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黄海海雾过程中海上大气波导形成机理的数值研究

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黄海海雾过程中海上大气波导形成机理的数值研究

作者：袁夏玉中国海洋大学

学位级别：硕士

黄海海雾发生时，湿度饱和的雾体上部常为湿度锐减的逆温层，雾顶附近形成很大的湿度与温度梯度，这非常有利于大气波导的发生。在观测中发现，有些情况下海雾发生的同时会伴随着大气波导的出现，然而研究者在研究海上大气波导过程中常... 详细信息

黄海海雾发生时，湿度饱和的雾体上部常为湿度锐减的逆温层，雾顶附近形成很大的湿度与温度梯度，这非常有利于大气波导的发生。在观测中发现，有些情况下海雾发生的同时会伴随着大气波导的出现，然而研究者在研究海上大气波导过程中常常忽视海雾。本文选取了发生于2005年6月1-3日低压影响下的和2009年4月9-11日高压影响下的两次海雾过程，以伴随它们发生的大气波导为研究对象，进行了观测分析与数值模拟研究。首先，利用船舶导航雷达与气象探空观测、卫星云图、沿岸观测站水平能见度等多种观测数据，以及美国环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）的FNL（final analysis data）大气再分析数据，对海雾与大气波导的时空演变、影响它们的天气系统变化等进行了观测分析。然后，运用WRF（Weather Research and Forecasting）模式对海雾过程进行了高分辨率的数值模拟，利用模拟结果研究了海雾过程中大气波导的形成机理，对比分析了两次海雾过程中大气波导过程的异同。观测分析揭示，2005年6月1-3日黄海海域发生了一次大范围大气波导现象，它伴随一次平流冷却海雾过程，大气波导与海雾的水平分布演变几乎一致，而海雾明显受其北部大陆东移低压的影响;2009年4月9-11日黄海海域发生的一次受高压影响的大范围平流海雾同样伴随着大气波导现象。海雾卫星云图观测与沿岸探空数据的检验表明，利用循环3DVAR（three dimensionalvariational）提供高质量初始场的WRF模拟较为成功地再现了两次海雾过程。基于高时空分辨率的数值模拟结果，细致地探讨了大气波导的形成机理。2005年受低压影响的海雾始于黄海中部，绝大部分海雾的雾顶由于弱逆温、湿度梯度较小而不存在波导;雾区随其北部低压的逐渐东移而向东扩展，呈现西部薄、东部厚的结构，雾体顶部由于存在逆温与湿度锐减而形成了波导，混合均匀的雾体则成为波导基础层，薄雾顶部为非贴海表面波导，而厚雾顶部则为悬空波导;雾区受低压西部冷空气的影响向南消退，波导基础层逐渐变薄乃至消失，雾体之上的逆温与湿度锐减层随之下降，非贴海表面波导被强度较弱的贴海波导所替代。而2009年发生的受高压影响的海雾在成雾之前，黄海上空存在逆温层和较强的湿度梯度，存在贴海波导和非贴海表面波导;海雾开始于高压西部形成，并随高压的逐渐东移减弱而向北扩展，虽然雾顶附近逆温增强，但湿度梯度较小，雾顶附近为较弱的悬空波导或没有波导，而无雾区对应较强的非贴海表面波导;更多的干空气下沉到雾区导致黄海海雾开始消散，黄海上空逐渐变为非贴海表面波导。通过对比两次黄海海雾过程中的大气波导发现：05年与09年两次波导事件中的海雾分别受低压与高压天气系统的影响，大气波导与海雾的发生顺序是不同的。但两次海雾都是平流雾，分别形成于近海面低压东部与近地面高压系统的西南部，都是偏南风使暖气团流经冷海面形成逆温，平流海雾随之形成;下沉作用是两次波导形成的关键性因素，高空槽后下沉与高压附近的下沉运动，使雾顶附近形成较大的湿度梯度与较强逆温层;海雾自身对大气波导的作用是相同的，海雾内的机械湍流与雾顶长波辐射使雾顶的湿度与温度梯度发生改变，进而影响波导的类型与高度;在两次波导事件中，短波辐射与长波辐射能够影响逆温层的位置与强度，从而影响海雾的发展，导致波导的位置、类型与强度发生变化。

关键词：黄海海上大气波导形成机理平流海雾 WRF模式观测分析数值研究

一次典型高压型海雾过程中海上大气波导的数值模拟

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海洋与湖沼 2014年第5期45卷 907-917页

作者：袁夏玉高山红中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学山东省高校海洋-大气相互作用与气候重点实验室青岛266100 中国科学院大气物理研究所北京100029

2009年4月9—12日黄海海域发生了一次受高压系统影响的海雾过程。利用卫星观测与探空数据、WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)对此次海雾过程及相伴的大气波导进行了观测分析与数值模拟。海雾与波导发展可分为3个阶段:(1... 详细信息

2009年4月9—12日黄海海域发生了一次受高压系统影响的海雾过程。利用卫星观测与探空数据、WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)对此次海雾过程及相伴的大气波导进行了观测分析与数值模拟。海雾与波导发展可分为3个阶段:(1)大气波导先于海雾存在于黄海海面;受高压下沉影响,黄海上空存在逆温层和较强的湿度梯度,表现为较强的贴海表面波导和非贴海表面波导。(2)海雾始于高压西部,并随高压系统逐渐东移减弱,向黄海北部扩展;辐射冷却虽然使雾顶附近逆温增强,但海雾的机械湍流使其顶部湿度梯度减小,雾顶附近对应弱悬空波导或波导消失。(3)高压系统影响使干空气下沉到雾区导致黄海海雾消散;雾顶附近逆温仍存在,同时湿度梯度增大,黄海上空逐渐变为非贴海表面波导。本研究结果表明:高压系统不仅极易为波导的发生提供有利条件,而且有利于海雾的生成,在海雾演变过程中主要是雾顶水汽梯度的变化导致了波导类型及强度的变化。

关键词：黄海大气波导海雾 WRF模式(Weather Research and Forecasting Model) 观测分析数值模拟

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学术期刊全媒体科学普及传播实践

中国科技期刊研究 2018年第2期29卷 184-188页

作者：金玲周玲林征石傲兰袁夏玉中国科学院大气物理研究所《大气科学进展》编辑部北京市朝阳区华严里40号 100029

【目的】以《大气科学进展》全媒体科学普及传播实践经验为例,探讨学术期刊借助全媒体手段普及科学知识的方法、意义和努力方向。【方法】分析《大气科学进展》近几年开展科学普及传播的手段和方法,总结学术期刊加强科普能力建设的实践... 详细信息

【目的】以《大气科学进展》全媒体科学普及传播实践经验为例,探讨学术期刊借助全媒体手段普及科学知识的方法、意义和努力方向。【方法】分析《大气科学进展》近几年开展科学普及传播的手段和方法,总结学术期刊加强科普能力建设的实践经验。【结果】科学普及对于推动科技发展和社会文明进步具有重要意义。学术期刊应当重视科学普及,利用社交媒体平台、期刊封面图片和多语种科学新闻等方式,为全世界读者服务,传播科学知识,提高公众科学素养,推动学术交流,促进科技创新。【结论】要建设具有国际影响力的高水平学术期刊,必须重视科学知识的普及,通过全媒体平台,向社会大众传播最新研究成果,扩大学术成果的传播范围,提高学术成果在国际上的显示度和影响力。

关键词：科学普及学术期刊社交媒体封面设计科学新闻

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一次海雾过程大气波导形成机理的数值研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2013年第1期43卷 17-26页

作者：袁夏玉高山红王永明张守宝中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室海洋大气相互作用与气候实验室山东青岛266100 中国电波传播研究所山东青岛266107

依据船舶导航雷达与沿岸气象探空观测数据得知,2005年6月1～3日黄海海域发生了1次大范围波导现象;进一步结合卫星云图与沿岸测站水平能见度观测,发现此次波导伴随1次明显的平流海雾过程。利用WRF模式对此次海雾与波导过程进行了数值模拟... 详细信息

依据船舶导航雷达与沿岸气象探空观测数据得知,2005年6月1～3日黄海海域发生了1次大范围波导现象;进一步结合卫星云图与沿岸测站水平能见度观测,发现此次波导伴随1次明显的平流海雾过程。利用WRF模式对此次海雾与波导过程进行了数值模拟,发现:(1)海雾始于黄海中部,绝大部分海雾的雾顶由于弱逆温、湿度梯度较小而不存在波导;(2)雾区随其北部低压的逐渐东移而向东扩展,呈现西部薄、东部厚的结构,雾体顶部由于存在逆温与湿度锐减而形成了波导,混合均匀的雾体则成为波导基础层,薄雾顶部为非贴海表面波导,而厚雾顶部则为悬空波导;(3)雾区受低压西部冷空气的影响向南消退,波导基础层逐渐变薄乃至消失,雾体之上的逆温与湿度锐减层随之下降,非贴海表面波导被强度较弱的贴海波导所替代。分析结果表明:黄海平流海雾与波导有密切的联系,海雾形成及其发展改变了海洋大气边界层的温度与湿度垂直结构,从而导致了波导的发生与演变,大气波导可认为是海雾的"副产品"。

关键词：黄海大气波导海雾 WRF数值模拟中图法

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多帧时空注意力引导的半监督视频分割

中国图象图形学报 2024年第5期29卷 1233-1251页

作者：罗思涵袁夏梁永顺南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094 南京理工大学数学与统计学院南京210094

目的传统的半监督视频分割多是基于光流的方法建模关键帧与当前帧之间的特征关联。而光流法在使用过程中容易因遮挡、特殊纹理等情况产生错误,从而导致多帧融合存在问题。为了更好地融合多帧特征,本文提取第1帧的外观特征信息与邻近关... 详细信息

目的传统的半监督视频分割多是基于光流的方法建模关键帧与当前帧之间的特征关联。而光流法在使用过程中容易因遮挡、特殊纹理等情况产生错误,从而导致多帧融合存在问题。为了更好地融合多帧特征,本文提取第1帧的外观特征信息与邻近关键帧的位置信息,通过Transformer和改进的PAN(path aggregation network)模块进行特征融合,从而基于多帧时空注意力学习并融合多帧的特征。方法多帧时空注意力引导的半监督视频分割方法由视频预处理(即外观特征提取网络和当前帧特征提取网络)以及基于Transformer和改进的PAN模块的特征融合两部分构成。具体包括以下步骤:构建一个外观信息特征提取网络,用于提取第1帧图像的外观信息;构建一个当前帧特征提取网络,通过Transformer模块对当前帧与第1帧的特征进行融合,使用第1帧的外观信息指导当前帧特征信息的提取;借助邻近数帧掩码图与当前帧特征图进行局部特征匹配,决策出与当前帧位置信息相关性较大的数帧作为邻近关键帧,用来指导当前帧位置信息的提取;借助改进的PAN特征聚合模块,将深层语义信息与浅层语义信息进行融合。结果本文算法在DAVIS(densely annotated video segmentation)-2016数据集上的J和F得分为81.5%和80.9%,在DAVIS-2017数据集上为78.4%和77.9%,均优于对比方法。本文算法的运行速度为22帧/s,对比实验中排名第2,比PLM(pixel-level matching)算法低1.6%。在YouTube-VOS(video object segmentation)数据集上也取得了有竞争力的结果,J和F的平均值达到了71.2%,领先于对比方法。结论多帧时空注意力引导的半监督视频分割算法在对目标物体进行分割的同时,能有效融合全局与局部信息,减少细节信息丢失,在保持较高效率的同时能有效提高半监督视频分割的准确率。

关键词：视频目标分割(VOS) 特征提取网络外观特征信息时空注意力特征聚合

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一次伴随黄海海雾的大气波导过程的数值模拟

一次伴随黄海海雾的大气波导过程的数值模拟

钛合金框锻件热锻过程中低倍组织分层及模具磨损行为的数值分析

中国海洋湖沼学会水文气象分会2011年联合会议

作者：袁夏玉高山红中国海洋大学物理海洋实验室海洋大气相互作用与气候实验室

本文对2009年4月10-11日高压系统下东海及黄海海域伴随大气波导的一次海雾过程再现,利用wRF模式对发生的海雾与波导过程进行了模拟,通过对模拟结果分析发现:波导分布与海雾演变具一定的关系,即在海雾生成前,雾区对应较强的非贴海表面波... 详细信息

本文对2009年4月10-11日高压系统下东海及黄海海域伴随大气波导的一次海雾过程再现,利用wRF模式对发生的海雾与波导过程进行了模拟,通过对模拟结果分析发现:波导分布与海雾演变具一定的关系,即在海雾生成前,雾区对应较强的非贴海表面波导;海雾向北推移阶段,雾区对应较弱的悬空波导或无波导;推移完成后又对应较强的非贴海表面波导。随着高压不断向东北移动减弱,受其影响在高压西部空气下沉形成逆温层同时东海黄海局地有水汽供应,海雾逐渐由东海向北生成并占据黄海大部,这时雾区对应的上空由之前无雾时受高压下沉作用而形成的非贴海表面波导变为悬空波导,虽然雾顶长波辐射冷却导致逆温增强,但由于海雾向北推移时产生辐合上升运动,同时水汽不断向高处输送并产生混合,造成水汽梯度减弱,变为较弱的悬空波导,同时由于雾不断生成,雾区内水汽减少,甚至变为下干上湿的温度梯度,导致波导消失,而无雾区对应较强的非贴海表面波导;海雾逐渐向北生成过后,由于高压的影响,干空气下沉,水汽梯度增强,同时保持海雾生成时较高的温度梯度,导致波导强度增强,雾区上空变为非贴海表面波导。

关键词：悬空波导非贴海表面波导海雾 WRF-3DVAR 空间分布高压系统

来源： cnki会议评论

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1845-1854页

作者：滕海灏夏玉峰余盈燕尹慧重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆大学先进模具智能制造重庆市重点实验室重庆400044 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司四川德阳618013

TC18钛合金锻件低倍组织出现分层现象。较亮的低倍组织具有较低的性能,通常被称为冷模组织。降低冷却速度可能会减少冷模组织的产生,但也可能加剧模具磨损。通过模拟和实验研究了TC18钛合金框锻件热锻过程低倍组织分层、模具磨损与工艺... 详细信息

TC18钛合金锻件低倍组织出现分层现象。较亮的低倍组织具有较低的性能,通常被称为冷模组织。降低冷却速度可能会减少冷模组织的产生,但也可能加剧模具磨损。通过模拟和实验研究了TC18钛合金框锻件热锻过程低倍组织分层、模具磨损与工艺参数间的关系。通过二次开发将冷模组织和磨损深度预测模型导入DEFORM软件。利用开发后的软件模拟了钛合金框锻件连续锻造生产过程,研究了冷模组织和磨损特性。利用响应面法和优化参数,讨论了不同参数下模具磨损与冷模组织厚度间的关系。结果表明:钛合金锻件冷模组织含量主要受接触条件的影响,而锻模磨损深度主要受模具预热温度的影响。应用玻璃纤维润滑剂能在不显著增加磨损深度的前提下实现锻件冷模缺陷组织含量的有效降低。

关键词：模具磨损钛合金锻件低倍组织分层二次开发

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胃肠动力中药在老年性便秘治疗中的应用价值

中文科技期刊数据库（文摘版）医药卫生 2024年第1期 98-101页

作者：李袁夏子常熟市支塘人民医院江苏常熟215531

分析老年性便秘实施胃肠动力中药治疗的效果。方法将64例老年性便秘患者作为样本,奇偶数分组,有西药组、中药组,均有32例,前组行莫沙必利治疗,后组行胃肠动力中药治疗,在2021年10月-2023年10月实施调查,比较有效率,评估症状积分,检测... 详细信息

分析老年性便秘实施胃肠动力中药治疗的效果。方法将64例老年性便秘患者作为样本,奇偶数分组,有西药组、中药组,均有32例,前组行莫沙必利治疗,后组行胃肠动力中药治疗,在2021年10月-2023年10月实施调查,比较有效率,评估症状积分,检测胃肠激素指标,统计不良反应。结果有效率统计后在中药组达到了96.88%,该结果在西药组仅有78.13%,即中药组高,P0.05。治疗后从三个方面评估便秘症状积分,均降低,具体结果在中药组低于西药组,P0.05。治疗后检测胃泌素以及胃动素,两项指标均升高,其中中药组高于西药组,P<0.05。不良反应在中药组有3.13%的发生率,在西药组却达到18.75%的发生率,即中药组低,P<0.05。结论胃肠动力中药安全性高,能大幅降低便秘症状积分,改善胃肠功能,可提升老年性腹泻治疗有效率。

关键词：老年性便秘不良反应有效率胃肠动力中药

一次伴随海雾的大气波导数值模拟及其成因分析

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一次伴随海雾的大气波导数值模拟及其成因分析