基于实地核查的气象卫星森林火情监测真实性检验

随着卫星平台的高速发展和监测技术的日趋完善,气象卫星凭借高频次和高时效特点在森林火情监测方面具有独特优势。研究简要介绍了气象卫星森林火情监测原理,提出了卫星监测缓冲区半径人工核查法,对极轨气象卫星(polar-orbiting meteorological satellite)上下文法(contextual)和静止气象卫星(geostationary meteorological satellite)时序法(temporal sequence method)计算得出的林火监测结果进行真实性检验。结果显示,极轨与静止气象卫星结合的森林火情监测方法的真实火点率达81.03%,具有较高的时空稳定性;湖南省真实火点分布具有明显的时空分布集聚特征,湖南南部五地级市监测得到的真实火点占全省真实火点的76.60%,“林火较高发期”监测真实火点占全部真实火点的81.96%;静止气象卫星首次监测到的真实火点占全部真实火点数的96.28%,FY4A国产静止气象卫星在森林火情监测中体现了明显高精度优势。研究表明,卫星监测实地核查为森林火情真实性检验工作提供了重要的核验数据,填补了国内大尺度长时序森林火情监测...     

气象因素对季冻区超长铁路隧道温度场的影响

寒区隧道温度场研究是揭示隧道冻害机理、优化隧道服役性能的基础。当前多关注工程地质条件对隧道温度场的影响,而气象因素对季冻区隧道温度场影响的相关研究较为少见。本文依托某季冻区隧道工程,引入统计分析方法基于工程区近41年气象数据总结了典型气象条件参数,设置3种不利风向组合,利用三维有限元模拟分析了典型气象条件下不同风向组合的隧道温度场。以隧道出入口负温区长度及温差为评价指标,通过正交试验方法分析了气象因素对隧道温度场影响的敏感性。结果表明：研究区风温服从正态分布,风速及持续时间服从对数正态分布;典型气象条件下隧道入口负温长度约2680m,出口约240m,隧道入口为抗冻设防重点区域;隧道入口温差约7.2℃,出口温差约4.5℃,隧道入口温差大于隧道出口;隧道入口温度场主要受风温、风速影响,出口温度场受风温影响最大;隧道出入口负温长度及温差均随风温的降低逐渐增大,主导风向风速增加入口负温长度增大但温差逐渐减小。     

基于扩展二相杂交应力有限元法的两相材料界面裂纹断裂力学分析

实际应用过程中,由于复合材料界面两侧各相材料性能各异以及制造过程中存在的缺陷,在外载荷的作用下,界面处产生大量初始微裂纹进而扩展相交形成宏观裂纹最后扩展贯通导致结构失效。因此,对于界面裂纹的分析研究对优化复合材料,提高其应用性能及可靠性是十分重要的。提出了一种扩展二相杂交应力有限元法,通过构建包含边界裂纹、水平中心裂纹以及倾斜裂纹的两相材料的扩展二相杂交应力有限元单元模型对界面裂纹进行断裂力学分析。应用Lagrange乘子法将各个界面裂纹面面力为零边界条件和未断裂界面的面力连续条件引入修正余能泛函中,在每一相材料域内假设高阶多项式应力函数,充分考虑界面形状的影响,构建互作用应力函数,引入双材料界面裂纹裂尖附近奇异应力场函数。基于Fortran程序求解后得到单元应力场,采用最小二乘法计算了界面裂纹的应力强度因子。通过该方法得到的数值模拟结果和传统有限元分析的数值结果进行比较,验证该方法的有效性和准确性。     

南京市大气颗粒物污染特征及影响因素分析

利用南京市2013年12月至2014年11月PM2.5和PM10质量浓度及气象观测数据分析了大气颗粒物污染特征和影响因素。结果表明:过去一年南京市PM2.5、PM10年均值分别为0.082 0 mg/m3、0.133 3 mg/m3。季节性差异明显,污染程度顺序为:冬季春季秋季夏季。南京大气颗粒物日变化呈"双峰双谷型"特征,峰值分别出现在上午11:00和晚间23:00附近,谷值分别出现在早晨7:00和下午18:00左右。颗粒物与温度、相对湿度、风速呈一定的负相关性,与能见度、气压有一定正相关性。气象条件共同影响颗粒物质量浓度和大气污染水平。     

基于深度学习的气象资料迹线识别

气象历史资料数字化是中国气象局“气候变化应对工程”的重要建设内容之一。气象历史资料数字化主要内容是完成珍贵纸质气象资料中字符和迹线信息的数字化处理,建立历史长序列气象资料数据集。气象自记纸记录的迹线信息是气象历史资料的重要内容,气象资料迹线信息的准确跟踪和提取是实现气象历史资料数字化的重要环节。然而,由于纸质气象资料存放时间长,气象迹线识别面临迹线记录模糊或迹线晕染等问题。传统的图像分割和迹线提取算法依赖局部或单一的图像特征,无法有效识别复杂背景中的气象迹线信息,特别是变化的、模糊的、晕染的迹线。为了解决上述问题,本文提出了一种基于深度学习模型的气象资料迹线自动识别方法。该方法结合传统算法和U-network (U-net)语义分割网络自动提取不同尺度的光谱和空间特征,实现气象迹线的高精度识别。本文以达因型风自记纸为例,以《地面气象观测规范》为依据,对不同台站、不同年份的3200多张达因风自记纸进行迹线识别验证,风向迹线平均识别正确率达95%,风速迹线平均识别正确率达95.5%。 结果表明该方法能够准确识别迹线,高度还原了气象迹线信息。该方法适用于风、气压、温度、湿度等气象资料迹线自动识别业务化处理,能够大大减少工作量和降低人工成本,为气象预报预测业务和科研工作提供基础数据支撑。     

意外低体温气象风险预警服务系统设计与实现

随着更多公众参与极限越野赛事和荒野休闲活动,意外低体温风险逐渐暴露在人们视野中,对应风险评价指标和预警服务系统的不足亟待提升。本文研究针对野外活动人员遭受因野外寒冷暴露气象条件影响引起的意外低体温风险,综合分析引发意外低体温的致灾因子、暴露度、身体脆弱性和防灾能力因子,提出意外低体温气象风险预警指数并构建预警模型。在此基础上,针对缺少固定气象观测站条件场景,利用目前最先进的便携式气象自动观测设备采集相关气象要素数据,集成北斗卫星通信功能,实现数据向数据中心的传输,应用意外低体温气象风险预警模型,产生预警信息和决策服务信息再向现场服务人员回送,形成预警服务系统,以求解决因突变的气象条件引发的野外活动中意外低体温风险无法得到及时预警并妥善处置的难题,具有较好的实际应用与发展前景。     

基于小波包的电泳芯片非接触电导检测仿真研究

由于毛细管电泳芯片电容耦合非接触微电导检测器具有电极不接触溶液,不存在电极的钝化和玷污,不受电泳分离电压影响等优点,被认为是生化分析领域最具发展潜力的一种技术.根据四电极电容耦合非接触电导检测器检测特点,采用小波消噪方法对信号进行滤波处理;依据芯片检测池内仅背景缓冲液与加入待测物质后所呈现的电导率不同致使信号电压会突变的特性,采用小波奇异性检测确定信号变化发生和恢复时刻,从而实现毛细管电泳芯片系统的微电导检测.仿真结果表明,利用小波分析方法能有效地消除噪声,能有效地检测到微电导的波动,并能精确地确定电导率溶液波动的发生,恢复时刻.     

凹形反射面上电磁波传播焦散区奇性分析

采用辛几何方法分析凹形反射面上电磁波传播的焦散现象．通过引入与原物理空间相同维数的波向量空间，与原物理空间一起组成一个辛空间，在辛空间中分析凹面反射电磁波传播焦散区的奇性．研究表明，凹面反射有折叠、尖点和燕尾三种主要奇性，奇性导致了焦散现象的发生．     

平面齐次多项式系统的局部相图

平面系统在动力系统研究中起着极重要和基础的作用。利用奇点指数和牛顿多边形方法，讨论了一类平面齐次多项式系统在其孤立奇点附近的相图。给出了一些奇点稳定的必要和充分条件，文中考虑的都是实系数系统     

物质场为共形不变标量场的Wheeler-De Witt方程的虫洞解

本文通过解有共形不变标量场的一种微超空间模型的 Wheeler-De Witt 方程.得到满足 Hawking 边界条件的虫洞解。