吉林省不同量级降雨下的降雨侵蚀力特征

[目的]探究吉林省不同量级降雨条件下降雨侵蚀力的时空分布特征,为该省气象灾害风险评估、水土流失防治提供科学参考。[方法]基于1980—2022年吉林省51个站点的逐日降雨数据,按雨量等级将其划分为不同量级降雨,采用Xie提出的日降雨侵蚀力计算模型计算降雨侵蚀力,利用M-K突变检验、变异系数、气候倾向率分析吉林省不同量级降雨侵蚀力时空变化特征。[结果](1)1980—2022年吉林省年均侵蚀性降雨量和降雨侵蚀力分别为420.04 mm和1 967.12 MJ·mm/(hm^(2)·h),变异系数分别为0.27,0.2,均属中等变异;(2)1980—2022年,不同量级降雨侵蚀力随年际变化均呈上升趋势,暴雨侵蚀力上升幅度最大,为57.7 MJ·mm/(hm^(2)·h·10 a),中雨侵蚀力上升幅度最小,为5.8 MJ·mm/(hm^(2)·h·10 a),大雨侵蚀力对年均降雨侵蚀力的贡献度最大,为36.68%;(3)不同量级降雨侵蚀力年内分布不均匀,中雨侵蚀力在全年均有发生,大暴雨侵蚀力仅发生在6—9月,10月至翌年5月中雨侵蚀力在年降雨侵蚀力中占主导地位,6—9月大雨和暴雨侵蚀力逐渐替代中雨侵蚀力在年降雨侵蚀力中起主导地位;(4)年均侵蚀性降雨量、年均降雨侵蚀力和不同量级降雨侵蚀力空间分布均呈现中南高东西低的格局。[结论]吉林省不同量级降雨侵蚀力区域特征明显,明确了各量级降雨易产生土壤侵蚀可能性较高的时间和地区,应因地制宜地制定气象灾害风险防御和水土保持防治措施。

“蒸发悖论”现象在吉林省地区的表现

利用吉林省有效的45个气象站1963—2012年的气象资料,分析50年吉林省20 cm口径蒸发皿蒸发量的变化趋势,结合温度变化,着重分析"蒸发悖论"在吉林省的时空分布规律。结果表明:50年来吉林省蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,其中春季的下降速率和下降的幅度最大,而夏、秋、冬三个季节中虽然存在小幅上升的变化趋势,但是并不显著。50年来吉林省整体上存在"蒸发悖论"。地理上,吉林省存在"蒸发悖论"现象气象站的数量呈自西向东逐步增加的分布形式,但悖论在长白山山区极少出现。不同年代际中,吉林省存在悖论的站点数量也不同,80年代最多,其后依次为00年代、70年代,90年代最少。从季节来看,春季全省存在悖论,其他三季悖论现象则以中部长春地区为中心,夏、秋两季向东部地区扩展,冬季向中部地区收缩。

基于标准化降水指数的近45年吉林省干旱特征分析

选用吉林省地区45个气象站近45 a逐月降水资料,以标准化降水指数(SPI)为干旱指标,详细分析吉林省范围内干旱强度、影响范围和发生频率的时空演变特征。分析结果表明:过去的45 a中,吉林省地区干旱整体呈增强的趋势。吉林西部和中部地区是年、季尺度干旱高发地区,干旱发生频率明显高于东部地区。从站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先减后增的变化形式,且全省范围内多发全域性干旱。不同季节中,春、冬两季中的站次比出现下降,夏、秋两季中站次比有所增加。夏旱多为局域性干旱,其余季节中则均为全域性干旱。年尺度干旱强度变化呈增强趋势,且以中旱为主。不同季节中干旱强度和站次比变化形式有所不同,春、夏两季中干旱的作用强度减弱,秋、冬季中干旱强度呈增强趋势。

ZigBee在网域遥控系统中的优化设计研究

为了准确检测和定位网域内基于ZigBee节点的各种监测信息,从无线电遥控的功能和应用出发,分析和比较了现有无线电遥控的基本功能,提出了一种基于ZigBee遥控系统优化处理方法。研究了无线通信系统和子设备节点间的通信协议和数据格式,并利用无线传感器网络技术、GPS定位及系统安全控制技术,设计出改进的ZigBee遥控系统体系结构,然后通过软件实现。实验结果表明,该方法提高了网域控制的灵活性和复用率,降低了制作成本,提高了工作效率。

光电搜索设备CE102和RE102电磁兼容整改研究

为使光电搜索设备满足GJB151B-2013标准要求,从电磁兼容的设计出发,分析CE102和RE102的测试波形和设备内部组成结构。在EMC理论分析的基础上,提出了针对CE102和RE102的整改方案。通过处理互连线缆、电源、设备壳体等部件,并利用频谱分析仪对近场辐射分析,精确找到最大辐射源并采取相应处理措施,有效降低了设备的电场辐射发射和电源传导发射。试验结果表明,整改后的光电搜索设备满足GJB151B-2013标准要求,对其他同类型产品的整改提供参考价值。

吉林省参考作物蒸散演变特征及气候成因定量分析

参考作物蒸散是能量平衡和水分循环的重要环节,明晰吉林省参考作物蒸散演变特征及成因,有助于理解气候变化对水文循环的影响和科学开展灌溉。根据吉林省28个气象站1970-2019年的逐日气象数据,利用Penman-Monteith法、去趋势法探究考蒸散演变特征及其定量化成因。结果表明:近50 a中,吉林省年平均参考作物蒸散呈不显著的增加趋势,四季中,夏季蒸散减少,其他季节蒸散不同程度增加。近50 a中,吉林省各气象因子变化差距明显,年、季平均气温和水汽压差增加,风速和日照时数减少,其中风速和水汽压差的变化幅度明显大于气温和日照时数;吉林省年均蒸散变化由水汽压差和风速主导,各因子正贡献略超过负贡献,使年均蒸散呈弱增加趋势。春季平均蒸散演变主要由水汽压差和风速驱动,夏季平均蒸散由水汽压差、风速和日照时数共同驱动,秋、冬季平均蒸散演变是由水汽压差和风速驱动。空间上,西部地区年蒸散的变化主要由风速驱动,中部年均蒸散同时受到风速和水汽压差变化影响,东部由水汽压差变化驱动。吉林省西部春季蒸散变化主要由风速驱动,中部和东部春季蒸散由水汽压差主导;西部和中部地区夏季平均蒸散由日照时数主导,东部则主要由水汽压差驱动;西部和中部秋、冬季蒸散变化主要受风速影响,东部主要由水汽压差的变化驱动。

多目标跟踪在红外制导系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的跟踪功能,提高红外制导的引导精度,提出了一种多抽头流水线架构的多目标跟踪方式。该方法将图像预处理、图像分割和目标检测等算法均在FPGA内部通过卷积运算实现,通过提高卷积运算速度达到实时处理的效果。试验结果表明,该方法与其他跟踪算法相比,可以自适应调整窗口大小、改变跟踪策略和自动分配窗口,提高了跟踪的多样性和可选性。该方法可以引导红外制导系统对多个目标同时进行跟踪,最终给出判据对威胁等级高的目标进行打击,具有实际应用前景。

SDI红外图像在火炮光电跟踪系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的捕获、跟踪、锁定功能,提高作战人员工作效率,提出了一种SDI红外图像的传输方式。该方法将4路LVDS数字信号进行解码,利用FPGA产品Virtex-5系列逻辑资源丰富的特点,对图像格式按照SMPTE296M标准进行重新编码组合,实现无损、高清图像数据的实时传输。试验结果表明,该方法与其他数字图像传输方式相比,提高了图像的传输效率和稳定性,并在实际应用中取得良好效果,为进一步研究火炮光电跟踪系统提供了可行的解决途径和借鉴意义。

吉林省最高最低气温非对称变化时空演变特征

利用吉林省45个气象站1970-2014年逐日的最高、最低气温资料,分析吉林省最高、最低气温不对称变化在年、季尺度上的时空演变特征。采用经验模态分解法(EMD)分解年、季最高、最低气温序列,分析变化趋势。结果表明:近45年年平均最高、最低气温均呈增加趋势,且最低气温增幅是最高气温的两倍。四季的最高、最低气温变化形式与年变化一致;不同地区之间最高气温的增幅差异不大,最低气温增幅存在一定区别,东部最低气温增幅小于中、西部。相对稳定的增温区出现在西部和中部,不同季节的增温幅度不同,春、夏要强于秋、冬。经验模态分解(EMD)结果显示吉林省年平均最高、最低气温均为增加趋势,而春、冬季中最高气温趋势分量的倾向率与原始序列不同,为负值。夏、秋季中最高气温及四季中最低气温趋势分量序列与原始数据序列的倾向率一致,均为正值但大小存在差异。

纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛的制备及表征

采用水热合成法制备了纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛,通过正交设计考察了晶化温度、晶化时间和pH值3个因素对其结构性能的影响。在小型固定床反应器上考察了纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛制备条件对噻吩烷基化反应的影响。结果表明:在晶化温度170℃、晶化时间24 h、pH值11.5条件下制备的纳米晶堆积多级孔ZSM-5分子筛,表面积390.0~434.0 m^2/g、总孔容0.28~0.31 cm^3/g、平均孔径8.2 nm,颗粒粒径小于100 nm,具有较多的颗粒间堆积孔和适宜的酸量与酸强度,水热稳定性和热稳定性也较高,适合噻吩烷基化反应。

最优算法组合在目标检测图像信号处理中的应用

针对网域内简单背景下目标感知识别处理速度慢、准确率低的问题,提出了基于最优算法组合的目标检测方法;该方法将多种图像处理方法融入目标识别算法中,在采用不同算法对采集到的图像进行预处理、分割和特征提取效果比较的基础上,确定出最优算法组合并设计实验验证其可靠性和鲁棒性;试验结果表明该方法能够快速有效的判别行人目标,识别率达到96.67%,解决了网域内目标检测问题;与其他单一算法相比具有处理速度更快、判别更加有效,实时性高等特点,明显优于一般算法。

酮苯脱蜡脱油技术发展现状

根据酮苯脱蜡脱油工艺特点,阐述了原料、溶剂、稀释条件、冷却速率及脱油温度等工艺条件对蜡产品的影响,达到提前设计工艺方案,优化操作条件的。结合装置各系统间的作用,介绍了相关工艺技术的新进展,对于充分利用现有资源生产优质的石蜡产品,提高炼油厂的经济效益具有现实意义。

1963～2012年长春市极端气温事件变化特征

利用1963 ～2012年长春市的最高和最低气温资料,采用百分位阈值法确定暖日、暖夜和冷日、冷夜的标准,采用非参数Z统计量检验法、线性倾向估计法和M-K突变检测方法,研究长春市50年的极端气温事件的变化特征.结果表明,长春市的暖日和暖夜呈现上升的变化趋势,上升速率分别为1.44和5.50个/10a;而冷日和冷夜则呈现减少的趋势,减少的速率分别为1.61和5.35个/10a;同时夜间增暖幅度大于白天;极端温度变化的阶段性特征明显,近50年的暖日和冷日、冷夜存在突变.秋季的暖日增加最为显著,春季次之;夏季的暖夜增加最为显著,冬季次之;而冷日和冷夜的减少主要存在于春季和冬季;四季的气温均在变暖,其中以春季、冬季变暖最明显;2月暖日的增加和冷日、冷夜的减少最为明显,暖夜则在6月变化最显著.

一场突发性局地大暴雨触发作用的分析和探讨

利用多种非常规高时空分辨率观测资料并结合ERA5(ECMWF Reanalysis V5)再分析资料,分析了2019年6月2日长春市区的一场突发性局地大暴雨的中尺度特征,结果发现,低层或高层冷中心、暖湿气流和冷池出流三者之间不同的相互作用是该过程两段不同强度降水产生的根本原因:第一时段降水较强,并伴有强雷电和冰雹,700 hPa附近较弱冷中心在低层偏南风急流作用下北移至长春站北部并叠加在高层强冷中心之下,其下沉气流在边界层顶附近受该处降水形成的冷池和冷锋后部冷平流阻挡向南回流,冷池出流强度增强并在长春站附近迫使强暖湿气流抬升,长春站上空层结不稳定性加强,当上游对流云团东移至该地时强烈发展,回波强度超过60 dBZ,后向传播作用形成东西向线状对流,列车效应显著;第二时段降水相对较弱,仅伴有雷电,长春上空中低层仍为暖平流控制,高层冷空气继续加强并南压,其下沉气流在边界层顶附近受低层急流作用向北辐散,冷平流较强并与第一阶段强降水产生的冷池出流(较弱冷平流)在长春站附近辐合,迫使其低层相对较暖的气团抬升,700 hPa以下转为垂直上升运动,对流云团移至该处再次发展并与周围对流云团合并形成线状对流群,但两支辐合气流均为冷平流,近地面层缺少热力条件配合,不利于上升气流加强和维持,强度不超过55 dBZ且质心较低,维持时间短。

基于热释电红外传感器探测距离影响因素的研究

为提高热释电红外传感器对目标(行人)的探测距离,对被动式红外传感器探测系统和红外信号进行了研究.由于热释电红外传感器的信号与目标(行人)的感知部位、环境与目标温度差值、透镜的面积和区段数量有关,设计了一种测试红外传感器探测系统感知距离的试验方法.实验结果表明,在考虑了影响探测距离的几个因素后,改进后的红外探测系统探测距离由原来的10m提高到40m,红外信号探测良好.试验方法和结果对其他同类型探测系统的研究有一定的指导和借鉴意义.

FPGA工作温升与运行程序的关系

现场可编程门阵列(FPGA)的低成本和高度灵活性,使其在嵌入式系统中占据了重要的地位。FPGA的工作温升与运行程序有很强的依赖关系。主要研究了时钟频率和资源利用率两个方面对FPGA工作温升的影响,分别利用红外热像仪和K型热电偶测量了FPGA在真空和大气中的工作温升。采用锁相环(PLL)进行倍频产生8组输出频率进行时钟测量。资源利用率主要通过控制逻辑单元的数目来实现。最后采用阿尔特拉(Altera)公司的Power Play EPE软件对FPGA在不同情况下的功耗进行了估算。通过对实验结果的分析和比较,发现随着时钟频率增加,FPGA表面温度不断增大;随着资源利用率(逻辑单元数目)的增加,温度也随之增长。通过EPE软件估算出功耗与时钟频率、逻辑单元的数目均成正比例关系。

多级孔Hβ分子筛NiWP催化剂的制备与加氢脱芳性能

采用NaOH溶液对商业Hβ分子筛进行碱处理,制备了多级孔结构Hβ分子筛。以多级孔Hβ分子筛与Al_2O_3为复合载体,采用等体积浸渍法制备了多级孔NiWP/Hβ-Al_2O_3系列催化剂,利用XRD、BET、TEM等表征手段对分子筛以及催化剂的物相结构进行了表征。以催化裂化柴油为原料,在固定床反应器上对催化剂的加氢脱芳性能进行了评价。结果表明,制备的NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂具有较高的加氢脱芳活性,在反应温度为360℃、反应压力8.0 MPa、氢油体积比为600∶1、体积空速1.0h^(-1)的条件下,产品的十六烷值由7.21提高到46.96。

成本控制下的基础有机化学实验室绿色化措施

基础有机化学实验室的绿色化改革是解决其环境污染问题的有效途径,但是现行绿色化措施因为在教学过程和效果以及实验成本控制等方面的不足限制了它们的推广应用。通过对基础有机实验的仔细分析,在实验设计中降低试剂浓度、替换高毒易挥发性试剂和使用耐用标准磨口器具,从源头上减少了实验室有害物质和器具的消耗量,大大减少了污染物的排放,降低了实验成本,实现了成本控制下的基础有机化学实验室绿色化;同时,这些措施最大程度地保留了现行基础有机化学实验教学的方式和效果,极具普适性和可行性,有望在同类基础有机化学实验室推广应用。

一种地面网域化微武器系统

基于无线传感器网络,集感知、识别、定位、攻击于一体的地面网域化微武器系统,提出的一种全新概念的高性能微型智能武器。能感知网域内战场态势,自动对人员、车辆目标识别和定位,完成战场侦察和攻击准备;能利用网络进行通讯,将一群微战斗单元组成若干个簇来对目标实施多模协同攻击;将在要塞防御、驻地值勤、边防职守以及反恐作战等方面发挥重要作用。

DS18B20的液体温度测量系统设计

针对液体运输过程中对温度的特殊要求,设计出了一套专门针对运输中液体温度监测的智能测温系统.该系统具有很好的防腐蚀、防潮、防油的特性,很好地应用了温度传感器DS18B20的单总线特性,实现了实时测温并显示温度等多项功能,具有结构简单、测温精度高、应用面广等特点.