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高度计风速与辐射计风速的变分融合研究

物理学报 2013年第12期62卷 538-547页

作者：姜祝辉游小宝肖义国北京应用气象研究所北京100029

为实现高度计风速与辐射计风速的融合,采用Kriging插值方法将辐射计风速插值到高度计路径得到高度计风速观测算子,建立高度计风速与辐射计风速融合的代价函数;利用变分方法求解分析风速,得出融合结果.分别在仅高度计风速有误差、仅辐射... 详细信息

为实现高度计风速与辐射计风速的融合,采用Kriging插值方法将辐射计风速插值到高度计路径得到高度计风速观测算子,建立高度计风速与辐射计风速融合的代价函数;利用变分方法求解分析风速,得出融合结果.分别在仅高度计风速有误差、仅辐射计风速有误差和两者都有误差的情况下开展了模拟试验,结果表明变分融合结果更接近于理想风速,尤其在高度计路径上更为明显.选取Jason-1高度计第241周期风速资料和与其时空匹配的国防气象卫星计划F17上所搭载的专用传感器微波成像仪辐射计风速资料开展了实例试验,结果表明融合后的结果更加接近于浮标观测结果,证实了变分融合方法的有效性.经统计,上述高度计和辐射计资料有60%时空匹配,开展风速融合有重要的理论及应用价值.该变分融合方法可应用于我国海洋二号卫星所载高度计与辐射计风速反演结果的融合.

关键词：高度计辐射计风速融合

海洋环流模式的发展和应用 Ⅱ.近海和区域环流模式

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大气科学 2003年第4期27卷 729-739页

作者：李荣凤游小宝中国科学院大气物理所大气科学和地球流体力学国家重点实验室北京100029

回顾了近20年来中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室近海和区域海洋环流模式发展和应用的历程。介绍了正压区域海流模式在中国近海海流数值模拟研究当中的应用以及一个24层、最高水平分辨率为0.25... 详细信息

回顾了近20年来中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室近海和区域海洋环流模式发展和应用的历程。介绍了正压区域海流模式在中国近海海流数值模拟研究当中的应用以及一个24层、最高水平分辨率为0.25°×0.25°的三重嵌套的中国近海环流模式及其应用。在嵌套模式基础上,基于变分原理,建立了一个中国近海环流的资料同化分析系统。初步结果表明,资料同化提高了模式计算的真实性,所揭示的黑潮的强度和流幅、夏季黄海冷水团的位置等都更接近观测结果。

关键词：海洋环流模式正压模式斜压模式南海暖流嵌套变分原理资料同化

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白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究

地球物理学报 2010年第9期53卷 2023-2031页

作者：黄鹤郭振海游小宝中国科学院大气物理研究所北京100029 天津市气象科学研究所天津300061

利用三维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究.结果表明,晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近... 详细信息

利用三维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究.结果表明,晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近地层,然后不断向高空延伸,与水陆两种不同的下垫面特征密切相关.由于水陆下垫面的差异,导致水域感热和潜热通量全天较小,变化平稳,而陆地日间感热和潜热通量较大,且潜热高于感热.水陆两地近地层湍流运动状态存在较大差异,湍流输送在水陆比湿空间变动过程中起决定性作用.形成的局地环流同样影响着水陆比湿的空间变动,主要表现在环流上下支对近地层湍流发展以及水汽的垂直输送的影响.陆地上空水汽主要来源于土壤植被的蒸发蒸腾,而来自水域的仅占很少一部分.

关键词：中尺度模式非均匀下垫面比湿湍流运动局地环流

二维硼结构中条带状空位长程有序分布的理论研究

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物理学报 2024年第9期73卷 216-222页

作者：徐诗涵何长春杨小宝华南理工大学物理与光电学院广州510640

在二维硼结构中,有序分布的高浓度空位可以增强其结构的稳定性,并对材料性能产生显著影响.根据最近的实验进展,本文重点关注二维硼结构中空位呈条带状分布的体系,提出有效模型系统研究结构稳定性随空位分布的变化.结合第一性原理计算结... 详细信息

在二维硼结构中,有序分布的高浓度空位可以增强其结构的稳定性,并对材料性能产生显著影响.根据最近的实验进展,本文重点关注二维硼结构中空位呈条带状分布的体系,提出有效模型系统研究结构稳定性随空位分布的变化.结合第一性原理计算结果,对空位不同近邻作用参数进行拟合,预测了不同空位浓度的稳定结构,发现在该体系中空位不同近邻存在竞争,导致长周期分布的趋势,揭示了不同近邻作用的相互竞争导致长周期结构稳定存在的关键机制.

关键词：二维硼结构长周期结构空位分布第一性原理计算

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南海各月月平均海流场的数值模拟

气象科学 2003年第1期23卷 31-38页

作者：李东辉游小宝张铭解放军理工大学气象学院南京211101 中国科学院大气物理研究所LASG 北京100029

本文用一个区域三维、自由表面、斜压海洋模式对南海全年各月的三维平均流场进行了数值模拟 ,模拟得到的环流特征与已有的实测资料十分相近 ,这表明该模拟结果是可信的 ,该数值模拟也是成功的。

关键词：南海月平均流数值模拟

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合成孔径雷达反演海面风场变分模型分析

物理学报 2014年第14期63卷 378-388页

作者：姜祝辉周晓中游小宝易欣黄为权北京应用气象研究所北京100029

为考察合成孔径雷达反演海面风场变分模型精度,开展了误差分析试验.在背景场误差为极大值条件下分析场误差低于背景场误差,且随背景场风向增大呈周期性变化;在背景场误差逐渐变大条件下分析场误差逐渐增大,误差偏离方向与背景场误差偏... 详细信息

为考察合成孔径雷达反演海面风场变分模型精度,开展了误差分析试验.在背景场误差为极大值条件下分析场误差低于背景场误差,且随背景场风向增大呈周期性变化;在背景场误差逐渐变大条件下分析场误差逐渐增大,误差偏离方向与背景场误差偏离方向一致;在特定背景场条件下与直接反演模型相比,低风速时反演误差略高,中高风速时反演误差明显较低.总体来讲,变分模型误差小于背景场误差,风速反演误差小于1.60 m/s,风向误差小于17.15°.

关键词：合成孔径雷达海面风场变分模型

串行声光调制的非保偏光链路外差算法实现光纤水听器低噪声稳定解调

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光学学报 2024年第14期 74-82页

作者：蔡冰涛肖力敏陈小宝复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系中国电子科技集团公司第二十三研究所

传统外差算法用于干涉型光纤水听器信号解调时，需要产生具有稳定频差的双脉冲光，常见的解决方案是在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的两臂并行接入不同频率的声光调制器（AOM）。上述方案中，两台独立AOM的运行差异会引入额外噪声，而含有... 详细信息

传统外差算法用于干涉型光纤水听器信号解调时，需要产生具有稳定频差的双脉冲光，常见的解决方案是在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的两臂并行接入不同频率的声光调制器（AOM）。上述方案中，两台独立AOM的运行差异会引入额外噪声，而含有AOM的保偏光链路体积大，难以有效隔振，抗环境干扰极差。基于此，引入迈克耳孙干涉仪（MI）光路先产生同频同偏振的前后光脉冲，再利用串行在输出光路上的后级AOM分时切换调制频率，使双脉冲光之间产生光频差。相比于传统方案，所提出的差频产生光路的频差由同一AOM产生，无分立器件性能差异的影响，同时更小体积的非保偏MI光路易进行抗振设计和封装，因此所提方案具有更强的抗干扰能力。实验结果表明：MI加串行声光调制的外差方案在10 Hz、100 Hz、1000 Hz 3个频点的解调噪声功率谱密度（PSD）分别低至■;8 h内，10 Hz频点的解调噪声起伏小于2 dB,100 Hz和1000 Hz两个频点的解调噪声起伏均低于1 dB，实现了光纤水听器低噪声高稳定解调，满足实际应用需求。

关键词：光纤光学差频光路声光调制器外差算法光纤水听器

红豆草种子物理-化学法协同破眠机设计与试验

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江西农业大学学报 2024年第4期 1052-1065页

作者：陈帅康孙步功郑小宝祁渊甘肃农业大学机电工程学院

【目的】种子因硬实而产生的休眠现象会导致种子晚发芽或不发芽，影响种子区域化专业化生产。红豆草作为典型的硬实豆科牧草种子，有很高的休眠率。为解除种子休眠、提高种子发芽率，使种子苗齐苗壮。研究采用物理-化学协同破眠的方法... 详细信息

【目的】种子因硬实而产生的休眠现象会导致种子晚发芽或不发芽，影响种子区域化专业化生产。红豆草作为典型的硬实豆科牧草种子，有很高的休眠率。为解除种子休眠、提高种子发芽率，使种子苗齐苗壮。研究采用物理-化学协同破眠的方法，设计双辊挤压摩擦与化学液浸泡相结合的破眠机，实现物理-化学破眠方法协同作业。【方法】以种子发芽率为试验指标，开展物理-化学法结合试验，确定种子发芽影响因素，验证物理-化学法协同破眠的可行性。【结果】利用EDEM、ANSYS和Design-Expert等分析软件分析得到发芽率影响显著性的因素依次为研磨辊粗糙度、浸泡时长、研磨缝隙、研磨辊转速和浸泡液浓度；最优工作参数为：研磨缝隙2.5 mm、研磨辊转速1.4 m/s、研磨辊粗糙度设200目、浸泡液浓度15%、浸泡时长90 min。【结论】通过标准发芽试验对比发现物理-化学法协同破眠机处理后的红豆草发芽率均值为93.18%，与拟合函数优化结果一致，证明物理-化学法协同破眠的设计可靠性与高效性。

关键词：红豆草种子休眠物理-化学协同双辊摩擦参数优化种子萌发

基于CNN-Transformer双模态特征融合的目标检测算法

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光子学报 2024年第3期53卷 273-286页

作者：杨晨侯志强李新月马素刚杨小宝西安邮电大学计算机学院西安710121 陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室西安710121

针对单模态目标检测的不足,提出了一种基于CNN-Transformer双模态特征融合的目标检测算法。在YOLOv5的基础上,构建了一个可以同时输入红外和可见光图像的双流特征提取网络;然后,分别提出了基于卷积神经网络结构的红外特征提取主干网络... 详细信息

针对单模态目标检测的不足,提出了一种基于CNN-Transformer双模态特征融合的目标检测算法。在YOLOv5的基础上,构建了一个可以同时输入红外和可见光图像的双流特征提取网络;然后,分别提出了基于卷积神经网络结构的红外特征提取主干网络和基于Transformer结构的可见光特征提取主干网络,以提升对红外和可见光图像的特征提取能力;最后,按照中期融合的思想,设计了双模态特征融合模块,对两个分支对应尺度的双模态特征信息进行有效融合,实现跨模态信息互补。在数据集上对所提算法进行验证,实验结果表明,该算法在KAIST数据集上对双模态图像进行检测的结果,较基准算法单独检测红外图像和可见光图像,精度分别提升了5.7%和17.4%;在FLIR数据集上较基准算法,检测精度分别提升了11.6%和17.1%;在自建GIR数据集上,所提算法的检测精度也有明显提升。此外,该算法还可以单独处理红外或可见光图像,且检测精度较基准算法均有明显提升。

关键词：目标检测卷积神经网络 Transformer 双模态特征融合红外可见光