
中低层增温对强降水中涡旋形成的敏感性研究

2012年7月21日22: 00-23: 00重庆盘龙出现了180.9 mm·h~(-1)的极端强降水,这在西南低涡暴雨中比较罕见的。通过对雷达资料的分析,发现此次极端强降水过程中有近于中气旋强度的中涡旋形成和发展。为了研究中低层增温对强降水中涡旋形成的作用,利用中尺度数值模式WRF-ARW,结合雷达资料同化的ARPS-3DVAR方法和复杂云分析方案,并对中低层进行中心增温同化敏感性实验,对上述过程中出现的近于中气旋强度的强降水中涡旋进行了数值模拟。结果表明:全球预报系统GFS(Global Forecasting System)预报场同化雷达反射率因子和径向风资料之后,能较好地模拟出西南低涡东侧准线性对流系统(Qusi-Linear Convective System,QLCSs) 、强降水落区、强降水中心、盘龙附近的β中尺度气旋式环流以及镶嵌在其中的γ中尺度涡旋(即中涡旋); 850 hPa和700 hPa经过中心增温同化后能增强中涡旋的强度,当700 hPa中心增温2 ℃同化后能模拟出与盘龙附近相似的近于中气旋强度的中涡旋。同时,此次强降水中涡旋形成的机制为中低层异常高的温湿条件导致异常强的对流不稳定性,上升运动快速发展,中低层水汽通量辐合迅速增强,大量水汽凝结并急剧释放潜热,高温高湿气柱随上升运动迅速增长导致增温中心附近位势高度急剧下降,水平位势梯度加大,风速增大,中涡旋迅速发展增强到中气旋的强度。表明中低层垂直风切变偏弱的环境中中低层异常高的温湿条件是形成强上升运动,促进近于中气旋强度的中涡旋形成的重要条件。
中国东部秋冬季极端干旱事件的数值模拟研究

利用区域大气模式RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)对2008/2009年秋、冬季节中国东部地区的一次极端干旱事件进行了数值模拟,并与欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)再分析资料(ERA-Interim)和全球观测数据GSOD(Global Summary Of Day)进行了对比。结果表明,我国东部地区处于稳定的槽后西北气流控制,冷空气活动频繁,但是从南海来的水汽通量北向输送较弱,呈现为不利于降水的环流特征。模式很好地再现了上述干旱形成的环流特征,较好地模拟出了我国及干旱发生区的降水和温度时空分布状况,干旱区的温度和降水模拟值与观测值相关系数的平方达到了0.8以上。尽管RAMS模式对此次极端干旱事件的模拟能力较好,但模拟的精度还需要提高,仍需更多实例对比来进行研究总结。
北半球中高纬地区冬季大气臭氧与极涡强度关系

为全面了解冬季北半球中高纬度地区臭氧与同期北极极涡强度变化的相关关系,利用1979年1月至2011年12月欧洲中心再分析资料,选取了4个关键区(北极、东亚、北美和西欧),采用相关分析和E-P通量计算方法,分析了两者之间的相关关系并进行了机制研究。结果表明:(1)冬季北极平流层臭氧总量与极涡强度的负相关关系较好;(2)当极涡强(弱)年,极圈内和外围的北美部分地区臭氧总量显著减少(增加);(3)极涡强度弱时,上传到平流层的涡动热通量强,北半球中高纬地区E-P通量散度辐合增强,剩余环流加强,将导致该地区得到低纬高浓度臭氧的补充而使得臭氧含量增多;(4)1979-2011年上传到中高纬平流层的波动通量增加,造成极区温度增加,进而抑制非均相反应发生而使得极区臭氧含量增加。
西南涡暴雨天气过程分析和数值模拟试验

基于常规气象观测资料、气象卫星云图资料、NCEP再分析资料以及WRF中尺度数值模式,对2013年6月29日至7月1日出现在四川盆地的持续性暴雨天气过程进行了观测分析、理论机制探讨和数值模拟试验。研究结果指出,湿位势涡度水平和垂直分量的分布都能较好地指示降水落区,强降水中心的位置主要位于MPV1的正负过渡区域偏向于负值区和MPV2的弱正值区域。水平风速切变越大,越有利于切变波的存在和长时间维持。高原水平切变线上风切变的大小对于切变线上扰动的形成和维持以及西南低涡致灾暴雨的形成具有重要的作用。高原地形对扰动的强度有促进作用。此次持续性暴雨天气是西南涡沿切变线东移、在四川盆地形成的典型的持续性暴雨天气过程。
湿球温度计算方法及序列连续性研究

湿球温度是许多大型工程设计的重要参数,是影响工程安全、投资成本和运营效益的关键因子。停止观测后,寻求合理的湿球温度计算方法及对其的连续性研究迫在眉睫。文章选取牛顿迭代法和最优逼近法,基于江苏省70台站1991-2001、2004年(及13站长年代--近40年)的观测数据检验两种方法的估算偏差及探讨资料的连续性应用。最优逼近法的计算精度高,离散度低,与湿球温度的观测记录吻合好(90.8%~100%),显著优于牛顿迭代法(12.7%~20.1%),且呈现出09-20时符合率较高,日出前后符合率较低的变化特征。近40年的长年代对比分析表明,最优逼近法的计算结果稳定性好,在一定程度上可替代湿球温度的观测值,估算效果在温度高时较好,温度低时相对较弱;并且基于最优逼近法,利用百叶箱柱状干湿表数据估算的时间序列,相对长年代数据的不均一性,对湿球温度数据的连续性研究更为可靠。
中国强雷暴大风的气候特征和环境参数分析

对2004-2013年中国强雷暴大风记录(风速≥25 m·s~(-1))的气候特征和环境参数进行统计分析研究。结果表明:强雷暴大风主要发生在中国中东部地区,从3月开始在西南、华南地区出现,4月北进入华中、华东地区,5月北进到华北、东北和西北地区。不同地区强雷暴大风发生峰值时间不同,其中华中和华南有两个峰值。中国强雷暴大风环境参数中低层垂直风切变中等(地面至700 hPa和地面至500 hPa平均值分别为10.2和14.3 m·s~(-1)),明显低于美国大范围雷暴大风的均值;存在明显的干层,一般表现为500 hPa附近的中层温度露点差大于10℃以上,其中华北、西北地区表现为整层3~7 km均较干。根据红外卫星云图的观测特征,强雷暴大风发生时云型最多的是团状,其次是线状,还有一些不规则形状的云型,不同地区主导云型不同。分析我国强雷暴大风多发地华东地区三种云型的环境参数表明:团状云型强雷暴大风的CAPE值大,低层高湿,中层干且环境温度直减率大;线状云型其热力参数值均较团状云型小,但低层和深层垂直风切变大,整层均较干;不规则云型低层高温高湿,环境风垂直切变较小。
数值模式预报调整趋势分析

对不同时效预报的调整趋势进行分析,是预估预报误差和对预报进行订正的一种思路。为了系统性检验这一思路的有效性,本文定义了西风槽强度和位置指数,以及西北太平洋副热带高压(简称副高)强度和位置等指数,运用2011年4月以来的500 hPa位势高度场预报资料,研究对比了ECMWF(简称EC)和T639模式对副高和我国不同区域西风槽的位置和强度,72 h时效内对同一时刻不同时效的预报,随预报时效的临近,预报调整趋势之间的相关性和一致性。研究结果显示,EC和T639模式对副高的预报,都存在西脊点偏东、范围偏小、强度偏弱和北界偏南的系统性偏差,且时效越长偏差越大,T639模式的偏差明显大于EC模式,但相关性分析和方差分析表明,不同时效的调整趋势之间并不存在较为显著的相关性,即不同时效的预报并没有较为明显的、一致的调整趋势。另外,副高的预报误差与西脊点所处的经度有关,从东印度洋到菲律宾以东洋面,西脊点越往东,预报误差和系统偏差越小,但西脊点位于不同的经度区间时,不同时效的调整趋势之间同样没有明显的相关性,且整体上以负的协方差为主。对于西风槽,两家模式北方槽的误差都明显大于南方槽的误差,强度的误差较小,且T639的误差明显大于EC模式,相邻时效的调整趋势之间以负的协方差为主,说明随时效的临近,槽的位置并没有较为一致的调整趋势。同时不同时期预报调整趋势之间的相关性分析显示,模式版本的升级,并没有改变调整趋势之间几乎无一致性的特征。
国家级格点化定量降水预报系统

利用主客观融合降水反演、降水统计降尺度、降水时间拆分等技术构建了国家级格点化定量降水预报系统。该系统结构合理,模块功能明确,于2014年6月在国家气象中心投入业务使用,生成0~168 h时效,10 km分辨率,逐3 h的格点化定量降水预报产品。通过对2015年第13号热带气旋苏迪罗的格点化降水预报个例检验,结果显示,相比欧洲中期数值预报中心的确定性模式预报和预报员主观预报,该产品能更好地体现台风降水的时空精细化分布特点,对福建东北部和浙江东南部的特大暴雨中心位置表现更准确细致。通过对2015年4-9月的格点化产品整体效果检验,结果显示,相比欧洲中期数值预报中心的确定性模式预报和由反距离客观分析后的预报员主观预报,该产品既能保持和预报员主观预报相同的准确率,同时也能较明显地提高降水预报的时空精细化程度。
基于CRA空间检验技术的西南地区东部强降水EC模式预报误差分析

CRA(contiguous rain area)空间检验技术是将连续雨区作为目标进行检验。通过设定降水量阈值,识别、分离及平移降水目标,将预报偏差分解为落区、强度和形态误差,该方法可避免传统TS评分的双惩罚效应。利用CRA空间检验技术对2011-2014年5-9月西南地区东部EC细网格模式36 h预报时效119个降水目标的预报误差进行分析,并按照环流形势和影响系统对强降水个例进行分型,分为西南地区东部低涡切变型、西南地区东部-江淮切变型、南风型,分别对上述三类不同类型强降水个例的落区和强度误差进行了对比。得到如下结论:西南地区东部降水预报形态误差占比最大,为60%左右,其次是落区误差,为30%左右,强度误差最小,约为10%;落区平均偏西0.7°,经向偏差不明显;模式对于水平尺度较小的降水目标漏报可能性较大,而对于天气尺度降水目标模式预报面积偏大,总降水量偏大,雨强偏小;西南地区东部低涡切变型和西南地区东部-江淮切变型降水强度预报误差类似,模式预报雨区面积均偏大,降水尺度越大,偏大的概率越大,实况平均降水强度越强,模式预报强度越偏弱;南风型预报强降水面积和平均强度均偏弱,出现漏报的概率较大;而对于最大降水量,三种类型模式预报的最强降水均较实况偏弱;西南地区东部低涡切变型模式预报落区偏西,江淮至西南地区东部切变型模式预报落区偏西偏北,南风型模式预报落区偏西偏南。
面向台风暴雨的集合预报成员优选订正技术研究及应用试验

本文以2013-2015年主要登陆台风暴雨过程为研究对象,利用ECMWF降水和台风路径集合预报以及中央气象台实时业务台风中心定位资料,在统计分析的基础上,提出一种业务上可用的针对单模式集合预报的台风降水实时订正技术(简称集合成员优选技术)。结果表明,在登陆台风暴雨过程预报中,集合成员优选技术对改进集合统计量降水产品有明显的帮助,并较ECMWF确定性预报产品有一定优势;该方法对改进短期时效预报产品的效果优于中期时效预报,对大暴雨评分的改进高于暴雨和大雨评分。另外,本文基于概率匹配平均(Probability Matching average, PM)和融合(FUSE)产品的计算原理,提出融合匹配平均(Fuse Matching average, FM)产品,结果表明,对36 h时效预报,优选10~15个成员的PM产品TS(Threat Scores)评分可达最优,大暴雨评分较确定性预报提高近10%;对60和84 h时效预报,FM产品大暴雨评分较确定性预报提高超过20%。
中短期数字化天气预报技术现状及趋势

建立无缝隙集约化的天气预报业务体系,需要进一步加强中短期天气预报业务技术的发展。通过对现状回顾,指出经过2011-2015年的气象现代化建设,在我国国家级和部分省级业务单位已初步建立了数字化中短期业务预报技术流程,其包括数值模式系统、客观方法释用、预报主观编辑制作以及精细化格点后处理四个方面。但与国外发达国家相比,我国中短期业务技术还存在数值模式发展水平不高、客观预报技术方法未全面深入开展、缺乏有效技术工具支撑预报员进行订正、格点化的处理技术基础薄弱等问题。文章在发展现状和问题分析的基础上,提出未来应提高自主数值模式系统的基础支撑作用,深入发展海量预报信息的客观提取及订正技术,加强开发主观和客观融合的技术和工具平台,完善精细化的格点处理技术的发展思路,并进行具体阐述。最后,从技术发展的基础数据支持、路线选择、发展规律以及交流共享四个方面提出参考意见。
施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系,以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,通过设置低肥(75 kg N·hm~(-2),37.5 kg P_2O_5·hm~(-2),75 kg K_2O·hm~(-2),记为N_1P_1K_1)、中肥(150 kg N·hm~(-2),75 kg P_2O_5·hm~(-2), 150 kg K_2O·hm~(-2),记为N_2P_2K_2)、高肥(225 kg N·hm~(-2),112.5 kg P_2O_5·hm~(-2),225 kg K_2O·hm~(-2),记为N_3P_3K_3)3种施肥水平,并在各施肥水平下均增设一不施氮处理,研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配,以及氮素利用特征和产量均存在显著影响;品种对氮肥回收利用率、千粒重,以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应;施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,结实期叶片和茎鞘氮的运转,以及产量调控作用显著。N_2P_2K_2相对于N_1P_1K_1处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,提高氮收获指数,促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转,进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率,且N_2P_2K_2均显著高于同品种下其他的肥料施用处理,为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式;N_3P_3K_3处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加,氮转运贡献率显著降低,导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征,其主要生育时期氮素累积量,氮素干物质生产效率,氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种,但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征;此外,氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积,尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率,其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性(r=0.699*—0.743*),是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子,可作为氮效率及品种鉴选的评价指标,也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率,作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下,氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素,N_2P_2K_2为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量,促进叶片与茎鞘氮运转量,尤其应提高茎鞘氮素运转率,可实现高产与氮高效利用的同步提高。
蛋白质代谢通路对鸡雄性生殖细胞分化的调控

【目的】探究蛋白质代谢在鸡雄性生殖细胞分化过程中的作用机制,为完善鸡胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)体外向雄性生殖细胞诱导分化体系研究提供依据。【方法】采用流式分选的方法获取高纯度的ESC、原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)和精原干细胞(spermatogonia stem cell,SSCs),分别提取细胞的总RNA,采用RNA-Seq方法对3种细胞的转录本进行深度测序,然后进行WEGO(web gene ontology)和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析,筛选出鸡雄性生殖细胞分化过程中参与蛋白质代谢的关键通路及其关键基因,RT-qPCR (Real time Quantitative PCR)检测部分关键差异基因的表达变化,并与RNA-Seq(RNA sequencing)结果进行比较分析,同时分别从体内和体外水平对关键基因NOS2进行抑制,观察各分组不同天数的细胞形态变化及检测NOS2和C-kit、Cvh、Stra8、Dazl、integrinα6和integrin β1等生殖标记基因表达变化情况。【结果】在雄性生殖细胞分化的整个阶段,有697个差异基因参与生物代谢,显著富集于精氨酸-脯氨酸代谢通路、酪氨酸代谢通路以及色氨酸代谢通路,在这3条通路上筛选出NOS2、FAH和IDO等关键性基因,这些基因的在ESCs向SSCs分化过程中表达变化趋势与其在RNA-Seq中的结果一致。体内抑制NOS2基因后,NOS2及C-kit、Cvh、Stra8、Dazl、integrin α6和integrinβ1等生殖标记基因在空白组和对照组之间无显著性的差异,而在抑制剂组中,NOS2及C-kit、Cvh、Stra8、 Dazl、integrin α6和integrin β1等生殖标记基因的mRNA表达量均出现了降低;而体外抑制NOS2基因后,对照组中的ESCs在2、4、6、8和10d内细胞不断增殖,但是未出现类胚体;RA诱导组中,2d出现小的类胚体,4d类胚体增大,且数量增多,6d类胚体边缘开始出现破裂,8d类胚体解体,10d出现类精原样细胞;抑制剂组中,ESCs在2、4、6、8和10d内无类胚体出现,且相较于对照组细胞增殖缓慢;RA+抑制剂组中,2和4d内无类胚体出现,细胞增殖缓慢,6d出现小的类胚体,8d类胚体数量少量增多,且体积稍显增大,10d类胚体开始裂解。并且经过抑制剂的抑制后,NOS2及C-kit、Cvh、Stra8、Dazl、integrin α6和integrin β 1等生殖标记基因的表达量在RA诱导组、抑制剂组和RA+抑制剂组中相对于对照组均呈显著性或极显著性的下调趋势。【结论】基于RNA-Seq技术及生物信息学方法筛选出ESCs向雄性生殖细胞分化过程中精氨酸-脯氨酸代谢通路及关键基因NOS2的基础上,通过对NOS2基因在鸡体内和体外的抑制,发现NOS2在被抑制后,ESCs向雄性生殖细胞分化的过程受到抑制。说明了精氨酸-脯氨酸代谢通路及关键基因NOS2对ESCs向雄性生殖细胞分化过程中起到重要的调节作用。
基于驾驶意图的插电式混合动力公交车控制策略

为了充分挖掘插电式混合动力公交车(Plug-in hybrid electric bus, PHEB)的节油潜力、增强车辆对不同类型驾驶员的自适应性,在基于规则类的控制策略基础上,增加驾驶员意图识别模型。对驾驶风格及加速意图进行模糊识别,通过驾驶员在环的半实物仿真验证了识别模型,以驾驶风格和加速意图识别结果为输入,建立转矩修正系数k的模糊控制器,反模糊化输出k值,对需求转矩进行修正。用system test工具将模糊控制器生成对应的模糊查询表。仿真及试验结果表明:有驾驶员意图识别控制策略较无驾驶员意图识别控制策略更加适应PHEB的运营、用电机制且燃油经济性进一步提高了1.8%。
欧亚冬季温带反气旋活动的气候特征

利用NCEP/NCAR再分析数据,通过判定和追踪温带反气旋的客观方法统计分析了1948—2013年欧亚地区冬季温带反气旋的生成、消亡、移动、生命史、强度等气候特征。结果表明,反气旋的主要源地位于蒙古高原、伊朗及其周边地区、地中海沿岸、中西伯利亚、波罗的海西北部、俄罗斯东北部等地,其中,蒙古高原和伊朗等地也是强反气旋最主要的源地。反气旋活动的大值分布区和反气旋生成的大值中心分布十分相似,主要活跃区对应低空平均经向温度梯度大值区和高空脊前。除源于蒙古高原和西伯利亚东北部的强、弱反气旋的移动距离差别不明显外,其他地区的反气旋移动距离与强度有密切关系。持续1—2d的反气旋占总数的44.2%,而只有3.2%的反气旋生命史超过一周,且强反气旋比弱反气旋更易持续较长时间。
春季北太平洋风暴轴的年际与年代际变化特征及其与太平洋海温异常的关系

利用20世纪大气再分析资料和欧洲中心海温资料研究了春季西北太平洋风暴轴的年(代)际变化特征以及在不同年代际背景下风暴轴与太平洋海温关系的转变。结果表明,春季西北太平洋风暴轴主要存在两种空间变化模态,即反映其强度变化的第1模态和反映其南北位置变化的第2模态。年代际及以上时间尺度上,风暴轴强度、位置与太平洋海温的关系主要表现为大气对海洋的强迫作用。在不同年代际背景下,风暴轴与太平洋海温的关系则存在明显的年代际转变:1977年以后,风暴轴强度与太平洋海温的关系主要表现为大气对海洋的强迫作用,而在1977年之前则主要表现为海洋对大气的强迫作用,特别是同期冬季日本以东黑潮和黑潮延伸区海温异常的强迫作用;风暴轴南北位置与太平洋海温异常的关系,在1977年以后表现为大气对海洋的强迫作用,主要表现为对北太平洋中部海温的影响,但在1977年以前表现为海洋和大气的共同作用,风暴轴南北位置的变化还与同期的赤道中东太平洋海温异常有关,表明ENSO可能对风暴轴的位置变化存在影响。
黄海海雾WRF数值模拟中垂直分辨率的敏感性研究

基于WRF模式探究不同垂直分辨率下模式对黄海海雾的模拟表现。将3种垂直分层方案(35η、44η与63η)和2种边界层方案(YSU、MYNN)组合,对10次海雾做模拟研究。统计分析了水平雾区与雾顶高度对垂直分辨率的敏感性,并利用1次典型个例剖析了雾顶长波辐射与雾体湍流的作用。统计结果显示,提高垂直分辨率能显著改进水平雾区的模拟效果,改善明显的个例在不同垂直分辨率试验下的雾顶高度差异也较大;YSU方案相比于MYNN方案更敏感,从35η层增至44η层其试验个例的击中率(POD)和公正预兆得分(ETS)的平均改进率分别提高了13.29%和10.22%。典型个例研究结果揭示,模式对雾顶长波辐射和雾体湍流作用的模拟程度强烈依赖垂直分辨率:粗垂直分辨率给出的湍流强度很弱,导致模拟失败;雾顶存在“云水含量增多→长波辐射增强→降温加大→云水含量增多”的正反馈过程,细垂直分辨率比粗垂直分辨率更容易维持与增强此反馈;只有细垂直分辨率才能模拟出雾顶长波辐射冷却产生的贯穿雾体直抵海面、强度不弱于近海面机械湍流的浮力湍流,它导致雾体降温而出现符合观测事实的海温高于气温的现象。
中国冷季高架对流个例初步分析

通过对3个中国冷季高架对流个例进行详细分析,试图揭示中国冷季不同类型高架对流在环境背景、雷达回波结构、产生的天气类型和主要形成机理方面的主要特征,包括共同点和差异。利用常规高空和地面观测、NCEP分析和雷达回波资料,采用对不同类型多个典型个例分析的方法进行研究。首先给出了中国冷季高架对流的定义,然后分别仔细分析了3个不同类型冷季高架对流个例,探讨他们各自的环境背景特征,生成与发展机理,对他们的相同点和差异进行了对比。3个个例的共同特点是斜压性和深层风垂直切变都很强,对流发生区在地面锋面冷区一侧数百千米。不同点是前2个个例为条件不稳定结合水汽和抬升触发等条件导致的垂直对流,低层暖平流都很强,但对流有效位能差异很大,对流强度和导致的天气差异很大。第3个个例为条件对称不稳定结合水汽等条件形成的倾斜对流个例,倾斜对流区在地面锋面以北500—600km处,冷垫非常深厚。第1个例子于2012年2月27日发生在华南,最不稳定气块对流有效位能只有100J/kg左右,深层风垂直切变很强,850—700hPa的辐合切变线触发了该高架对流,对流较弱,最强反射率因子在40—45dBz,只产生了雷电、霰和小冰雹。第2个例子于2007年3月30日晚上出现在山东半岛,最不稳定气块对流有效位能达1400J/kg,0—6km风垂直切变(风矢量差)达32m/s,形成数个结构类似超级单体的对流风暴,多个多单体强风暴,和大量多单体风暴,最强反射率因子将近70dBz,导致6个站出现冰雹,其中1个站观测到直径23mm的大冰雹,另1个站点出现21m/s对流大风。其最有可能的触发机制是以泰山为中心的山地激发出来,在低层为稳定层,以上为深层条件不稳定层和强风垂直切变环境下形成的较大振幅俘获中尺度重力波。该俘获重力波可能还对对流生成后对流的组织形态和对流群的整体结构具有显著调制作用。最后1个例子是发生在2008年1月中国南方大范围冰冻雨雪期间1月27日安徽、江苏和浙江的区域性大暴雪,分析表明,条件对称不稳定导致的倾斜对流是产生此次大暴雪的主要原因之一。
铝合金/钢异种材料熔钎焊接工艺及其研究现状

铝合金/钢复合结构以具有重量轻、综合性能高等优势在汽车、航空航天、石油石化、电力、船舶等行业具有广泛的应用前景。但二者之间巨大的理化性能差异,使铝合金/钢板异种金属的焊接仍然存在诸多问题。熔钎焊接工艺是基于母材之间存在的熔点差异,通过精确控制焊接热输入,在确保高熔点母材不熔化的前提下,让低熔点母材和填充金属熔化形成熔焊接头,并与未熔化的高熔点母材形成钎焊连接接头,是适合铝合金/钢复合结构优质高效制备的合适焊接工艺。通过对国内外对铝合金/钢熔钎焊接工艺、接头组织性能调控等方面研究现状的综合评述,讨论了铝合金/钢熔钎焊接技术存在的问题,并对铝合金/钢熔钎焊接技术工程化应用所采取的措施进行阐述。
北京地区短时强降水过程的多尺度环流特征

为了探讨不同天气尺度背景下,北京地区短时强降水过程的基本特征,利用2007—2014年6—8月北京地区自动气象站观测数据和ECMWF ERA-Interim(0.5°×0.5°)全球再分析数据,在对北京地区短时强降水日的大尺度环流特征进行分型的基础上,基于分型合成场和距平场分析了北京地区短时强降水天气过程的基本环流背景及相应的中尺度环流特征。结果表明:(1)造成北京地区出现短时强降水过程的天气系统,依据其出现的频次,大体可分为副热带高压(副高)与西来槽相互作用型、西风小槽型、东北冷涡型和黄淮低涡倒槽型等4类;从低层水汽来看,除东北冷涡型主要来自于渤海、黄海外,其他3型短时强降水过程的水汽主要来自中国南海或东海。(2)不同天气系统主导下的短时强降水时空分布存在较大差异:在空间分布上,黄淮低涡倒槽型短时强降水带分布从北京东南平原穿过城区至西北山前成东南—西北走向,其余3型大体上沿北京地形成西南—东北走向,其中,西南山前、城区和东北山前地区是3个短时强降水事件的多发中心;在时间分布上,东北低涡型造成的短时强降水过程主要发生在午后,副高与西来槽相互作用型主要集中在傍晚至前半夜,而西风小槽型和黄淮低涡倒槽型短时强降水表现出较强的夜雨特征。(3)从中尺度环流特征上看,副高与西来槽相互作用型短时强降水过程主要是低层冷空气从北京西部、北部进入,首先触发山区对流,与之对应的雷暴高压逐渐组织化,外侧辐散气流(冷池出流)和山前的偏南风暖湿气流辐合造成对流过程加强;西风小槽型主要是边界层内较强东南风在北京西北部山前受地形阻挡,向两边绕流,西南支气流在西部形成气旋性环流,造成城区西部的对流性天气,东北支气流在东北部山前形成地形辐合线,夜间随着东南气流中偏南分量显著加强,东北部山前地区的辐合上升运动加强,造成东北部山前对流性天气,因此在短时强降水落区上表现为两个分离的多发中心且具有夜发性;东北冷涡型主要是系统性的冷空气从北京北部或西部南下,在山前与低空偏东风形成辐合切变线,触发午后对流性天气;黄淮低涡倒槽型主要是黄淮低涡顶部的低层偏东气流在北京西部山前辐合抬升,触发对流,并逐步演变为中尺度气旋性环流,形成相对组织化的短时强降水。
干湿循环和化学腐蚀共同作用下单裂隙非贯通试样力学特征的试验研究

以水库库岸边坡消落带节理岩体的实际赋存环境为背景,采用在类岩石材料中预制裂隙的方法来模拟节理岩体,通过干湿循环试验的方法,研究了裂隙试样在酸性Na_2SO_4溶液、中性Na_2SO_4溶液和碱性NaOH溶液中浸泡并经历干湿循环作用后的力学特性和破坏特征,分析了浸泡在不同化学溶液中的裂隙试样在经历不同干湿循环作用后其力学特征的变化规律。研究结果表明:自然及不同化学溶液下裂隙试样的峰值强度和弹性模量随着裂隙倾角的增加均呈现出先减小后增大的变化规律。不同化学溶液和干湿循环共同作用下裂隙试样的劣化程度逐渐加剧,其峰值强度和弹性模量随干湿循环次数的劣化规律基本一致,但不同裂隙倾角下其劣化程度却存在一定的差异,其中裂隙倾角为45°时,试样的劣化程度最大,90°和30°时居中,而60°和0°时最小。酸性化学溶液加剧了裂隙试样的干湿损伤劣化程度,而碱性化学溶液对裂隙试样却存在一定的抑制作用。完整试样和裂隙倾角为90°试样的破坏特征基本相似,为张拉破坏模式;0°时裂隙试样呈现为“H”型的张拉破坏模式;在30°和45°时其呈现出张剪混合破坏;60°时为剪切破坏。
基于能量学的热带气旋气候学研究进展和展望

以西北太平洋为重点回顾了从能量学角度对热带气旋(TCs)活动和变化的气候学研究进展.从低层正压能量转化、斜压能量转化、非绝热加热等角度综述了能量过程对TCs发生频数、生成源地的影响.从现有的TCs强度的能量指标以及气旋的变性方面回顾了能量学在TCs强度变化中的应用.在回顾已有研究进展和分析存在薄弱环节的基础上,阐述了扰动位能(PPE)在TCs能量学研究的重要性,并以季节内尺度的印-太对流涛动(IPCO)为例探讨了其在TCs活动与变化研究的可行性.最后以此为契机对未来基于PPE的TCs活动与变化的相关能量学研究方向进行了展望.
经济统计学:从德国传统到当代困境

从经济统计学历史各流派中概括出4种学科范式和3种主要学科观念,进而从基本算法、指标和测度悖律3个方面阐述本学科的基本问题和约束,再从现代经济学的母学科背景来分析经济统计学的当代困境,最后从外生与内生、结构与层次2个方面做出学科展望.
基于临界转变理论的电力系统电压稳定分析与预警

针对电力系统中面临的电压稳定问题,提出一种基于临界转变理论的电压失稳评估与预警方法。通过数学推导,证明了系统在接近电压失稳的过程中,系统的非线性度不断增强,系统变量由于随机扰动导致与稳态量的偏差离散度逐渐增大,外在表现为系统变量方差的单调增大。同时,推导出系统变量方差与驱动参数之间的标度律关系。实际应用时,利用实测数据对标度律进行简单的非线性拟合,即可快速估算出电压失稳点,为调度人员提供辅助决策信息。该文还分析所提方法与传统特征分析法的一致性。在2机3节点仿真系统中的仿真结果验证了提出方法的有效性。在没有详细系统模型或模型参数不准确时,常规基于模型的方法适用性有限。而该文提出的方法基于量测数据,能时刻跟踪系统当前状态,具有广阔的应用前景。
考虑条件风险价值的两阶段发电调度随机规划模型和方法

大规模风电、光伏等可再生能源发电的接入给电力系统运行带来巨大的不确定性因素,从而使系统调度人员在制定发电调度计划时面临发电费用波动风险。借鉴金融领域风险管理的概念,探讨发电调度过程中利用条件风险价值(conditional value-at risk,CVaR)度量系统不确定性给发电调度带来的风险,将风险水平限制在可接受的前提(或条件)下追求发电费用最小,从而进一步完善传统的发电调度模型。该文考虑日前调度和实时运行两阶段的调度过程,同时计及可再生能源出力和负荷的不确定性,基于场景技术模拟不确定性建立考虑条件风险价值CVaR的两阶段随机规划发电调度模型。通过IEEE RTS 24节点系统的模拟仿真,讨论了不同风险偏好程度下系统的经济性和风险水平之间的关系,为系统调度人员的调度决策过程提供有价值的参考。
采用模型预测控制的微电网有功无功联合实时调度方法

微电网中电源距离负荷较近,线路阻抗比一般较大,使得节点电压水平不但受无功功率的影响,也与各电源的有功功率密切相关,并且各电源的无功上限也受到有功大小的限制。为此,该文提出了一种考虑电压约束的微电网有功无功联合优化调度方法,以达到微电网经济运行与电压控制的目的。对风电、光伏电源功率采用了多场景建模方法。采用模型预测控制技术的建模方法,完成了微电网的滚动实时优化调度与电压控制。算例分析表明,所提出的有功无功联合调度方法可以有效地将微电网节点电压控制在允许范围内,与有功无功独立调度方法相比,所提方法降低了微电网中的节点电压偏差,也更有利于实现微电网经济运行。
基于多速率仿真和简化离散牛顿法的电压源型换流器和直流电网机电暂态模型

提出一种基于多速率仿真和简化离散牛顿法的,适用于大规模电网稳定分析的电压源型换流器和直流电网机电暂态模型。对电压源型换流器(voltage source converter,VSC)和直流电网采用小于交流电网的仿真步长。在多速率仿真流程中采取抑制输出波动,每次小步长迭代调整dq坐标,管理故障操作的影响等措施考虑VSC的特性。提出一种称为简化离散牛顿法的拟牛顿类非线性方程组迭代解法,以提高大扰动时VSC大功率注入交流网络的迭代收敛性,减小计算用时。给出快慢时步交直流侧仿真流程,构建完整的VSC和直流电网机电暂态模型。通过与PSCAD电磁暂态模型的对比验证所提模型的正确性与效率,用国家电网公司规划数据等算例说明算法的价值,并分析限制该模型精度的因素。
基于分布式内点法的多区域互联电力系统最优潮流分散式求解

针对多区域互联电力系统分层分区调度的特点,将由上层控制中心管理的区域之间的联络线及其端节点定义为边界网络,从而构建区域变量之间存在重叠部分而区域之间不显含耦合约束的分散最优潮流模型。提出一种基于分布式内点法的多区域互联电力系统最优潮流分散式优化算法。首先,采用内点法将得到各区域的线性修正方程,从而可将其等价表示为各区域的二次规划模型。基于分层协调模式,信息在上层控制中心和各区域的本地控制中心之间进行交换,可实现二次规划模型的分散优化,且所交换的信息不涉及各个区域的私有数据。该算法在继承内点法二次收敛性优势的同时,其计算精度与集中式内点法的相当,且无需参数调整。以4个IEEE标准测试系统和一个6056节点实际系统作为测试系统,并与其它分散优化算法进行对比分析,检验新算法的有效性。
直流下交联聚乙烯电缆局部放电的试验特性研究

为研究直流电压下交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘局部放电特性,搭建了一套XLPE电缆直流局部放电试验及检测系统,使用直流局放仪和高频电流法(high frequency current method,HFCT)检测。使用YJV 120mm~2单芯电缆设计并制作了绝缘内部气隙、主绝缘表面划伤、高压端毛刺电晕、半导电层爬电4类绝缘缺陷模型,并使用Comsol Multi-physics软件仿真了不同缺陷模型的电场分布特性。使用恒压法试验,绘制了时间分辨局放图谱(time-resolved partial discharge,TRPD)记录放电发展过程,并基于统计特征绘制了H(Q, Δt)图谱和4类典型指纹图谱。综合分析试验和仿真研究结果表明:1)电晕缺陷模型电场畸变最严重,气隙缺陷次之;2)划伤缺陷和爬电缺陷的放电起始电压明显高于另外两者;3)4类缺陷模型的起始放电阶段和稳定发展阶段均存在差异,划伤缺陷起始放电量很大,并存在两个较明显的放电水平,气隙和电晕缺陷起始阶段放电量和放电重率均随时间递增;4)不同类型放电的H(Q, Δt)图谱差异较明显,指纹图谱随机性较大,其中电晕缺陷的指纹图谱线性规律最明显。
直流叠加冲击电压下HVDC电缆暂态电场分布特性研究

运行中的HVDC电缆除了承受正常工作电压作用外,同时可能承受雷电和操作冲击电压的作用,因此在进行电缆绝缘结构设计时既要考虑稳态直流电场分布又要考虑冲击电压下暂态电场分布。由于HVDC电缆绝缘的电导率是电场及温度的函数,使得HVDC电缆在遭受雷电、操作冲击电压冲击时暂态电场分布更为复杂。为此,该文采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics仿真研究了温度梯度、施压方式以及绝缘材料非线性电导属性对直流叠加冲击电压下电缆绝缘中暂态电场的影响规律。研究结果表明:直流叠加冲击电压时,暂态最大场强始终出现在电缆绝缘内屏蔽表面;当电缆结构、绝缘材料非线性属性和外加冲击电压幅值确定时,随绝缘内温度梯度的提高,直流叠加同极性冲击电压时暂态最大场强减小,而叠加反极性冲击电压时暂态最大场强却逐渐增大;降低材料电导活化能和提高电场依赖系数可有效改善暂态电场分布,降低暂态最大电场波的幅值并缩短波头和波尾时间。
硅橡胶/SiC复合材料非线性电阻及电荷输运特性

为探索非线性电阻率对SiR/SiC复合材料空间电荷及表面电荷特性的影响,对不同SiC颗粒含量的SiR/SiC复合材料在不同电压下的电阻率以及空间电荷与表面电位进行了测量,分析SiR/SiC复合材料在不同电压下电阻率的变化规律以及电阻率对SiR/SiC复合材料电荷积累与消散特性的影响。研究结果表明:当SiC颗粒含量(质量分数)低于10 %时,SiR/SiC复合材料的电阻率没有明显的非线性;当SiC颗粒含量高于30%时,SiR/SiC复合材料的电阻率随着电场强度的升高,呈现非线性的变化,并且电场阈值随SiC颗粒含量的增加而降低。在空间电荷极化过程中,较低的电阻率抑制了SiR/SiC复合材料空间电荷的积累;同时在空间电荷去极化过程中,较低的电阻率明显加速了SiR/SiC复合材料空间电荷的消散。此外,较低的电阻率同样对表面电荷消散表现出明显的加速作用。该文初步探究了SiR/SiC复合材料非线性电阻率和电荷特性的变化规律,为直流电缆附件非线性电阻率材料的应用提供了参考。
一种单相–三相混合微电网结构及其能量协调控制方法

由于分布式电源(distributed generation,DG)输出功率的间歇性和负荷的多变性,在传统单相三相混合微电网孤岛运行时易出现电压波动和三相功率不平衡现象。为此,该文提出一种单相-三相混合微电网结构及其能量协调控制方法,该结构主要包括功率共享单元(power sharing unit,PSU)、储能单元(energy storage unit,ESU)及单、三相微电网。针对PSU提出的基于下垂控制的能量协调控制方法,在三相功率不平衡时,协调混合微电网各相进行功率交换,从而抑制三相功率不平衡;在分布式电源出力或者负荷发生突变时,可快速提供有功和无功支撑,从而抑制混合微电网的电压波动。通过ESU稳定PSU直流侧的母线电压,实现对混合微电网能量波动的缓冲。仿真与实验结果都表明了所提方法的合理性和有效性。
直流电场下聚合物空间电荷分布的极性效应

挤压型高压电缆用聚合物材料在直流电场作用下,空间电荷的分布具有极性效应。为了揭示引起极性效应的物理机制,该文引入双极电荷传输模型,考虑了双极性电荷的复合、俘获、脱陷等传输过程以及电极表面电荷的注入。通过参数化分析,辨别影响阴极和阳极空间电荷与电场非对称分布的主要物理参数。然后利用该模型仿真了均匀直流电场下聚丙烯空间电荷和电场分布,并与实验结果进行了比较。结果表明:聚丙烯空间电荷的非对称分布主要由迁移率和脱阱势垒决定,聚丙烯电场的非对称分布主要由迁移率和注入势垒决定,可为聚合物材料的调控提供理论依据。
直流GIL内金属微粒对表面电荷积聚影响的三维仿真及实验研究

针对直流GIL中金属微粒污染问题,该文研究了其对模型绝缘子表面电荷积聚的影响。基于麦克斯韦理论,纳入微粒污染以及气体侧空间离子的产生、复合、迁移、扩散等作用,建立了微粒污染情况下包含气体侧微观机制的绝缘子表面电荷积聚模型,利用COMSOL软件对三维情况下绝缘子形状、金属微粒不同黏附形态以及不同气体环境对表面电荷积聚的影响进行了求解分析,同时搭建了考虑导电微粒情况的电荷测量平台,对仿真中典型设置进行实验,验证仿真结果的正确性。研究表明,随截面底角减小,电荷更多积聚于绝缘子表面;黏附于绝缘子表面的金属微粒会引起表面电荷大积聚激增,沿高低压电极连线黏附微粒引起积聚最明显;气体环境改变会引起表面电荷积聚发生改变,低气压时更易积聚电荷。
SF_6中环氧树脂纳秒脉冲沿面闪络实验研究

针对气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内盆式绝缘子所用的环氧树脂材料,在纳秒脉冲条件下开展沿面闪络老化实验研究。设计不同气压值下沿面闪络新型实验装置,在SF_6环境中进行环氧树脂纳秒脉冲沿面闪络特性研究,并对沿面闪络前后材料老化区域的表面形貌和元素组成进行测试,分析环氧树脂材料老化前后表面理化特性的变化规律。实验结果表明,随着SF_6气体压强的增大,环氧树脂纳秒脉冲沿面闪络电压升高。闪络老化后环氧树脂表面氧化铝颗粒凸显出来,且随着老化进一步加深,表面聚合物与放电产生的含氟物质发生反应生成有机氟化物,反应产物被电弧溅射出去覆盖在材料表面。而氧化铝颗粒填料的性质在闪络老化过程中并未发生明显变化。以上针对环氧树脂绝缘材料所开展的实验研究可为GIS内环氧树脂绝缘材料改性,以及增强其耐压性能和抗老化性能提供指导。
直流电压下聚合物表面电荷测量方法及积聚特性

固体绝缘介质表面电荷积聚现象是研发高压直流气体绝缘装置的重要考虑因素,这些积聚的表面电荷会导致绝缘介质局部电场畸变,大大降低装置的绝缘水平。因此,研究直流电压下聚合物表面电荷积聚现象具有重要意义,如何实现对绝缘子表面电荷分布进行准确的测量,成为该领域一个重要的课题。针对这一问题,采用静电探头法测量缩比气体绝缘输电线路(gas-insulated line,GIL)中圆锥绝缘子的表面电位,研究针对这种“平移改变”系统的表面电荷的反演计算方法。研究采用数值模拟的方法获得了从电荷到电位的传递函数矩阵,应用了基于维纳滤波的数字图像处理技术,对传递函数矩阵的病态特性进行了改善,大大降低了系统噪声,提高了反演计算的稳定性。研究分析了测量结果的空间分辨率和计算精度,发现该系统的空间分辨率可以达到1.8mm。采用该算法,分别研究了空气和SF_6中直流电压下绝缘子表面电荷的积聚情况,发现绝缘子表面电荷呈均匀分布的“基本模式”和随机分布的“电荷斑”两种模式。“基本模式”的极性与所加电压极性相同,表明固体侧体电流是电荷积聚的主要来源。
双层a+bE非线性电导介质界面极化特性的理论研究

非线性电介质作为电场调控材料在高电压绝缘结构中广泛应用,理论研究探明双层非线性介质界面极化特性与双层线性介质界面极化特性的差异对双层绝缘介质工程应用的合理设计具有重要理论意义。该文以a+bE型非线性电导的双层非线性介质为研究对象,根据回路电压定律和电流连续性原理建立了非线性双层介质界面极化微分方程。通过推导得出了介质内的电场、界面电荷密度和全电流密度的动态解析解。结果表明:每一层介质电场强度和界面电荷随时间的变化规律有指数、双曲正切和双曲余切三种形式。对于指数形式,可用一个由材料属性、结构参数和外加激励电压幅值三个因素决定的时间常数来表征极化动态特性;对于双曲正切和双曲余切极化的动态特性,需用两个由上述三个因素决定的参数来表征,分别定义为松弛时间和初始时间。总电流密度由松弛时间不同的两个吸收电流和直流稳态组成,具有多种表现形式。
基于二层规划模型的交直流混合微网源荷储协调分区优化经济调度

交直流混合微网作为一种具有前景的微网形式,其优化运行是微网领域内的重要研究课题。该文综合计及交直流混合微网经济性和环保性;并考虑负荷平移构建优化运行模型。将负荷平移策略和储能充放电策略综合考虑为负荷转移手段,以荷储协调负荷转移策略为上层决策变量,并计及负荷平移中用户用电效益损耗以负荷协调转移效益最大估计为上层目标;以交直流混合微网优化运行策略为下层决策变量并考虑交流区和直流区优化运行成本最小为下层目标,建立源荷储协调二层规划模型。应用混沌粒子群算法结合Yalmip优化软件对其进行求解。最后通过算例验证该方法可以提高并协调微网收益和用户效益,并更适用于交直流混合微网实际运行。