汾河谷地大气环境容量与大气污染过程的数值模拟与敏感性分析 被引量：1

1

作者 王孜澈 茅宇豪 +1 位作者 郭淑雅 刘振鑫 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期604-619,共16页

对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污... 对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污染传输受天气系统、地形和城市化共同影响;地形环流强度明显强于太原城市热岛环流,且对其发展存在明显抑制作用,从而限制了城市大气环境容量,加剧城市近地面大气污染物的堆积和空气质量恶化;研究区域大气环境容量受气象主导风向影响:当天气主导风向偏南北向,也即与狭长的汾河谷地走向一致时,有利于该区域大气污染物的扩散清除,而当天气主导风向偏东西向时,则该区域大气环境容量明显减小,且近地面大气污染物浓度与大气环境容量之间呈强相关性,相关系数达到0.74;当地形敏感组实验中取消太原市周边河谷地形特征时,上述相关系数降低到0.21。 展开更多

关键词 汾河谷地 大气环境数值模拟 WRF-Chem 地形高度与地表利用类型 山谷风环流

在线阅读 下载PDF 职称材料

城市湖泊影响城市低空大气污染物时空分布的机制

2

作者 黄奥 刘振鑫 +2 位作者 陈诗雨 胡建林 陈梓轩 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期928-948,共21页

湖泊在调节局地气候和空气质量方面发挥着重要的作用,城市湖泊对城市局地大气边界层环流和大气污染物输送机制的影响是目前城市空气质量研究的重要问题。本文分析了夏季南京城区濒湖站近地面大气污染物质量浓度的日变化特征,并与相对远... 湖泊在调节局地气候和空气质量方面发挥着重要的作用,城市湖泊对城市局地大气边界层环流和大气污染物输送机制的影响是目前城市空气质量研究的重要问题。本文分析了夏季南京城区濒湖站近地面大气污染物质量浓度的日变化特征,并与相对远离湖泊的非濒湖站的观测结果进行比较。结果表明:对于以近地面排放为主的NO_(2),日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站高(1.64±0.29)μg·m^(-3),夜间则低(0.51±1.39)μg·m^(-3);以边界层中高层生成与传输为主的O_(3),呈现出与NO_(2)相反的趋势,日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站低(9.57±2.19)μg·m^(-3),夜间则高(1.24±4.68)μg·m^(-3);PM_(2.5)质量浓度的差值没出现类似特征。利用二维陆面过程模式,并结合不同排放情景,对湖泊-城市陆地分布进行敏感性数值试验。试验结果表明,城市区域内湖面与陆面的热力性质差异影响了低空大气环流和垂直热力稳定度,并进一步影响城市近地面大气污染浓度的扩散传输过程。受湖泊存在的影响,白天位于湖泊及濒湖区域上方的垂直大气热力稳定度高于非濒湖区域上空,低层大气垂直扩散较弱,导致濒湖区域以近地面排放为主的污染物比质量浓度偏高,而以边界层中高层排放与生成为主的污染物比质量浓度则偏低;夜间情况则与之相反。该试验结果与观测数据的变化趋势吻合,且与WRF-Chem模拟结果类似。 展开更多

关键词 土地利用类型 陆面过程 垂直大气稳定度 城市空气质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

湖泊大型水生植物与藻类分解的碳排放对比研究 被引量：1

3

作者 张润雨 王家一 +1 位作者 朱琳 施文卿 《环境科学研究》 北大核心 2025年第5期1058-1066,共9页

湖泊生态系统中,大型水生植物和藻类生物质是二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))温室气体的重要来源。大型水生植物和藻类有机质组分存在显著差异,导致分解过程及温室气体排放特征存在潜在差异。本研究通过模拟培养实验,设置了对照组(CK)... 湖泊生态系统中,大型水生植物和藻类生物质是二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))温室气体的重要来源。大型水生植物和藻类有机质组分存在显著差异,导致分解过程及温室气体排放特征存在潜在差异。本研究通过模拟培养实验,设置了对照组(CK)、添加60 mg/L草生物质的低草生物质组(P-L)、添加600 mg/L草生物质的高草生物质组(P-H)、添加60 mg/L藻生物质的低藻生物质(A-L)以及添加600 mg/L藻生物质的高藻生物质(A-H)5个处理组,系统比较了大型水生植物与藻类生物质的分解特征及其CO_(2)和CH_(4)排放通量,利用三维荧光技术与qPCR技术分析了有机质组成及功能微生物丰度,进而探讨了其相关机制。结果表明:①相较于大型水生植物,藻类生物质分解速率更快,带来的CO_(2)和CH_(4)排放通量更高。P-L、P-H、A-L和A-H组CO_(2)排放通量最大值分别为48.6、107.3、52.5和220.2 mg/(m^(2)·h),CH_(4)排放通量最大值分别为41.6、80.0、43.9和113.0 mg/(m^(2)·h)。②在相同生物量条件下,藻类生物质的CO_(2)、CH_(4)和总CO_(2)当量排放通量分别是大型水生植物的1.4~1.6倍、1.16~1.67倍和1.20~1.68倍。③有机物三维荧光与产甲烷菌丰度进一步分析显示,藻类生物质分解释放了更多的溶解性有机物,加速了水体有机物的降解,并提高了产甲烷菌的丰度。P-L、P-H、A-L和A-H组水体产甲烷菌丰度分别为8.6×10^(7)、8.9×10^(7)、7.2×10^(7)和2.5×10^(8)copies/L,沉积物产甲烷菌丰度分别为3.8×10^(8)、4.1×10^(8)、3.9×10^(8)和4.7×10^(8)copies/g。研究显示,藻类比大型水生植物生物质的分解对CO_(2)和CH_(4)排放的影响更为显著,表明湖泊生态系统中草-藻稳态转变对CO_(2)和CH_(4)排放具有重要影响。该研究可为全面评估湖泊草-藻稳态转变的生态效应提供重要参考。 展开更多

关键词 大型水生植物 藻类 生物质分解 二氧化碳(CO_(2)) 甲烷(CH_(4))

在线阅读 下载PDF 职称材料

近40年新疆植被指数变化趋势及其气象因子相关性分析

4

作者 曹天元 刘振鑫 +3 位作者 王孜澈 张雯茜 黄奥 谢鸣捷 《气候与环境研究》 北大核心 2025年第4期387-401,共15页

基于我国新疆地区1981~2020年的60个气象国家站的降水量日值观测数据,NOAA的归一化植被指数(NDVI)的卫星遥感数据,以及2000~2020年NOAA的积雪分布的卫星遥感数据,对该地区植被覆盖的时空分布变化特征进行分析,并进一步通过相关性分析探... 基于我国新疆地区1981~2020年的60个气象国家站的降水量日值观测数据,NOAA的归一化植被指数(NDVI)的卫星遥感数据,以及2000~2020年NOAA的积雪分布的卫星遥感数据,对该地区植被覆盖的时空分布变化特征进行分析,并进一步通过相关性分析探讨相关气象因子。结果表明:1981~2020年新疆7~8月整体NDVI呈现上升趋势;2000~2020年NDVI的增加趋势有所放缓。年均日降水量的逐年变化率的量级在±0.1mm(10a)-1之间,且在不同地域和季节之间存在明显差异。南疆地区的积雪融化率在2000~2020年呈现普遍下降趋势,而北疆地区则呈现较弱的上升趋势。相关性分析表明该区域在不同时间段内,降水量与NDVI之间的相关性有较大的差异,其中地形平坦区域的多数站点NDVI的变化率与非冬季降水量的相关性较高,而另外一些站点的NDVI主要与冬季降水量和积雪融化率具有较高的相关性,且这些站点普遍位于高山山麓区域。由此可知,一方面该地区植被指数受降水量的影响较为显著,符合干旱半干旱地区气候与植被的关系;另一方面对于山麓地区冬季降雪和山地融雪同样对植被生长具有重要影响。根据本研究的结果推测,近40年来年内融雪量的增加趋势可能是导致这些地区植被覆盖逐年改善的重要原因之一。本研究成果可从植被覆盖的角度为新疆气候变化相关研究提供一定的观测论据。 展开更多

关键词 NDVI 区域气候变化 西北干旱半干旱地区 降水 积雪融化

在线阅读 下载PDF 职称材料

忆阻超混沌映射的可调控性设计及光纤保密通信系统构建 被引量：3

5

作者 李春彪 李泳新 +2 位作者 仲庆 杨勇 AKGUL Akif 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期171-184,共14页

通过引入平方忆阻函数非线性反馈,构建离散超混沌映射,并实现超混沌序列的全局调幅、局部调幅以及直接偏置调控。混沌映射的可调控性通过离散忆阻的阻值函数和内部变量积分速度来实现。简易的忆阻约束关系同时赋予了直接偏置调控的可能... 通过引入平方忆阻函数非线性反馈,构建离散超混沌映射,并实现超混沌序列的全局调幅、局部调幅以及直接偏置调控。混沌映射的可调控性通过离散忆阻的阻值函数和内部变量积分速度来实现。简易的忆阻约束关系同时赋予了直接偏置调控的可能性,通过额外引入常数项参数可实现一维状态变量的直接偏置调控。基于RISC-V单片机CH32V307实现了所提出的可调控超混沌映射,并通过美国国家标准与技术研究院测试证明了超混沌序列的伪随机属性。基于以上超混沌映射构建了正交啁啾复用-非正交多址接入物理层加密方案,实验完成了2 km弱耦合七芯光纤通信的误码率测试,进一步证明了基于离散忆阻构建的超混沌加密正交啁啾复用-非正交多址接入系统可实现数据的可靠传输和解密,有效保护数据安全。 展开更多

关键词 离散忆阻 超混沌映射 调幅 偏置调控 光纤保密通信

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Fluent和LSTM神经网络的超声波测风仪阴影效应补偿研究 被引量：18

6

作者 任晓晔 陈晓 郭妍 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第7期89-98,共10页

超声波测风仪因其结构坚固,维修成本低等优点,在气象、生活及农业等领域有着广泛应用。但由于其结构特点造成的阴影效应,会导致其风速测量精度下降,是当前测风领域中不可忽视的问题。针对该问题,提出一种基于Fluent软件以及LSTM长短期... 超声波测风仪因其结构坚固,维修成本低等优点,在气象、生活及农业等领域有着广泛应用。但由于其结构特点造成的阴影效应,会导致其风速测量精度下降,是当前测风领域中不可忽视的问题。针对该问题,提出一种基于Fluent软件以及LSTM长短期记忆神经网络的超声波阴影效应的补偿算法,对不同风速风向以及不同温度下的阴影效应进行补偿。利用Fluent仿真得到样本数据完成LSTM预测模型训练;基于Fluent仿真数据对SVR和MLR等模型与LSTM模型对超声波测风仪阴影效应进行对比实验,验证LSTM算法模型的有效性及优越性;通过风洞数据对LSTM神经网络修正算法的可行性进一步验证。实验结果表明:该算法可对阴影效应所造成的误差进行有效补偿,其精确度得到显著提高,为减小超声波测风仪的阴影效应提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 超声波测风仪 阴影效应 LSTM神经网络 风速风向 Fluent软件 补偿算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种优化随机森林模型的室内定位方法 被引量：22

7

作者 郭妍 陈晓 任晓晔 《激光杂志》 北大核心 2018年第10期70-74,共5页

针对Wi Fi室内定位技术中的位置指纹法进行研究,提出了一种基于优化随机森林模型的改进算法。该模型通过引入伯努利分布建立了阻止部分决策树参与投票的准则,优化了随机森林结构,提高了总体预测能力。通过实验结果表明,将该模型应用于... 针对Wi Fi室内定位技术中的位置指纹法进行研究,提出了一种基于优化随机森林模型的改进算法。该模型通过引入伯努利分布建立了阻止部分决策树参与投票的准则,优化了随机森林结构,提高了总体预测能力。通过实验结果表明,将该模型应用于室内定位并在相同条件下与KNN算法进行比较,平均定位误差可减小0.35m,有效提高了位置指纹定位方法的定位精度。 展开更多

关键词 室内定位 位置指纹法 随机森林 伯努利分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

南京化工园区道路尘中邻苯二甲酸酯的时空变化和风险评估 被引量：2

8

作者 甄晓龙 刘刚 +2 位作者 李久海 徐慧 吴丹 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期531-541,共11页

在秋季和冬季节分别在南京化工园区主、次干道采集道路尘,采集的道路尘经200目筛子过筛后经分离装置采集道路尘中PM2.5,用二氯甲烷和甲醇(2∶1,V/V)提取有机物,,用气质联用仪(GC-MS)测定了6种邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)类化合... 在秋季和冬季节分别在南京化工园区主、次干道采集道路尘,采集的道路尘经200目筛子过筛后经分离装置采集道路尘中PM2.5,用二氯甲烷和甲醇(2∶1,V/V)提取有机物,,用气质联用仪(GC-MS)测定了6种邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)类化合物,分析了PAEs化学组成的时空变化,确定了PAEs的潜在来源和评估了PAEs的健康风险.结果表明:秋季和冬季道路尘中PAEs含量分别为106.47±67.54μg·g-1和51.19±30.88μg·g-1.秋季,PAEs污染物主要以邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)和邻苯二甲酸二异丁酯(di-isobutyl phthalate,DiBP)为主;而冬季,PAEs污染物主要以DEHP和邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,DnBP)为主.秋季,邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)含量最少;而冬季,邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)含量最少.通过进一步分析发现,秋季和冬季PAEs的来源有所不同,秋季来源于人类日常生活的占比高于冬季,而冬季来源于增塑剂的占比高于秋季.这种差异主要集中在高分子量PAEs.秋季,次干道和主干道道路尘中PAEs含量分别为120.69±79.21μg·g-1和97.58±71.99μg·g-1;而冬季,次干道和主干道道路尘中PAEs含量分别为60.02±46.88μg·g-1和45.67±24.11μg·g-1.主、次干道中PAEs的浓度差异是由PAEs的物理化学性质和降解、采样点位置、道路特点和排放源等多种因素协同影响.主成分分析(principal component analysis PCA)结果表明,PAEs污染物主要来源于塑料产品中的增塑剂和人类日常生活.使用美国环境保护署(US.EPA 1989,1996,2001)建立的评估体系评价儿童和成人的非致癌和致癌风险.儿童和成人的非致癌总风险(HI)均低于安全阈值1.0,说明化工园区道路尘中PAEs非致癌风险较小.人体暴露于化工园区道路尘中DEHP致癌风险分别为9.16×10-7、1.15×10-6、4.26×10-7和5.78×10-7(秋季主干道、秋季次干道、冬季主干道和冬季次干道),除秋季次干道道路尘PM2.5中DEHP的致癌风险大于1×10-6,其他均小于1×10-6,表明该地区的致癌风险处于可接受范围,但仍不能忽视DEHP致癌风险的长期效应. 展开更多

关键词 道路尘 PM2.5 邻苯二甲酸酯(PAEs) 源解析 健康风险评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声波测风换能器对风速的影响研究 被引量：13

9

作者 任晓晔 陈晓 郭妍 《电子测量技术》 2019年第7期118-124,共7页

利用流体力学软件Fluent对两种超声波测风换能器在不同风速下进行数值模拟,得到速度云图以及测风路径上风速随时间步长的变化曲线,分析对比了两种换能器对风速的影响。其次以圆柱形换能器为研究对象,在不同风速风向下,仿真了测风路径上... 利用流体力学软件Fluent对两种超声波测风换能器在不同风速下进行数值模拟,得到速度云图以及测风路径上风速随时间步长的变化曲线,分析对比了两种换能器对风速的影响。其次以圆柱形换能器为研究对象,在不同风速风向下,仿真了测风路径上风速随风向的变化情况,得到了测风路径上风速随风向变化曲线图和测风路径风速的x分量速度随风向的变化曲线与标准风速x轴分量速度随风向的变化曲线对比图。从图中可以清晰地看出,不同风向下超声波换能器对风速的影响程度。通过仿真结果可以总结出,采用流线形形状的子弹头型超声波换能器在高风速下较圆柱形换能器对风速的影响更小。除此之外,在设计超声波测风仪时超声波测风路径应当避免平行风,即测风路径应该与风向存在一定的角度,且该角度应当在60°左右。 展开更多

关键词 超声波测风仪 超声波换能器 Fluent软件 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于微机电系统和BP PID控制算法的露点仪设计 被引量：1

10

作者 孙启云 刘清惓 +1 位作者 周亚 王珲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第8期61-64,120,共5页

为实现大气中露点温度的精确测量,提出一种基于MEMS及BP PID控制算法的露点仪。为提高测量精度,采用24位Σ-Δ电容数字转换器进行电容测量,并设计了基于电位差计式电桥的低噪声测温电路。软件设计中,为提高测量、信号处理、通讯等任务... 为实现大气中露点温度的精确测量,提出一种基于MEMS及BP PID控制算法的露点仪。为提高测量精度,采用24位Σ-Δ电容数字转换器进行电容测量,并设计了基于电位差计式电桥的低噪声测温电路。软件设计中,为提高测量、信号处理、通讯等任务的效率及稳定性,移植了FreeRTOS操作系统,提出一种基于BP神经网络的PID控制算法对半导体制冷器进行功率控制,提高了参数自适应能力及响应速率。与Michell公司的计量级冷镜式露点仪比对结果表明,该系统的测量精度达±0.2℃。 展开更多

关键词 微机电系统 露点 BP PID控制算法 半导体制冷器

在线阅读 下载PDF 职称材料

自然通风防辐射罩辐射误差算法 被引量：1

11

作者 浦玮 刘清惓 +1 位作者 史雪雪 王定奥 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第4期13-16,37,共5页

为提高自动气象站温度传感器观测数据精度,对不同型号的自然通风防辐射罩所产生的辐射误差进行分析,提出一种基于BP神经网络算法对不同表面反射率的防辐射罩进行误差修正。将BP神经网络应用于温度传感器防辐射罩辐射误差的预测:将太阳... 为提高自动气象站温度传感器观测数据精度,对不同型号的自然通风防辐射罩所产生的辐射误差进行分析,提出一种基于BP神经网络算法对不同表面反射率的防辐射罩进行误差修正。将BP神经网络应用于温度传感器防辐射罩辐射误差的预测:将太阳辐射强度、风速、表面反射率作为BP神经网络的输入,利用计算流体动力学分析防辐射罩在不同大气环境下的辐射误差作为BP神经网络的训练输出。分析训练输出与样本输出,两者的绝对误差仅在[-0. 001,0. 002],可见BP神经网络的预测精度在理想值内。最后将BP神经网络得到的辐射误差修正方程用Java进行封装,并开发Web平台实现算法应用。 展开更多

关键词 温度传感器 防辐射罩 BP神经网络 辐射误差 WEB平台

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于HSI色彩空间和分水岭算法的冰雹特征参数测量 被引量：2

12

作者 张思炜 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第4期147-153,共7页

为了促进冰雹灾害等级评估工作的高效进行,提出一种测量冰雹特征参数的方法。该方法统计冰雹图片的HSI颜色范围,用先验的颜色范围来分割出冰雹并通过形态学滤除噪声,针对冰雹颗粒粘连情况运用基于分水岭算法分割边界。分别采用统计像素... 为了促进冰雹灾害等级评估工作的高效进行,提出一种测量冰雹特征参数的方法。该方法统计冰雹图片的HSI颜色范围,用先验的颜色范围来分割出冰雹并通过形态学滤除噪声,针对冰雹颗粒粘连情况运用基于分水岭算法分割边界。分别采用统计像素法、Freeman链码和改进的最小外接矩形法来测量冰雹颗粒的面积、周长和直径并与相关算法进行了实验比较。实验结果表明该方法精准度高、相关性较好,冰雹周长、面积和直径的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.2081 cm、0.2124 cm 2和0.9314 cm,决定系数(R 2)分别为0.8814、0.8736和0.9314,测量值平均误差在2%~6%之间。研究结果可为冰雹灾害相关的研究者提供准确的数据参考。 展开更多

关键词 图像分割 HSI颜色空间 分水岭算法 距离变换 参数测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

平原城区入湖河流氧化亚氮排放时空特征

13

作者 张润雨 刘博毅 +1 位作者 朱琳 施文卿 《湖泊科学》 2025年第5期1661-1670,I0005,共11页

氧化亚氮(N_(2)O)作为一种强效应温室气体,是全球气候变暖的主要贡献者之一。受大量污染物输入的影响,城市河流一直是N_(2)O排放的热点区域,但在平原地区水动力较弱的河流中其排放特征尚不清晰。本研究以中国典型平原城市地区的滆湖入... 氧化亚氮(N_(2)O)作为一种强效应温室气体,是全球气候变暖的主要贡献者之一。受大量污染物输入的影响,城市河流一直是N_(2)O排放的热点区域,但在平原地区水动力较弱的河流中其排放特征尚不清晰。本研究以中国典型平原城市地区的滆湖入湖河流为对象,分析了枯水期和丰水期N_(2)O排放特征,利用q-PCR技术定量了功能微生物丰度,探讨了其潜在的作用机制。研究结果表明,N_(2)O排放通量在枯水期和丰水期的差异不显著,但表现出明显的空间异质性。N_(2)O排放通量沿河流流向明显下降,且与湖泊距离呈显著正相关。河流入湖距离每减少1 km,N_(2)O排放通量减少0.05 mg/(m^(2)·d)。N_(2)O排放通量也随着硝化细菌与反硝化细菌丰度比值的增加而增加,表明硝化作用及其底物氨氮对N_(2)O排放起着关键调控作用。此外,研究区排放因子平均值比IPCC-2019默认值高约5.5倍。研究结论深化了对平原内城市河流N_(2)O排放的认识,为区域排放估算的改进提供了科学依据。 展开更多

关键词 平原河流 N 2 O 脱氮 硝化作用 氨氮

在线阅读 下载PDF 职称材料