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残留层臭氧向下混合对地面臭氧的影响——以胶东半岛沿海地区秋季典型臭氧污染过程为例

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中国环境科学 2024年

作者：孟赫王威张淼代玮马艳许杨山东省青岛生态环境监测中心中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室山东省生态环境监测中心青岛市气象局

基于差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达垂直观测资料等，结合地面站污染物浓度和气象要素数据，以胶东半岛沿海城市青岛市为例，研究2023年10月16—26日在胶东沿海地区出现的典型臭氧(O3)污染过程的气象成因，探究污染过程... 详细信息

基于差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达垂直观测资料等，结合地面站污染物浓度和气象要素数据，以胶东半岛沿海城市青岛市为例，研究2023年10月16—26日在胶东沿海地区出现的典型臭氧(O3)污染过程的气象成因，探究污染过程期间O3浓度垂直演变及垂直风场的影响，评估残留层O3向下混合对地面O3浓度的影响。结果表明：观测期间青岛市共发生了2次O3轻度污染过程，17—18日（过程Ⅰ）和22—25日（过程Ⅱ），其中18日、23—25日为污染日，O3-8h浓度分别为197、171、179和169 μg·m-3。2次污染过程发生均与850hPa位势高度场升温过程相关，太阳辐射较强，夜间多有接地逆温，稳定边界层高度多低于200 m，日均大气边界层高度相对较低，气象条件有利于O3生成和污染物累积。污染过程结束均与冷空气北风降温等影响有关。O3本地生成是造成胶东沿海地区O3污染的核心原因，在持续升温、较高的太阳辐射和不利于污染物扩散的大气环流形势影响下，可诱发连续性O3区域污染过程，同时西南低空急流作用下的残留层O3输送可加剧地面O3污染，影响范围可达400～500 km。残留层O3向下混合主要发生在早间至上午边界层高度抬升阶段，观测期间7:00—12:00边界层内O3垂直输送通量范围为-20.2～-36.0 μg·m-3·s-1，残留层O3垂直混合对地面O3贡献率均值为26.4% （15.1%～43.2%），其中9:00贡献率最大，污染过程Ⅱ垂直混合对地面O3的贡献率均值为23.8% （15.4%～36.5%），污染日和清洁日没有明显差异。研究结果表明，O3污染防治首先应做好本地污染减排工作，其次还需要加强区域联防联控。

关键词：胶东半岛臭氧垂直分布激光雷达残留层

基于ARMAV模型和J-散度的结构损伤识别

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振动与冲击 2024年第1期43卷 123-130,152页

作者：李孟郭惠勇重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对... 详细信息

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对加速度时域数据进行消除激励相关性以及降噪处理;建立了ARMAV模型,并由模型的自回归参数和残差方差构建损伤判别指标;采用三层框架试验数据,并进行转播塔模型的损伤识别试验研究验证了该方法的有效性。结果表明:基于ARMAV模型和J-散度距离的损伤识别方法可操作性强,能够准确、高效地定位框架和塔架结构的损伤,且该方法受环境变化的影响较小,可为在线结构健康监测提供一种新思路。

关键词：损伤识别试验研究向量自回归滑动平均(ARMAV)模型 J-散度时间序列分析

青岛沿海地区2021年典型沙尘回流-霾污染过程气溶胶垂直分布特征

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环境科学学报 2024年第1期44卷 37-46页

作者：孟赫任晓洁王桂霞刘保双山东省青岛生态环境监测中心青岛266003 山东省生态环境监测中心济南250101 南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350

为研究青岛沿海地区沙尘和霾污染过程中气溶胶的垂直分布特征,以2021年1月12—15日一次典型沙尘回流-霾污染过程为研究对象,利用气溶胶垂直观测、边界层风场结构和近地面观测资料,分析污染过程生消演变,以及气溶胶消光系数、退偏比垂直... 详细信息

为研究青岛沿海地区沙尘和霾污染过程中气溶胶的垂直分布特征,以2021年1月12—15日一次典型沙尘回流-霾污染过程为研究对象,利用气溶胶垂直观测、边界层风场结构和近地面观测资料,分析污染过程生消演变,以及气溶胶消光系数、退偏比垂直分布及边界层风场对气溶胶垂直分布特征的影响.结果表明:总体上,本次污染过程污染强度较大,持续时间较长,污染前期(12—14日中午)主要为沙尘污染影响,并呈现回流传输特征,污染后期(14日中午—15日)叠加了霾污染.结合污染演变,此次污染过程可分为6个阶段:沙尘前(Ⅰ)、沙尘期(Ⅱ)、沙尘缓解期(Ⅲ)、沙尘回流期(Ⅳ)、霾累积期(Ⅴ)及污染清除期(Ⅵ).污染过程期间,ρ(PM_(10))和ρ(PM_(2.5))的均值分别为(168±55)和(63±24)μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值为0.40±0.15.ρ(PM_(10))超过150μg·m^(-3)的时长共计51 h,占总时长的53%,ρ(PM_(2.5))超过75μg·m^(-3)的时长为17h,占总时长的18%.沙尘污染为主的阶段Ⅱ与阶段Ⅳ,ρ(PM_(10))均值分别为237和187μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值分别为0.25和0.31,霾污染为主的阶段V和阶段Ⅵ,ρ(PM_(2.5))均值分别为74和72μg·m^(-3),ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值分别为0.56和0.54.沙尘污染为主的阶段气溶胶垂向上呈明显分层结构,尤其是阶段Ⅱ和阶段Ⅳ,沙尘气溶胶主要集中分布在2.5 km内,以污染边界层高度(PBLH)为界有两层明显的沙尘气溶胶层,其中,PBLH内沙尘气溶胶消光系数均值为0.50 km^(-1),退偏比均值为0.19,而PBLH外沙尘气溶胶消光系数均值下降为0.34 km^(-1),退偏比均值则保持不变;霾污染为主阶段中污染物主要集中在PBLH内,其气溶胶消光系数均值为0.52 km^(-1),退偏比均值为0.09;沙尘气溶胶退偏比明显高于霾污染气溶胶退偏比.气溶胶垂直分布变化与边界层水平风和垂直风演变时间节点基本一致.污染前期边界层内水平风速小、且风向转换较为频繁,湍流发展较弱,大气层结较为稳定,使得随冷空气输送至青岛地区的沙尘污染不能及时扩散和有效清除从而长时间维持,污染后期受暖湿气流影响,相对湿度增大,使得细颗粒物污染累积,直至15日冷锋过境,污染过程结束.

关键词：沿海地区沙尘霾消光系数退偏比边界层风场

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低压配电台区移动储能优化调度方法

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：孙义豪李科许长清马杰孟赫王凯奇国网河南省电力公司经济技术研究院智能电网教育部重点实验室(天津大学)

日益增长的负荷需求和分布式可再生能源的广泛接入使得配电网运行波动剧增，本文提出一种两阶段移动储能日前运行调度方法以解决低压配电台区变压器重载和分布式可再生能源消纳问题。首先，构建表征多台区转移路径的移动储能时空转移矩... 详细信息

日益增长的负荷需求和分布式可再生能源的广泛接入使得配电网运行波动剧增，本文提出一种两阶段移动储能日前运行调度方法以解决低压配电台区变压器重载和分布式可再生能源消纳问题。首先，构建表征多台区转移路径的移动储能时空转移矩阵；随后，考虑储能移动成本以混合整数二次规划方法构建第一阶段优化模型以确定移动储能的多台区转移路径；然后，以更小的时间颗粒度构建第二阶段优化模型管理移动储能的调度曲线。算例结果表明移动储能可实现台区负载的优化运行，并实现多台区间负荷特性的时空互补。

关键词：低压配电台区移动储能时空转移矩阵混合整数二次规划

不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子及来源分析

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中国环境科学 2024年第1期44卷 48-57页

作者：于慧珍马艳郭丽娜郭飞燕孟赫黄容青岛市气象局山东青岛266003 山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003

基于2014~2021年臭氧实况和再分析资料研究不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子以及气流来源.结果显示容易出现臭氧污染的天气形势主要有4类,高空均为西风槽后西北气流控制,地面分别对应东北低压槽、弱反气旋、海上高压... 详细信息

基于2014~2021年臭氧实况和再分析资料研究不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子以及气流来源.结果显示容易出现臭氧污染的天气形势主要有4类,高空均为西风槽后西北气流控制,地面分别对应东北低压槽、弱反气旋、海上高压后部和大陆高压控制,4类天气型下臭氧污染日数分别占比58%、28%、6%和5%.不同天气型下影响臭氧的关键天气要素不同,东北低压槽型的关键因子是太阳辐射、云量以及低层相对湿度;弱反气旋型主要与太阳辐射、云量、低层湿度和低层纬向风相关;海上高压后部型主要与太阳辐射、云量、低层温度和低层湿度相关;大陆高压型主要与低层温度、低层经向风和大气稳定度相关.后向轨迹聚类分析显示,是否发生臭氧污染与气流来源的纬度或是否来源于内陆有关,胶东经济圈臭氧污染主要受山东省、安徽省、江苏省以及东南近海的影响.一次连续臭氧污染过程分析显示,当高空受西风槽后西北气流或高压脊控制,低层受内陆西北或西南气流影响时,有利于胶东经济圈臭氧污染的发生和持续.

关键词：臭氧污染客观分型关键因子后向轨迹聚类

北方沿海城市大气PM_(2.5)组分特征及来源分析:以青岛市为例

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环境科学研究 2024年第3期37卷 525-535页

作者：张玉卿张韬方渊魏巍孟赫刘保双山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003 南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采... 详细信息

为探究北方沿海城市大气PM_(2.5)的化学组分特征及其关键来源,本文选择典型代表城市青岛市作为研究对象,在2021年3月−2022年2月采集大气PM_(2.5)样品,测定水溶性无机离子、碳组分及化学元素等组分,深入分析大气PM_(2.5)化学组分特征,采用正定矩阵因子分解(PMF)和潜在源贡献函数(PSCF)对青岛市PM_(2.5)的主要贡献源类和潜在源区进行分析研究.结果表明:①采样期间青岛市PM_(2.5)浓度平均值为42.2μg/m^(3),NO_(3)^(−)、NH_(4)^(+)、SO_(4)^(2−)、OC是PM_(2.5)的主导成分,浓度分别为11.77、5.76、5.20和6.67μg/m^(3),占比分别为27.88%、13.65%、12.32%和15.80%.②各组分浓度季节性变化与PM_(2.5)浓度变化基本一致,呈现冬季最高、夏季最低,春季、秋季相差较小的变化特征.③PMF模型解析结果表明,二次无机源是青岛市PM_(2.5)的主要来源,贡献率达42.8%;其次为二次有机源以及燃煤和生物质燃烧源,贡献率分别为18.1%、15.7%;机动车源贡献率为8.8%,海盐和船舶源贡献率为6.0%;而扬尘源和工艺过程源贡献率相对较低,分别为5.3%和3.3%.冬季燃煤和生物质燃烧源贡献率(24.4%)明显高于其他季节;春季和秋季扬尘源贡献率较高,分别为6.5%和9.8%;夏季二次有机源、海盐和船舶源以及机动车源的贡献率高于其他季节,贡献率分别达23.1%、12.4%和16.3%.④江苏省北部以及山东省中东部是青岛市各类源的主要潜在源区,江苏省东北部、长三角地区以及黄海海域是海盐和船舶源的主要潜在源区.研究显示,二次源是青岛市大气污染物的主要来源,燃煤源和生物质燃烧源、机动车源、海盐和船舶源的影响也不容忽视.二次源、机动车源以及海盐和船舶源可能是北方沿海城市PM_(2.5)的重点关注源类,在大气污染防治措施制定时需要加强对其的精细化管理.

关键词：青岛市 PM_(2.5) 组分特征源解析正定矩阵因子分解(PMF) 潜在源区

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电化学法绿色快捷制备石墨烯及其复合材料

化学研究 2015年第4期26卷 331-342页

作者：李孟赫来庆学梁彦瑜南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京211106

石墨烯及其复合材料具有优异的物理和化学性能,在电子、能源、催化、医药以及生物传感等领域应用潜能巨大,因此探究高质量、高产量和规模化的制备方法对石墨烯基复合材料未来的开发和应用至关重要.电化学法是一种有望实现绿色规模化制... 详细信息

石墨烯及其复合材料具有优异的物理和化学性能,在电子、能源、催化、医药以及生物传感等领域应用潜能巨大,因此探究高质量、高产量和规模化的制备方法对石墨烯基复合材料未来的开发和应用至关重要.电化学法是一种有望实现绿色规模化制备石墨烯及其复合材料的方法,本文作者综述了国内外电化学制备石墨烯及其复合材料的主要方法:阳极氧化、阴极还原、电化学还原、离子液体功能化、电沉积、电聚合等,并对其反应原理和主要影响因素进行了详细的分析和介绍,最后对其应用前景进行了深度的展望.

关键词：石墨烯复合材料电化学方法绿色快捷制备与应用

古礼今义:北宋蓝田吕氏家族墓地墓葬排列及相关问题补论

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考古与文物 2024年第7期 110-116页

作者：王煜李孟雅四川大学考古文博学院

蓝田吕氏对北宋中晚期的思想学术、社会文化乃至朝堂政治皆有较大的影响。本文认为吕氏家族墓地由家族“大”字辈成员甚至著名学者规划,清楚地反映了吕氏的礼学思想。墓葬排列中特别突出宗法的做法为目前仅见,而昭穆法则直接承袭二程的... 详细信息

蓝田吕氏对北宋中晚期的思想学术、社会文化乃至朝堂政治皆有较大的影响。本文认为吕氏家族墓地由家族“大”字辈成员甚至著名学者规划,清楚地反映了吕氏的礼学思想。墓葬排列中特别突出宗法的做法为目前仅见,而昭穆法则直接承袭二程的丧葬理念,祔葬之法也体现了当时儒学士大夫对于族葬古礼的理解。宁愿牺牲常礼也要特别突出嫡长的埋葬方法,不仅是北宋复兴宗法思想的发展和实践,或许也与吕氏的时政见解和表达有关。

关键词：北宋吕氏家族墓地宗法昭穆祔葬

氟磷酸钒钠正极及碳硅负极材料在储能电池中的应用研究

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氟磷酸钒钠正极及碳硅负极材料在储能电池中的应用研究

作者：李孟桃成都大学

学位级别：硕士

近些年,钠离子电池因其丰富的资源和较低的成本而被广泛认为是储能正极材料的潜在替代品。在与钠离子正极材料相匹配的负极材料（硬碳）测试结束后,本文探究了商用硬碳在锂离子电池负极材料中的拓展应用,明显感受到商用硬碳的容量缺陷... 详细信息

近些年,钠离子电池因其丰富的资源和较低的成本而被广泛认为是储能正极材料的潜在替代品。在与钠离子正极材料相匹配的负极材料（硬碳）测试结束后,本文探究了商用硬碳在锂离子电池负极材料中的拓展应用,明显感受到商用硬碳的容量缺陷。为此,为了得到高容量的负极材料,碳硅复合材料成为了可靠的选择。因此,本文以储能电池的角度为出发点,制备出具有出色循环性能和稳定倍率性能的氟磷酸钒钠正极材料和具有高容量以及长循环寿命的碳硅复合负极材料,并分别以一步球磨法制备碳包覆和以微波辅助制备碳包覆的方式,对应产出高稳定性氟磷酸钒钠复合材料以及高导电性碳硅复合材料。两个工作的具体内容如下:（1）在本文中,我们使用了一种简单的一步球磨工艺,通过创建Na VPOF/G（G代表石墨）并通过掺入聚乙二醇6000（PEG6K）来增强电子导电性。石墨具有增强电化学性能并显著增强电子导电性的能力。此外,PEG6K的掺入可以增强钠离子在钠离子电池界面处的传输稳定性。优化后,Na VPOF/G@P（P代表PEG6K）在0.2 C时可提供128.5 m Ah g的高容量,在10 C时可提供105.0 m Ah g的高倍率容量,200次循环后的容量仍有116.0 m Ah g。此外,当与硬碳阳极（硬碳作为负极）耦合时,全电池在20C下仍表现出76.0 m Ah g的出色性能。本文研究提供了一种简单的方法,有可能显著提高钠离子电池的性能。（2）在本文中,用明胶作为碳涂层用于一氧化硅材料并且在微波辅助下制备锂离子电池的阳极。稳定的碳涂层使膨胀一氧化硅牢固地粘附在电极膜上,没有明显的脱落,而氮原子增加了电子电导率。微波处理后,高导电性一氧化硅吸收微波能量并将其转化为热量,导致热膨胀和热应力。当用作锂离子电池的负极时,制备的复合材料在第一个循环中以1534.0 m Ah g在100 m A g下传输。此外,在100次循环后,以0.5 A g的速度输送约1180.0 m Ah g;在200次循环后,以1 A g的速度输送约502.3 m Ah g。所获得的材料具有高容量、长循环寿命和优异的倍率性能。

关键词：氟磷酸钒钠正极材料一步球磨硅基负极材料微波辅助储能电池