河北保定百年均一化逐日气温序列的建立及其气候变化特征

基于国家气象信息中心收集整理的保定气象站1919年以来逐日最高和最低气温观测数据,首先,通过数据质量控制剔除原始观测资料中因人工观测或记录、仪器故障及数字化人工录入等导致的错误数据;其次,基于天津百年均一化逐日气温数据,利用标准化序列法对质控后的原始观测数据进行延长插补;进而通过两种途径建立的年和月尺度参考序列,利用惩罚最大t检验(Penalized Maximal T,PMT)和分位数匹配法(Quantile-Matching, QM),修正了插补后保定气象站日最高和最低气温序列中因数据插补、迁站和仪器变更等造成的非均一性影响,由此建立了河北保定1912—2019年均一化最高和最低气温日值序列。分析表明,构建的年平均气温距平序列百年尺度的年代际和趋势变化特点与Berkeley Earth-monthly、CRUTS4.03和GHCNV3基本一致,并且与整个京津冀区域相比,很好地反映出保定地区城市快速发展所带来的增暖变化特点。另外,从百年极端温度变化来看,保定地区1912年以来年和季节极端温度也是呈明显的增暖变化,年和秋季极端最低气温(TNn)的增暖趋势分别为0.340℃/(10 a)、0.404℃/(10 a),对应的气温日较差(DTR)分别为-0.118℃/(10 a)、-0.215℃/(10 a)(均通过置信度为95%显著性检验)。

柠檬酸与草酸不同施用浓度对葡萄产量、品质及养分吸收的影响

【目的】探讨柠檬酸、草酸与氮磷钾肥配施对葡萄产量、果实品质、养分吸收的影响,并筛选出最适低分子质量有机酸与应用浓度,为阳光玫瑰葡萄提质增香专用肥料的研发提供参考。【方法】以施用氮磷钾肥为对照,设置5%与10%的柠檬酸(LC与HC)、草酸(LO与HO)与氮磷钾肥配施为处理,测定葡萄单果质量、产量、品质、养分及香气物质含量等指标。【结果】与对照相比,10%草酸处理葡萄产量显著升高36.18%,硬度显著升高11.94%。5%草酸处理下果实可溶性固形物含量与可溶性糖含量均为最高,分别较对照显著升高18.75%与69.21%;5%柠檬酸、草酸处理果实糖酸比显著升高,10%柠檬酸、草酸处理果实维生素C含量显著升高。草酸处理显著提高了葡萄果实感官肉质风味与综合评价指标。5%草酸处理较对照显著降低了叶片中NPK含量,而10%柠檬酸处理果实NPK含量均有所升高,其中P与K含量较对照显著升高60.42%与24.02%;施用柠檬酸与草酸均增加了葡萄果实香气物质含量,其中10%柠檬酸处理醛类物质含量最低,为61%。【结论】草酸与氮磷钾配施提升了阳光玫瑰葡萄产量与品质,其中以10%草酸效果最佳。

CLDAS陆面融合实况数据对天津雾和霾判识的准确性分析

雾和霾是危害人类健康和影响社会经济发展的灾害天气,精细化的实况资料能够在雾和霾的防治中发挥重要作用。利用2017年12月1日至2020年11月30日天津及其周边地区国家气象观测站资料、Himawari-8卫星L1级全圆盘观测数据和L3级气溶胶光学厚度产品,分析了中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)能见度和相对湿度融合实况分析产品判识天津地区雾、轻雾和霾的准确性。结果表明:与台站资料相比,CLDAS产品对轻雾、雾和霾的平均检出率分别为90.4%、84.2%和78.8%;CLDAS产品对轻雾的逐月检出率为81.1%~96.4%,雾和霾出现较多的月份,其检出率均在80.0%左右。个例分析表明CLDAS产品判识的雾、轻雾和霾与台站观测结果以及Himawari-8卫星反演检测结果基本一致。CLDAS产品未正确判识雾、轻雾和霾的情况主要表现为雾误判为轻雾(各站为3.8%~21.4%)和霾漏判(各站为8.6%~25.0%)。当台站水平能见度在区间[0,0.75 km)时,CLDAS能见度的误差主要导致雾误判为轻雾;在区间[0.75,7.5 km)时,CLDAS能见度的误差主要导致霾漏判;在区间[7.5,15 km)时,CLDAS能见度的误差主要导致轻雾和霾空报。当台站相对湿度大于40%且小于等于60%时,CLDAS相对湿度的误差主要导致霾误判为轻雾。总体而言,CLDAS产品对天津地区雾、轻雾和霾的判识准确性较好,能够为雾、轻雾和霾的精细化监测提供参考,改善雾和霾监测中能见度观测站点稀少、空间覆盖不足的现状。

红宝石梨园土壤微生物群落与养分对低分子有机酸的响应

【目的】从梨土壤养分与微生物群落方面,探究红宝石梨树土壤养分与微生物群落应对低分子有机酸的变化规律,并分析梨树土壤微生物群落与养分吸收及果实品质之间的关系。【方法】以施用氮磷钾肥为对照,设置5%与10%的苹果酸(LM与HM)、柠檬酸(LC与HC)、草酸(LO与HO)与氮磷钾肥配施为处理,测定梨树土壤养分与微生物群落功能多样性等指标。【结果】与对照相比,低分子有机酸处理降低了梨园土壤EC值,柠檬酸与草酸显著降低了梨园土壤pH,而柠檬酸与LO处理显著降低了有机质含量。LC显著降低了土壤硝态氮含量,而LO则显著升高了土壤铵态氮含量。与对照相比,低分子有机酸显著降低了0~20 cm土层土壤有效P含量,而LM显著升高>20~40 cm土层速效K含量。另外,低分子有机酸显著改变了梨树土壤微生物群落多样性指数与碳源利用特征,其中HM显著升高0~20 cm土层多样性指数,而LO则显著降低了羧酸类与氨基酸类的利用强度。相关分析表明,0~20 cm土层微生物群落与果实维生素C含量、果实氮磷钾含量、产量等呈负显著相关,而>20~40 cm土层微生物群落与单果质量、果实色泽、果实钾含量以及叶片氮含量呈正显著相关。【结论】苹果酸、柠檬酸及草酸与氮磷钾配施改变了梨园土壤养分含量与微生物群落碳特征,与0~20 cm土层相比,>20~40 cm土层微生物群落在梨树养分吸收与果实品质提升方面发挥着更为重要的作用。

炎琥宁的药理作用及应用研究进展

炎琥宁系穿心莲的提取物穿心莲内酯经酯化、脱水和成盐精制而成的脱水穿心莲内酯琥珀酸半酯钾钠盐,具有抗炎、抗菌、抗病毒和调节免疫等生物活性,是儿科常用药物之一,但受到剂型因素以及不良反应的影响,临床应用受到一定限制。通过查阅近年来国内外文献,综述了近年来炎琥宁的药理作用、临床应用、不良反应和制剂设计等方面的研究进展,分析炎琥宁的发展现状及关键问题,旨在为炎琥宁进一步临床应用提供借鉴。

基于改进沙猫群算法的无人机三维航迹规划

针对传统沙猫群(SCSO)算法全局搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出一种改进沙猫群(LVSCSO)算法。该算法引入非线性调整机制,更好地体现出SCSO算法的搜寻和攻击过程;同时引入自适应莱维飞行机制,有效提高了算法的全局搜索能力和跳出局部最优的能力。采用栅格法构建无人机野外环境模型和复杂城市环境模型,以综合航迹长度、飞行高度和飞行转角的适应度函数为衡量指标,进行了算法的仿真验证。研究结果表明:在野外环境模型下,相较于传统SCSO算法和粒子群优化算法,该改进算法分别提升56.40%和22.06%;在复杂城市环境模型下,相较于传统SCSO算法和粒子群优化算法,该改进算法分别提升了56.33%和61.80%;新的LVSCSO算法在航迹规划上具有有效性和优越性。

海藻酸水溶肥对梨树生长与果实产量及品质的影响

【目的】探究海藻酸水溶肥对梨生长发育的影响,为当地梨产业合理施肥提供理论依据。【方法】以‘黄金’梨和‘酥梨’为试验材料,用常规施肥[NPK(C)]、传统水溶肥[NPK(F)]、等量NPK海藻酸水溶肥[NPK(HF)]、NPK用量减施25%海藻酸水溶肥[3/4NPK(HF)]和NPK用量减施50%海藻酸水溶肥[1/2NPK(HF)]处理梨树,测定比较处理间果实产量、品质、养分吸收和经济效益等指标。【结果】与NPK(C)和NPK(F)处理相比‘,黄金’梨园区的3/4NPK(HF)处理提高果实糖酸比和叶片氮养分含量,显著降低果实石细胞含量,且各指标基本上高于NPK(HF)和1/2NPK(HF)处理。在‘酥梨’园区,3/4 NPK(HF)处理梨可溶性糖和叶片氮养分含量较NPK(F)处理分别显著提高12.38%和9.08%。同时,海藻酸水溶肥减量使用明显增加园区经济收益。【结论】在两梨园当前施肥量下,减施25%的海藻酸水溶肥处理不会导致梨显著减产和果实品质降低,其综合效果优于其他处理。

小分子有机物对土壤酶活性及微生物多样性的影响

目前对小分子有机物的研究主要集中在叶面肥方面,较少在土壤肥料的应用方面,而对土壤酶活性以及微生物功能多样性的研究就更少。以分别添加葡萄糖、甘油以及甘氨酸的土壤(25℃培养)为试材,采用酶活性(每15 d取样)测定方法与Biolog-Eco板技术(取培养45 d的土样),研究小分子有机物对土壤微生物及酶活性的影响。结果表明,3种小分子有机物处理土壤的4种酶活性在15～75 d内,变化规律基本一致;在45 d时葡萄糖处理土壤的过氧化氢酶活性显著高于清水对照(CK)、甘油以及甘氨酸,而碱性磷酸酶活性显著低于其它处理。与CK、葡萄糖以及甘氨酸相比,甘油处理土壤微生物平均吸光度值和功能多样性指标(除指数D外)显著提高,而CK、葡萄糖以及甘氨酸处理之间没有显著性差异。葡萄糖、甘油以及甘氨酸处理改变了土壤的微生物功能多样性以及碳源利用比分,其中甘氨酸和葡萄糖处理土壤胺类利用百分比(AM)几乎为零。土壤微生物多样性与酶活性冗余分析表明,碱性磷酸酶与微生物功能多样性指数S、U、H′、碳水化合物利用百分比以及AM呈显著正相关,相关系数分别为0.588、0.669、0.616、0.678及0.603,与指数D及蔗糖酶活性呈显著负相关,相关系数分别为-0.737和-0.741。由此可知,不同种类小分子有机添加物对土壤酶活性以及微生物功能多样性影响不一,其中甘油显著提高了土壤微生物代谢活性以及多样性指数(除指数D外),而土壤酶活性与微生物功能多样性的主成分分析表明甘氨酸与另外两种小分子有机物存在明显差别。

河北保定气象站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性订正

基于多源的气温月值资料,在数据整合和初步质量控制基础上,同时采用标准化序列法和多元线性回归法对河北保定气象站1913—2014年月平均气温、最高气温和最低气温资料进行了插补。通过交叉检验法分析发现,标准化序列法插补得到的气温序列效果较好,并且气候统计特征与同区域周边站的研究结果更具一致性。利用惩罚最大F检验(PMF)对插补后序列的均一性进行了检验,结果表明:通过插补得到的保定站百年气温月值序列的均一性相对较好,仅月平均最低气温序列存在2个显著间断点,分别由同类型仪器的更换和台站迁移导致,研究中采用分位数匹配(QM)对其进行了订正,建立了保定站百年气温月值序列。通过与邻近单站及我国中东部区域均一化百年气温序列的综合对比显示,本文建立的保定站百年气温月值序列与邻近单站的相关性基本达到0.8以上;从增暖趋势来看,保定站与中东部区域平均序列分别达0.121℃/10a、0.204℃/10a,基本在同一量级内:这一定程度上说明建立的保定站百年气温序列相对合理。

北京1841年以来均一化最高和最低气温日值序列的构建

长期连续的日值观测资料是研究百年来极端气候事件及其变化特征的重要基础支撑。目前中外由于缺乏可靠的逐日百年尺度气候资料,使得20世纪50年代以前的极端气候变化规律仍然没有得到很好的认识。基于国家气象信息中心收集整理的日最高和最低气温观测资料,构建北京1841-2019年气温日值序列。首先,通过数据质量控制剔除原始基础资料中因人工观测、仪器故障及数字化过程造成的错误数据;其次,采用标准化序列法对北京气象观测站1951年以前的日最高和最低气温序列进行了插补;最后,利用惩罚最大t检验(PMT)和惩罚最大F检验(PMFT)对插补后的日值序列进行均一性检验,并采用分位数匹配法(QM)对检验得到的因迁站和仪器变更导致的统计显著断点进行订正,由此建立了北京百年均一化气温日值序列。分析表明,构建的北京百年逐日气温序列的年代变化特点与美国伯克利地球研发中心的月平均地表温度数据(Berkeley EarthMonthly)、英国东英格利亚大学气候研究中心的全球月平均地表温度数据(CRUTS4.03)以及美国国家气候资料中心的全球历史气候数据(GHCNV3)具有一致性。从趋势变化来看,基于构建的逐日最高和最低气温序列统计得到1911-2019年北京地区年平均气温升高趋势为0.154±0.018℃/(10 a)(95%不确定性水平估计),与中国区域气温趋势变化速度基本一致。从而在一定程度上说明构建的北京百年尺度日最高和最低气温序列能够为极端气候变化领域提供新的基础数据。

天津地面相对湿度资料的非均一性检验及订正

研究中利用NCEP/DOEAMIP-ⅡReanalysis(R-2)比湿再分析资料和基础观测资料两种参考序列,对天津历史月平均相对湿度数据中存在的非均一性因素进行了检验和订正。结果显示,有9个地面站的相对湿度序列存在显著断点,占台站总数的69%。查阅台站元数据得到导致其突变的主要原因是自动站业务化,其次为迁站和仪器变更。从订正量来看,负订正量比例约占96. 3%,其中分布范围在-5.0%～-1.5%,约占总订正量的80%以上。对比分析订正前后月平均相对湿度序列的方差和趋势变化,均一性订正基本修正了非均一性因素造成的突变影响,减缓相对湿度序列长期出现异常偏干的趋势变化。同时,与朱亚妮等(2015)研制的同类数据产品误差分析发现,两类数据的误差平均值较小,但由于一些主观因素影响使得个别台站MAE、SE误差值达到3. 0%以上,造成MAE、SE误差值范围在0～2%的台站比例分别仅在84. 6%和76. 9%及两者以上。从而,一定程度上能够反映出本研究所采用的数据处理技术手段相对以往具有优越性。

城市化对天津近60年平均温度和极端温度事件的增暖影响

基于天津均一化的逐日平均、最低和最高气温观测数据,以及利用天津区域自动站定时观测气温整合数据对城乡台站的划分结果,研究分析了天津地区1959~2000年、1959~2005年、1959~2012年、1959~2017年4个时段平均温度和极端温度事件的趋势特点及其变化幅度。结果表明,天津地区的气温增暖是毋庸置疑的,4个时段年平均气温增加幅度分别达1.35℃、1.65℃、1.71℃、2.05℃,其中,冬季上升幅度相对最大,分别为2.45℃、2.82℃、2.55℃、2.86℃。城市化导致的年平均气温增暖幅度在逐年增强,4个时段的增暖贡献分别达3.73%、3.71%、4.73%、5.17%,但对于冬季来说,乡村区域的增暖趋势幅度明显大于城市区域,这一特点在年和季节极端冷事件(TN10p、TX10p)和极端最低气温事件(TNn)中有明显表现。因此,在时间尺度上,城市化对天津地区的平均和极端温度增暖影响仍然是较为显著的,并且乡村区域的城市化进程相对城市区域更为突出。

黄渤海海域16个石油平台站风速资料的初步质量检测

对天津建设的16个石油平台站2017年2-10月的2 min平均风速和极大风速的逐时资料进行了质量检测。其方法包括气候学界限值检查、内部一致性检查、持续性检查、时间一致性检查、空间一致性检查以及质量控制综合分析。结果表明:有87.5%的石油平台站风速观测资料质量较好,能够为海洋气象预报、风能资源评估等提供宝贵的基础支撑。与此同时,由于石油平台上油烟较大、海上高湿、高盐等环境因素影响导致了12.5%的平台站风速资料质量较差,造成其大量时间段的资料不能被直接使用。从而,一定程度上说明了与地面观测资料一样,在使用海洋气象资料之前应进行系统的质量控制,只有清楚并解决海洋气象资料中存在的质量问题,才能保证业务应用、研究分析以及资料统计与加工的准确性和可靠性。

“中医果业”的理论与实践

我国是世界最大的果品生产国,由于种种原因,我国水果生产还存在一些突出问题无法解决,影响了果树产业的可持续发展。"中医果业"是将中医原理和方法具体应用于果树产业领域,实现现代果业与传统中医的跨界融合,优势互补,集成创新。综述了中医方法在果树种植、果实保鲜、果品质量提升等方面的应用,并分析了其发挥作用的原理和机制。利用"中医果业"的理论和方法,不仅可以促进果树健康生长,保障水果的有效供给和质量安全,而且可以综合防控果园的水土污染,改善产地环境。"中医果业"将为我国果树产业探索一条可持续发展的新途径。

绥中36号海上石油平台站业务化评估及其风速资料的质量检测

选取海上A平台54646为参考站,通过差值对比、趋势对比以及风向相符率对绥中36号石油平台站54553运行以来的观测资料进行了分析,以此为例来说明天津建设的环渤海海域石油平台站的业务化评估过程。采用气候学界限值、内部一致性、持续性、时间一致性及空间一致性等检查方法对该站2017年定时2 min风速和极大风速数据进行了初步质量检测,并且还通过环渤海地区2017年冬半年的较强冷空气过程,对该站观测到的风速数据进行了进一步验证。结果表明:54553站观测的各气象要素值表现合理,具有一定的局地天气气候代表性,能够投入海洋气象预报、近海风能资源评估等业务使用。同时,该站观测的风速资料质量相对较好,为环渤海海洋气象预报服务增添了新的数据保障。

中型炼油厂凝结水回收系统技术浅议

炼厂凝结水集中回收处理合格后可回用于锅炉,实现回用和高质高用的目的。对某中型炼厂凝结水回收系统的设计原则及建设、运行情况进行介绍,并就相关问题进行探讨。

不同破片对典型飞机目标的毁伤效应

为研究惰性破片及活性破片对飞机目标的毁伤情况,以某飞机为研究对象,采用起爆杀爆战斗部方式产生破片,实现对目标的动态加载;通过调整战斗部内预制破片类型,分别获得钢破片及活性破片作用下飞机的毁伤情况。实验后统计飞机关键部件毁伤元的特征量,对比两类破片作用下飞机目标的毁伤效应。实验结果表明:钢破片对飞机发动机类高强度部件的毁伤能力高于活性破片,而活性破片对机翼类部件具有更强的毁伤能力。

基于生理指标的棉花耐高温品种筛选及与根系表型关系分析

近年来黄河流域棉区高温频发,已成为限制棉花生长发育的重要非生物胁迫因素之一。目前不同棉花品种响应高温的特性,尤其是根系表型差异尚不明确。本试验选择该棉区15个主栽棉花品种,于六叶期在人工气候室设置对照(昼夜25℃/25℃)和高温(昼夜35℃/30℃)处理,处理1周后测定功能叶片光合性能指标及根长、根表面积等根系表型指标。结果表明,高温胁迫下棉花叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和叶绿素含量(SPAD值)均降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,可溶性糖含量和相对电导率均升高。利用主成分分析将10个指标整合为2个综合指标,得到不同品种的耐热系数和品种得分,聚类分析筛选出3个耐高温品种:‘硕丰1号’‘国欣9号’和‘鲁棉研28’,及5个不耐高温品种:‘石抗126’‘邯无216’‘国欣4号’‘沧棉268’和‘农大601’。进一步将高温与对照的棉花根系表型指标比值与耐高温品种得分进行相关性分析,根长、根表面积、根体积和根平均直径的相关系数分别为0.766(P<0.01)、0.659(P<0.01)、0.628(P<0.05)和0.501(P>0.05),表明耐高温能力强的品种在受到高温胁迫后,根系表型指标值降低的幅度较小;此外研究也表明,根长、根表面积和根体积也可以作为棉花耐高温筛选的指标。

基于刚度可变弹簧缓冲的某航炮后坐过程动力学建模及仿真

提出了一种刚度可变并带有阻尼的新型弹簧双向缓冲装置并对航炮后坐系统过程进行了动力学建模和仿真。不考虑碰撞建立火炮、串联弹簧和阻尼所组成系统的非线性动力学模型,运用4阶Runge-Kutta数值算法得到了单弹簧、串联弹簧和结合阻尼的串联弹簧3种缓冲方式下后坐过程的数值解,并在ADAMS中进行了系统动力学仿真。分析了刚度可变弹簧缓冲装置中前置弹簧刚度、后置弹簧刚度、阻尼等对最大后坐力的影响规律。数值仿真结果验证了刚度可变弹簧缓冲方法对最大后坐力的减少机理。在缓冲位移、初始预压力相同的条件下,最大后坐力由9100 N降低为6534.24 N,刚度可变弹簧缓冲装置相比单刚度缓冲装置大大降低了最大后坐力和冲击,应用于某型航炮项目上,减后坐冲击效果很好。

多模态磁共振成像在评估宫颈鳞癌病理分级和分期中的价值

目的探讨T1 mapping、扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)以及动态对比增强(dynamic contrast enhanced,DCE)磁共振成像定量参数在宫颈鳞癌病理分级和分期诊断中的应用价值。材料与方法收集经病理证实的65例宫颈鳞癌患者,病理分级:高分化组11例、中分化组32例和低分化组22例,FIGO分期为早期组(ⅠB-ⅡA期) 37例和晚期组(ⅡB-Ⅳ期)28例。所有患者术前行T1 mapping、DWI和DCE序列扫描并获得肿瘤组织纵向弛豫时间(T1-relaxation time)、表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)以及容积转运常数(K^(trans))和速率常数(K_(ep))值。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)分析各定量参数在评估不同病理分级间的差异。采用独立样本t检验评估早期组与晚期组间的差异。筛选出差异有统计学意义的参数,绘制ROC曲线评价定量参数的诊断效能。结果 T1、ADC、K^(trans)值在高分化、中分化及低分化宫颈鳞癌中的差异具有统计学意义(P<0.05)。早期宫颈鳞癌组的T1值高于晚期宫颈鳞癌,K^(trans)值低于晚期宫颈鳞癌,差异具有统计学意义(P<0.05)。T1、ADC及K^(trans)值诊断宫颈鳞癌病理分级的ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)分别为0.83、0.74和0.79。三参数联合的诊断效能最高,AUC为0.91。T1和K^(trans)值诊断宫颈鳞癌分期的AUC分别为0.67和0.65,两参数联合的诊断效能为0.69。结论 T1 mapping、DWI和DCE-MRI技术的定量参数可作为预测因子评估宫颈鳞癌病理分级和分期,多参数联合可提高宫颈鳞癌诊断的敏感度,具有较高的临床应用价值。