兰州大学学报(自然科学版)

干旱半干旱区气候变化

  • 北极高压通过阻塞高压对中国冬季冷空气的影响

    黄晓远;李旭;夏权;李艳;

    利用二维阻塞高压指数和人工识别方法对1979-2020年冬季欧亚地区的阻塞高压单独出现和伴有北极高压同时出现的事件进行研究,分析阻塞事件中北极高压的基本特征及其对中国冬季冷空气的影响.结果表明,当北极高压与阻塞高压同时出现并同位相连通时,高压中心主要位于新地岛附近,乌拉尔山地区发生的阻塞事件较贝加尔湖地区更多;阻塞高压事件的发生频次在1月最高,在1990s明显少于其他年代. 21世纪以来,总阻塞事件中伴有北极高压的比例大幅提高,约为40%.北极高压通过阻塞高压影响中国冬季冷空气时,欧亚地区的对流层为高纬度异常增暖、中纬度异常偏冷的空间分布;中纬度地区西风减弱而副热带急流加强,反气旋式Rossby波破碎的发生增强了欧亚地区的位涡环流,北极高压得以维持和发展,在500 hPa形成较稳定的“两槽一脊”流型,高压中心位置偏北且较强.该环流形势有利于地面西伯利亚高压的生成和发展,其位置偏北、偏东,影响范围较大,冷空气以偏东路径侵入中国,使东北地区较早受到影响.

    2024年03期 v.60;No.273 285-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 3709K]
  • 沙尘气溶胶加热对深积云对流系统的影响

    景治坤;黄建平;刘玉芝;谢永坤;

    基于动力模型,分析在水汽充足的深对流天气系统中沙尘气溶胶的加热作用及其对周围大气稳定性、积云对流及降水的影响.结果表明,沙尘气溶胶可在550 hPa对流层中层被输送至水汽充足的深积云对流系统中,其加热效应使大气温度升高,增强对流扰动的进一步发展,使得大气稳定性减弱,促进积云对流发展及其潜热释放;积云对流引起的对流加热与涡度混合,进一步增强垂直运动和积云对流发展;这种正反馈效应使整个深积云对流系统变得更加不稳定.正反馈强度随着扰动水平尺度的减小而增强,涡度混合引起的强垂直运动可将积云中的沙尘由低层向高层输送.当沙尘同时存在于550和950 hPa两个高度时,上、下两层的加热作用可共同加速深积云对流系统的不稳定化过程,其中上层沙尘的作用更显著.

    2024年03期 v.60;No.273 296-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
  • RMAPS模式预报总辐射的3种订正方法应用

    赵文婧;王小勇;李艳;刘抗;景慧;叶培龙;闫昕旸;何金梅;

    为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一定程度上改善了预报总辐射分布较分散和偏大的情况.酒泉鸿坤光伏电站秋季逐步回归订正效果相对最佳(平均绝对偏差(M_(AE))降低4.56 W/m~2),冬季、夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)依次降低10.33、12.71、44.27 W/m~2);敦煌电建汇能光伏电站秋季和冬季均是SVM订正效果相对最佳(M_(AE)分别降低4.73和7.85 W/m~2),夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)分别降低16.24和34.17 W/m~2).两座电站逐小时误差分布显示AnBC效果相对最佳;就各季节相对最佳订正方法而言,订正后春季提高时次百分比最高(酒泉鸿坤为73.88%,电建汇能为77.28%).晴天SVM订正效果最明显,非晴天AnBC效果最明显.

    2024年03期 v.60;No.273 304-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K]
  • 影响中国寒潮年代际变化的主要大气环流模态

    曾彦博;李旭;夏权;李艳;

    利用1951-2020年中国寒潮事件集和ERA5,分析中国寒潮的特征和变化趋势,通过自组织映射神经网络方法研究影响中国寒潮的主要模态,使用混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型追踪寒潮冷空气路径.结果表明, 1951-2020年,中国全国性寒潮的累计发生天数呈显著下降趋势,特别是在80年代前后发生了年代际变化, 80年代之前,影响寒潮的主要模态包括对应西北路径的贝湖低涡型和极涡东南延伸型、对应偏北路径的阻高极涡型、对应偏西路径的北极涛动负位相型和对应偏东路径的北大西洋涛动正位相型; 80年代以后,寒潮的累积发生天数急剧减少,且入侵位置东移.主要模态变为对应西北路径的阻高极涡型、对应偏北路径的北极高压和阻塞高压打通型、对应偏西路径的北极涛动负位相型和对应偏东路径的西部极涡型,其中西北路径冷空气入侵位置东移,且占比减小;偏东路径的冷空气占比增大;新出现的北极高压和阻塞高压打通型模态对应的冷空气路径偏北,入侵距离偏短.北极高压和阻塞高压打通型可能对中国冬季天气气候产生影响,这种模态下在乌拉尔山地区有阻塞高压,同时期在新地岛至北地群岛一带存在北极高压,两者为同位相打通,高压脊为东北西南走向,使得西伯利亚高压的位置偏北、强度偏强、影响范围偏大,易于产生影响范围广、降温幅度大的北路或东路型寒潮,降温范围覆盖中国西北、华北以及华南等多个地区,降温中心强度可达到8~10℃.

    2024年03期 v.60;No.273 313-323页 [查看摘要][在线阅读][下载 3274K]
  • 祁连山区夏季一次层积云系降水过程的云微物理及区域水分收支特征

    任婧;张文煜;张国航;田硕;王刚;

    用数值模式结合实测数据,对祁连山区夏季一次典型的层积云系降水过程进行数值模拟.通过分析降水云系的微物理、水汽转化和区域水分收支特征,探讨祁连山区的降水形成机制.结果表明,中尺度天气预报模式能够模拟出祁连山区夏季层积云系的发展演变过程以及降水量的时空变化特征.祁连山区层积云中的过冷云水含量较高,最大为2.6×10~(-3);地面降水主要来自于雪的融化过程,占70.15%,其次是雨滴碰并云滴增长和霰粒子的融化过程,分别占13.49%和12.04%.雪的形成主要来源于雪对过冷云水的淞附以及雪的凝华,分别占61.23%和37.93%.祁连山区的净水汽收支呈负值,且有大量降水,表明空中水资源利用效率较低.

    2024年03期 v.60;No.273 324-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 2494K]

地质灾害与防治

  • 舟曲江顶崖滑坡变形模式及发展趋势

    窦晓东;王信;李松;

    以舟曲县江顶崖滑坡为依托,采用现场野外调查、工程地质钻孔勘探,全球导航卫星系统位移监测、无人机多期影像对比、变形历史对比、 Massflow数值模拟等方法获取滑坡变形的基本特征,分析滑坡复活机制、变形模式,再现其发展趋势及破坏范围.结果表明,江顶崖滑坡主要由降雨、江水冲刷诱发,降雨入渗在滑带处形成饱水带,软化、浸润滑面,导致滑带炭质板岩抗剪强度持续降低;江水冲蚀导致滑坡前缘失去支撑,最终诱发滑坡失稳;江顶崖滑坡拉裂滑动后后壁及侧壁出现“环状”灰黑色炭质板岩,中部形成洼地及平台,中前部出现多条鼓胀拉裂缝及剪切裂缝,前部形成多条放射状裂缝,滑体挤压白龙江河道,导致河道局部宽度不足5 m;江顶崖滑坡前部滑体滑动导致后部滑体失去支撑,加上后部滑体重力作用,导致局部复活,变形模式为前部牵引-后部推移的复合式破坏;数值模拟发现在不利工况下,滑坡堆积体将堵塞白龙江,形成18 m厚的堰塞体,并在滑坡上游形成6.6 km的回水淹没区,对上游南峪村、虎家崖村、安子坪村等村庄构成严重威胁,潜在危害大.

    2024年03期 v.60;No.273 333-342页 [查看摘要][在线阅读][下载 3276K]
  • 怒江流域典型岩质边坡破坏模式及机理分析

    艾子涵;王新刚;魏云杰;谭维佳;王道正;刘凯;罗力;辜超颖;

    对怒江流域典型调查点的岩质边坡节理裂隙进行统计,采用Dips软件分析得出破坏类型图,结合怒江流域边坡破坏因素影响,探讨典型岩质边坡的破坏机理.结果表明,怒江流域岩质边坡破坏失稳的主要地质影响因素有结构面、岩性、地形地貌、构造活动等,降雨、开挖和地震等是破坏失稳的触发条件;将怒江流域岩质边坡破坏类型归纳为3种模式:倾倒破坏、平面滑动破坏和楔形体滑动破坏.破坏阶段可分为初始、蠕变和崩落;采用Swedge软件,分析降雨及地震影响下岩质边坡的稳定性系数,发现安全系数随着降雨引起的内摩擦角和黏聚力的减小而降低,安全系数与地震力系数呈反比,且在相同地震力条件下沿交叉方向地震力作用下的安全系数大于沿水平方向.

    2024年03期 v.60;No.273 343-349+356页 [查看摘要][在线阅读][下载 2209K]

人工智能

  • 基于多种分词情况的中文命名实体识别

    田地;邵玉斌;杜庆治;龙华;马迪南;

    针对中文词语边界不明确,词语和句子上下文关系被忽略的问题,设计一种基于多种分词情况的歧义分词信息抑制算法.在预处理中根据预训练的词汇频率表计算语句中不同分词的权重,将最有可能的分词情况与其他分词情况进行区分,合并至语句中,在自注意力机制提取语句上下文信息时加入分词权重信息,添加正确分词有效的边界信息,抑制歧义分词错误的前后文关系.对比MarkBert与W2NER算法,在公开数据集Resume、 MSRA、 Weibo、 OntoNotes中的试验结果表明,歧义分词信息抑制算法的预测准确率、句子长度增加时的鲁棒性、数据集增大时的预测准确率均有更好的表现.

    2024年03期 v.60;No.273 350-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
  • 基于注意力残差网络的特征肌电图手势识别

    赵世昊;周建华;熊馨;

    基于表面肌电信号的手势识别方法效果欠佳,提出一种信号的特征样本构造方法和注意力残差网络(ARN),用于识别NinaproDB1中的23类功能性抓握手势.样本构造过程中利用巴特沃斯滤波器对表面肌电信号进行一阶1 Hz低通滤波,去除噪声干扰并保留通频带和过渡带信号;用时间窗截取滤波信号生成表面肌电图;计算信号平均绝对值、方差和波长特征,融合生成特征肌电图.引入注意力机制和残差连接改进卷积神经网络,搭建ARN用于手势识别.将特征肌电图样本输入ARN,在测试集中的手势识别准确率为86.87%,证明构造的信号特征样本结合ARN识别实用手势的有效性.

    2024年03期 v.60;No.273 357-362页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
  • 忆阻器三值逻辑电路设计中信号衰减问题的优化

    欧玲玲;朱玮;王晓媛;王应秀;耿照林;

    提出一种基于忆阻器三值逻辑电路的优化方案.针对组合逻辑电路中忆阻器多个级联门导致输出信号退化和逻辑结果错误等问题,利用忆阻器作为主流器件设计缓冲器,对逻辑电路的性能改善明显.利用LTspice对所提出的缓冲器在三值数据比较器、乘法器、减法器以及编码器等电路中进行有效性验证.改进后的电路输出信号高电平约2 V,低电平约为0,可为后续研究复杂逻辑运算、大规模忆阻器的三值以及多值电路的设计提供新思路.

    2024年03期 v.60;No.273 363-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K]
  • 基于改进VMD的逆变电路开路故障信号特征提取

    吴玉虹;贾凯;高英;

    基于输出电流分析的方法对逆变电路进行故障诊断时易受噪声干扰,影响故障诊断准确率,提出一种用优化算法对变分模态分解(VMD)进行改进的信号处理方法 .通过麻雀搜索算法对传统VMD中的参数进行寻优,依据最优参数对电流信号进行分解,获取最佳的分解去噪效果.与小波变换、经验模态分解等信号处理方法对比,用误差评价指标对去噪效果评估,去噪信号功率谱图像可直观体现频域特征.结果表明,所提方法能有效降低噪声数量且频域细节特征误差不超过4%,验证了其有效性和可行性.

    2024年03期 v.60;No.273 372-378+386页 [查看摘要][在线阅读][下载 2365K]

其他

  • 喀斯特地区多因子生态胁迫问题空间分布——以曲靖市为例

    侯海燕;侯至群;朱大明;

    在地理信息技术的支持下,从水土流失、石漠化、地质灾害、生态退化方面对曲靖市生态环境的敏感性进行综合分析.结果表明,曲靖市生态环境不敏感、中度敏感、高度敏感、极度敏感地区分别占研究区总面积的49.44%、 32.51%、 13.96%和4.10%.不敏感区分布于西南走向;中度敏感区在全市均有分布;高度敏感区和极度敏感区主要分布于曲靖市东部和会泽县西南部.

    2024年03期 v.60;No.273 379-386页 [查看摘要][在线阅读][下载 2171K]
  • 不同温度下聚酰亚胺薄膜的蠕变性能

    武艳如;薛鑫媛;何佳佳;邢妮;刘岩;

    为研究聚酰亚胺薄膜的蠕变黏弹性本构关系模型,选用厚度25μm的聚酰亚胺膜材料,初始应力选取极限抗拉强度的50%,在23、 50、 80、 110、 140、 170℃下进行单轴蠕变拉伸实验,分析不同温度下膜材料蠕变的变化规律.用经典Kelvin、经典Maxwell、 Burgers、三参数广义Kelvin、五参数广义Kelvin蠕变本构模型对数据进行拟合,分析拟合效果.结果表明,聚酰亚胺膜材料具有明显的黏弹性,初始应力对聚酰亚胺膜材料的蠕变性能影响显著,初始应力越大,黏弹性越明显.五参数广义Kelvin模型能够较好地预测聚酰亚胺膜材料的蠕变性能,可决系数均超过0.98, Burgers模型次之,其余3种模型的拟合可决系数为0.708~0.958,拟合结果满足实际工程需要.

    2024年03期 v.60;No.273 387-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
  • 充填料浆颗粒轨迹特征及管壁磨损机理

    艾纯明;宋红岩;张馨;王凤山;郭金龙;杨旭东;

    为揭示充填管道90°弯头的冲蚀磨损机理,基于流变学、流体力学和材料力学,通过室内流变实验与数值模拟相结合,探究充填料浆的流变参数和管道的磨损特征,对不同运动状态下颗粒对管道的冲蚀磨损机理进行分析.结果表明,充填料浆的塑性黏度系数为0.231,剪切速率与剪切应力呈线性关系,符合Bingham模型.由料浆颗粒的受力分析结果可知,颗粒在弯管内处于推移和悬移两种运动状态,弯管发生冲蚀磨损与料浆颗粒的流动形式及运动状态有关,推移运动对管道造成的磨损最严重.数值模拟结果表明,管道转弯角度60°~85°的区域为冲蚀磨损较严重的区域,管道下侧壁面的磨损率远大于上侧壁面;弯管冲蚀的磨损速率随料浆流速的增大而增大,当流速为7 m/s时,磨损速率最大;随着管径增大,弯管处的压力差减小,磨损速率降低;磨损速率与管道的曲率半径呈负相关关系,曲率半径越大,料浆的速度场分布越均匀.

    2024年03期 v.60;No.273 395-402+408页 [查看摘要][在线阅读][下载 2102K]
  • 不同频率全身振动训练对去卵巢大鼠学习记忆能力的影响及其机制

    何利民;张静;解俊樊;代亚非;

    探讨不同频率全身振动训练(WBV)对去卵巢大鼠学习记忆能力的影响及其机制.将40只雌性SD大鼠分为假手术组(Sham组)、去卵巢安静组(OVX组)、去卵巢+高频全身振动训练组(HWBV组, 35Hz)和去卵巢+低频全身振动训练组(LWBV组, 15Hz).采用水迷宫试验检测各组大鼠的学习和记忆能力,检测各组大鼠血清、前额叶皮质、大脑皮层和海马中脑源性神经营养因子(BDNF)的水平及谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、总超氧化物歧化酶(SOD)的活性.结果表明,与Sham组相比,OVX组大鼠表现为空间学习能力障碍和短期记忆能力障碍,高频WBV可改善去卵巢大鼠的学习及记忆障碍,低频WBV只有微弱的改善作用; OVX组大鼠血清、前额叶皮质、大脑皮层和海马中BDNF水平、 GPx和SOD活性显著降低; HWBV组大鼠血清、前额叶皮质、大脑皮层和海马中BDNF水平、 GPx和SOD活性显著高于OVX和LWBV组.高频WBV可改善去卵巢大鼠的学习和记忆障碍,其机制可能与其增加大鼠血清及各脑区中BDNF及抗氧化作用有关.

    2024年03期 v.60;No.273 403-408页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
  • 具有防护强度的SACRS丙型病毒性肝炎传染病模型

    王泽杭;王世奇;张江钱;王宾国;

    结合丙型病毒性肝炎(HC)病毒的传播机理,在合理假设的基础上简化,建立针对HC的SACRS传染病模型,借助下一代生成矩阵定义该模型的有效再生数并得到表达式.证明有效再生数R_e<1时疾病是消亡的; R_e>1时疾病是持久的.进行相关数值模拟,并提出可行的HC防治建议.

    2024年03期 v.60;No.273 409-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K]
  • 黑果枸杞DBB转录因子家族鉴定与生物信息学分析

    刘筠;李效雄;杜雨;马瑞;胡晓桐;柳迪;贾西贝;马彦军;

    对黑果枸杞Double B-box(DBB)基因家族测序并进行生物信息学分析,以深入研究LrDBB基因的功能.以NaCl溶液处理黑果枸杞转录组数据库为基础,对黑果枸杞DBB基因家族成员进行鉴定和分析.黑果枸杞转录组数据中共筛选出32个DBB家族成员,分为5个亚家族,蛋白质亚细胞定位预测中其家族成员主要定位于细胞核.黑果枸杞DBB家族蛋白质分子量为5 156.83~53 308.44D;等电点4.58~8.96;总原子数692~7 324;氨基酸个数46~476 aa;脂溶指数51.06~92.88;大多数蛋白质成员为不稳定蛋白质和亲水蛋白质. LrDBB家族的蛋白质N端均具有B-box保守结构域,无规则卷曲和α-螺旋占比较大.表达模式中发现, NaCl胁迫株的根和叶中均有LrDBB基因家族成员出现高表达量.在NaCl胁迫下黑果枸杞DBB基因于不同器官中的表达量存在明显差异,推断此家族基因可能在盐胁迫中起调控作用.

    2024年03期 v.60;No.273 415-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 4224K]
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