1991~2020年中国地面气候值数据集研制

基于国家气象信息中心归档的中国地面观测数据,研制了1991~2020年中国地面气候值数据集。数据集研制期间,对1991年以来的地面台站观测数据集元数据进行了系统的质量检查和核实订正。在基于站址迁移信息对所有要素进行了分段处理基础上,基于非均一性检验结果完成了气温序列的分段处理。依据人工、自动观测调整信息完成了能见度观测数据的分段处理,提供了一套与当前能见度观测方式一致、代表性更好的气候背景场。采用傅里叶级数理论对气温、降水累年日值序列进行了谐波处理,在体现气象变量季节性转换的同时,避免了日与日之间的异常突变特征,具有更好的气候代表性。最终建立的1991~2020年中国地面气候值数据集提供了中国2438个站点的气温、降水、气压、风向风速、相对湿度、水汽压、云、天气现象、能见度、蒸发、积雪、地温、冻土、日照共14个要素的气候背景信息,为天气气候业务提供了数据支撑。

中国近30年短时极端降水特征分析

由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少。本文基于中国气象局最新研制的1991~2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3 h降水频率特征,采用百分位法分别统计1 h和3 h极端降水阈值,探究了中国短时极端降水气候特征。分析结果表明四川、贵州、湖南、江西、福建和浙江等省的部分台站1 h降水频率较大,可达12%,西北地区1 h降水频率普遍偏低,大部分台站低于3%。1991~2021年期间,1 h、3 h极端降水频率呈减少趋势。共有64.7%的站3 h极端降水频率线性趋势与1 h极端降水频率线性趋势一致。我国降水极值和极端降水阈值空间特征明显,1 h降水极端降水阈值基本呈东南大、西北小的空间特征,广东、广西、海南阈值相比我国其他地区偏大。海南、广东、广西和江苏省1 h降水历史平均极值超过80 mm h^(-1),其中海南省平均极值最高,达102.7 mm h^(-1)。

基于模仿学习的机器人演奏示教系统

近年来,模仿学习被广泛应用于机器人领域,并展示出巨大的潜力。同时关注到智能系统在教育领域的应用越来越多样化,将机器人合理地应用到教学中可以提升教学效果,如果机器人可以教授一些专业技巧,如演奏乐器,可以为学生和人类老师都提供很大的便利。模仿学习特别适用于高度专业和技术性强的小提琴演奏,但在将专家演示引入动态运动原语(Dynamic Movement Primitive,DMP)的过程中,模糊性问题尤为突出,例如换弦角度的不确定性。传统的换弦角度测量方法如物理测量会有很大的误差且无法泛化,为了解决这一问题,提出了一种名为基于模糊和PCA的动态运动原语(Fuzzy Dynamic Movement Primitive for Teaching,T-FDMP)的新模型。该模型基于二型模糊模型和主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)进行构建,使用主成分分析法(PCA)得到的特征变量(运弓角度)作为隶属度函数(琴弦角度)的输入进行学习,同时构建了一个专业级的音乐演奏行为数据库。仿生实验结果证明,所提出的T-FDMP模型能够以高精度控制机器人进行小提琴演奏,还为模仿学习在其他高度专业和技术性强的领域的应用提供了新的研究方向。

数字SNARC效应的发生阶段

目前关于数字SNARC效应发生在早期的刺激表征阶段还是晚期的反应选择阶段的结果不一。本研究通过3个实验探究了其发生阶段。采用整体−局部范式,构建了一种复合实验刺激——由数字构成的箭头,并以此为实验材料,分别要求被试比较数字大小(箭头方向的整体优先表征干扰数字的空间表征)和判断箭头方向(箭头方向判断任务在反应选择阶段与数字加工产生反应竞争)。结果发现,水平方向干扰数字的空间表征阻碍了数字SNARC效应产生(实验1a);垂直方向干扰数字的空间表征对数字SNARC效应没有影响(实验1b);干扰反应选择阶段阻碍了数字SNARC效应产生(实验2)。实验结果表明干扰数字加工的刺激表征阶段和反应选择阶段都会影响数字SNARC效应的产生,支持数字SNARC效应的双阶段加工模型。

NACA0021和NACA4822翼型肋通道中环境空气流动传热特性的实验研究

针对超燃冲压发动机在更高Mach数飞行时,主动再生冷却技术面临换热能力不足的瓶颈问题,拟利用翼型肋加强再生冷却通道的传热性能.为了从原理上验证翼型肋通道的强化传热效果,搭建了环境空气在NACA0021对称翼型肋和NACA4822非对称翼型肋通道(横截面尺寸50 mm×50 mm)中的流动传热实验测试平台,基于稳态液晶技术得到受热表面的Nusselt数.通过实验研究发现:NACA0021对称翼型肋通道和NACA4822非对称翼型肋通道的传热强度分别被提升了0.17%~17.1%和18.4%~52.1%,50 m^(3)/h流量下的PEC(performance evaluation criteri-on)分别为1.04和1.24;大流量条件下,NACA4822非对称翼型肋通道可强化中间受热面的传热性能;翼型肋通道中的流动压降也会相应增大,其中NACA4822翼型肋通道中的压降最大,翼型肋的非对称性使得流动湍流强度不断积累造成下游压降存在明显升高.该研究将有助于进一步开展翼型肋通道内超临界流体的流动传热特性研究,拓宽超燃冲压发动机主动再生冷却技术的应用温区.

纤维蛋白原与白蛋白比值及CHADS2评分与冠状动脉慢性完全闭塞性病变的相关性研究

目的探讨纤维蛋白原与白蛋白比值(FAR)及CHADS2评分与冠状动脉慢性完全闭塞性病变(CTO)的相关性。方法回顾性分析2015年7月至2023年12月于安徽医科大学第二附属医院老年心血管内科行冠状动脉造影术(CAG)检查确诊的244例冠心病患者病历资料,根据CAG结果将其分为CTO组(142例)和非CTO组(102例)。根据Gensini积分取三分位数分组,将其分为低积分组(82例)、中积分组(82例)和高积分组(80例)。结果CTO和非CTO患者间年龄、高血压、心力衰竭、脑血管事件、吸烟、血红蛋白、白蛋白、尿素氮、纤维蛋白原、FAR、CHADS2评分及Gensini积分比较,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,吸烟、FAR及CHADS2评分与CTO相关(P<0.05)。各积分组患者间年龄、心力衰竭比例、吸烟比例、白蛋白、总胆固醇、纤维蛋白原、FAR、CHADS2评分及CTO比例比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。Spearman相关分析显示,FAR和CHADS2评分与Gensini积分均呈正相关(P<0.05)。结论FAR及CHADS2评分与CTO的发生独立相关,对于患者术前冠状动脉病变严重程度的评估有一定的指导意义。

基于束腰劈裂偏振合束高亮度窄线宽半导体激光器

将一个808 nm宽发射区半导体激光器应用于纵模选择束腰劈裂偏振合束外腔中,实现了高光束质量、高亮度和窄线宽的激光输出。所获激光输出功率为5.08 W,快慢轴光束质量M2=1.85×18.2,慢轴光束质量较自由运转激光器提高48%,输出激光亮度B=22.74 MW·cm^(-2)·sr^(-1),是原激光器自由运转的1.3倍。所获激光光谱线宽为0.47 nm,压缩至原激光器自由运转的光谱宽度的0.14。

地震荷载下预应力锚固边坡离心振动模型试验研究

预应力锚索作为边坡支护的重要技术,已经在边坡加固中得到了广泛应用,但锚固岩质边坡在地震荷载作用下的响应机制以及锚索受力变形规律还不明确。为此,开展了预应力锚固边坡离心振动模型试验,系统介绍了模型相似设计、模型设计与制作、地震荷载施加等试验关键技术,并以紫坪铺水库泄洪洞进口岩质边坡为原型,开展了简谐地震波作用下的锚固边坡离心模型试验。对试验结果进行了分析,并对该离心振动试验的主要影响因素进行了探讨。研究结果表明:地震作用下预应力锚索发挥了较强的被动支护作用,且越靠近滑面处应力应变响应越明显;边坡竖向位移与应力应变值的响应情况随地震烈度的改变产生明显变化。研究成果可为今后离心振动模型试验的开展提供参考与借鉴。

单孔法电视辅助胸腔镜肺叶切除术对肺结核患者免疫细胞水平、VAS评分及并发症的影响

目的:分析单孔法电视辅助胸腔镜(uniportal video-assisted thoracoscopic surgery,UVTAS)肺叶切除术对肺结核患者免疫细胞水平、视觉模拟评分法(VAS)评分及并发症的影响。方法:选取2020年1月—2022年1月在内蒙古自治区第四医院接受UVTAS肺叶切除术的100例肺结核患者,随机分为对照组(n=50)和研究组(n=50)。对照组接受双操作孔胸腔镜手术,研究组接受UVTAS肺叶切除术。比较两组免疫细胞水平、VAS评分及并发症的变化。结果:两组免疫细胞水平时间、组间、交互效应比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后1周,研究组CD3^(+)T淋巴细胞、CD4^(+)T淋巴细胞均显著高于对照组,CD8^(+)T淋巴细胞低于对照组(P<0.05);术后1个月,两组免疫细胞水平,差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1周,两组VAS评分均比术后1 d低(P<0.05),且研究组更低(P<0.05)。研究组的术后并发症发生率显著低于对照组(P<0.05)。结论:UVTAS肺叶切除术能够提高肺结核患者的免疫功能,减轻术后疼痛及并发症。

基于时间特征细化网络的时空视频超分辨率研究

时空视频超分辨率(space-time video super-resolution,STVSR)通过时间和空间2个尺度提升视频的质量,从而实现在视频采集设备、传输或者存储有限的情况下依然能实时地呈现高分辨率和高帧率的视频,满足人们对超高清画质的追求。相比两阶段方法,一阶段方法实现的是特征层面而非像素层面的帧插值,其在推理速度和计算复杂度上都明显更胜一筹。一些现有的一阶段STVSR方法采用基于像素幻觉的特征插值,这幻化了像素,因此很难应对帧间快速运动物体的预测。为此,提出一种基于光流法的金字塔编码器-解码器网络来进行时间特征插值,实现快速的双向光流估计和更真实自然的纹理合成,在使得网络结构更高效的同时弥补了大运动对光流估计带来的不稳定性。另外,空间模块采用基于滑动窗口的局部传播和基于循环网络的双向传播来强化帧对齐,整个网络称为时间特征细化网络(temporal feature refinement netowrk,TFRnet)。为了进一步挖掘TFRnet的潜力,将空间超分辨率先于时间超分辨率(space-first),在几种广泛使用的数据基准和评估指标上的实验证明了所提出方法TFRnet-sf的出色性能,在总体峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity,SSIM)提升的同时,插入中间帧的PSNR和SSIM也得到提升,在一定程度上缓和了插入的中间帧与原有帧之间PSNR和SSIM差距过大的问题。

国内外应急医疗救治资源短缺风险预警研究现状和趋势

医疗救治资源短缺是全球重大传染病疫情下死亡率激增的首要因素。对医疗救治资源进行界定的基础上,回顾了国内外医疗救治资源短缺风险预警的现状、方法及应用,医护人员、普通床位、ICU床位和呼吸机是医疗救治资源预警的主要对象,人工智能构建仿真模型和组合方法是进行医疗救治资源预测的新趋势,科学的预警方法和技术是避免短缺风险的有效措施。国内有必要支持开展重大传染病疫情下医疗救治资源短缺风险预警理论和方法研究。

密封式热电离质谱仪的研制

通过对热电离质谱仪离子光路的理论计算和仿真模拟,经过详细的机械设计和部件加工装配,采用仪器离子源与手套箱一体化密封设计技术,研制了用于同位素丰度精密分析的热电离质谱仪。根据热电离同位素质谱计校准规范,用CRM500铀标准样品对仪器性能评价,仪器分辨率为518,内精密度为0.00498%,可测质量范围为6~270Da,手套箱密封等级优于3级。经过两年以上时间的连续运行,仪器表现了良好的稳定性和测定结果准确性,可实现放射性同位样品的直接分析。

大坝填筑碾压施工无人驾驶技术的研究与应用

近年来,利用高精度定位技术以及物联网技术,对土石坝填筑碾压施工过程开展了实时智能化监控系统的研发与应用研究,取得了较好的效果。如何利用无人驾驶碾压机械实现智能施工成为了研究人员关注的焦点。利用激光雷达、短波雷达、卫星定位等关键技术,研发了不改变施工机械油路、电路等控制系统以及机械结构的无人驾驶改造技术,能够实现自主施工环境感知、自主施工行为决策、自主施工动作执行的目的。结合建立的土石坝填筑施工过程实时智能化监控系统,实现了大坝填筑碾压施工全过程智能化,有效保证了施工质量,提高了施工过程管理水平。土石坝填筑碾压施工无人驾驶技术通过在河南出山店水库大坝中的应用,验证了该技术的适用性与有效性,具有广阔的推广应用空间。

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。

无黏结环锚预应力混凝土衬砌张拉工艺研究

依托吉林省中部城市引松供水工程无黏结环锚预应力混凝土衬砌现场原位试验,对预应力衬砌张拉工艺进行了优化研究,提出了以单个衬砌浇筑块中部锚具槽为起点,两排锚具槽同时向两端进行张拉的张拉顺序,并根据张拉试验总结了4个张拉质量控制指标。现场张拉试验表明:优化后的张拉工艺与小浪底排沙洞工程相比,张拉效率得到了大幅提高,具有较大的经济效益。4个张拉质量控制指标不仅可以保证张拉质量,而且指标均可量化,实际操作简便易行,可为引松供水工程环锚衬砌后续施工及今后类似工程提供重要参考。

硒代蛋氨酸对断奶仔猪生长性能、抗氧化及免疫性能的影响

文章旨在研究日粮添加有机硒(硒代蛋氨酸)对断奶仔猪生长性能、血清抗氧化和免疫性能的影响。试验选择26 d断奶的杜×长×大仔猪1080头[平均体重(9.82±1.18)kg],随机分为6组,每组4个重复,每个重复45头。对照组饲喂基础日粮(硒含量为0.03 mg/kg),无机组饲喂在基础日粮中添加0.4 mg/kg硒(亚硒酸钠),有机硒组在基础日粮中分别添加0.2、0.4、0.6和0.8 mg/kg硒(硒代蛋氨酸),试验共进行42 d。结果显示:日粮添加0.4和0.8 mg/kg有机硒较对照组显著降低了断奶仔猪22～42 d的料重比(P <0.05)。0.4 mg/kg有机硒组较对照组和0.4 mg/kg无机硒组显著提高了血清GSH-Px和T-AOC活力(P <0.05)。与对照组相比,0.2和0.4 mg/kg有机硒组显著提高了肝脏GSH-Px活力(P <0.05),而0.2 mg/kg有机组肝脏T-AOC活力最高(P <0.05)。与对照组相比,无机硒组和有机硒组显著降低了肝脏和肌肉MDA含量(P <0.05)。与对照组相比,无机硒组和有机硒组显著降低了肝脏MDA含量(P <0.05)。0.6 mg/kg有机硒组较对照组、0.4 mg/kg无机硒组和0.2、0.4 mg/kg有机硒组显著提高了断奶仔猪21 d血清硒含量(P <0.05);与对照组相比,0.4和0.6 mg/kg有机硒组显著提高了仔猪42 d血清硒含量(P <0.05)。0.8 mg/kg有机硒组较对照组和0.4 mg/kg无机硒组显著提高了仔猪42 d血清硒含量(P <0.05)。结论 :日粮添加硒代蛋氨酸可以改善断奶仔猪的生长性能,提高其抗氧化性能和血清硒含量,断奶仔猪适宜的硒代蛋氨酸添加水平为0.2～0.4 mg/kg(以硒计)。

青藏高原地气系统气象科学数据集成和共享

观测资料匮乏是制约青藏高原地球科学问题深入研究的关键因素。中国气象局国家气象信息中心联合中国气象科学研究院、中国科学院青藏高原研究所和西北生态环境资源研究院对近几十年来我国青藏高原区域的地气系统的大气和陆面观测资料及相关分析产品进行了整合集成,获得了高原区域长年代、多要素的地气系统综合气象数据,研发了综合气象数据库及其数据共享平台。本文系统介绍了相关科学数据的观测及数据情况,包括中国气象局长期业务观测数据、历次青藏高原大气科学试验数据、中国科学院部分野外台站长期观测试验数据和一些科学研究项目的产出数据成果,描述了多种数据的标准化集成技术和成果,设计并发布了青藏高原地气系统多源信息共享平台,为研究和解决青藏高原地球科学问题提供宝贵的数据资源。

三十三个番茄自交系数量性状的配合力和遗传力分析

为评价番茄自交系的配合力和遗传力,本研究以33个番茄自交系为材料,按照NCⅡ不完全双列杂交法,配制成116个组合,分析单花序果数、单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果柄大小、果梗洼大小、木栓化大小、硬度、可溶性固形物含量及果肉厚共11个数量性状的配合力和遗传力。结果表明,果梗洼大小、果实纵径、果实横径、可溶性固形物、单花序果数、单果质量主要受基因的加性效应控制,可稳定遗传给后代;果肉厚、木栓化大小、硬度、果柄大小、果形指数主要受基因的非加性效应控制,应该通过优势育种来利用;可溶性固形物含量遗传力较高,可稳定遗传给后代。单花序果数、单果质量、果实横径、果柄大小、果梗洼大小、木栓化大小、硬度、果肉厚的广义遗传力较高,而狭义遗传力偏低,适于杂交优势利用;果实纵径和果形指数遗传力均较小,选择效果较差。60126、60229、60270、60529、60974和61227的一般配合力相对效应值较高;60229×60478、60480×60429、60974×60478、60977×60497、60270×61011、60645×60478的特殊配合力相对效应值较高。试验结果为宁夏番茄育种亲本的选择和优势杂交组合的配制提供依据。

基于变权重理论和TOPSIS的缓倾斜薄矿脉采矿方法优选

针对高品质缓倾斜薄矿脉的采矿方法优选难题,提出采用变权重分析法与TOPSIS相结合的综合评判标准体系,对多种采矿方法进行综合评判优选。首先,建立综合评价指标体系,考虑到层次分析法等常规方法确定的常权在评价各方案时可能会出现“状态失衡”的现象,引入变权重理论,以保证各因素的均衡性;然后利用逼近理想解的排序法(TOPSIS),得出各方案的优越度;最后,以内蒙古某矿山采矿方法优选为例,提出4种方案,分别为两步骤回采的分条密接充填法(方案Ⅰ)、铲运机出矿上向水平分层充填法(方案Ⅱ)、电耙出矿上向水平分层充填法(方案Ⅲ)和房柱法(方案Ⅳ),对这4种方案进行优选。研究结果表明:4种方案的优越度依次为82.5%、32.8%、55.3%和53.8%,最终选择的方案为两步骤回采的分条密接充填法(方案Ⅰ),该结果与工程实际相符合,表明该研究思路对采矿方法的优选具有参考价值,为今后工程中采矿方法优选问题提供了一种科学有效的分析方法。

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)。