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Numerical study of the effects of Planetary Boundary Layer structure on the pollutant dispersion within built-up areas

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Journal of Environmental Sciences 2015年第6期27卷 168-179页

作者： Yucong Miao Shuhua Liu Yijia Zheng Shu Wang Zhenxin Liu bihui zhang Department of Atmospheric and Oceanic Sciences School of Physics Peking University International Center of Climate and Environment Sciences Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences National Meteorological Center China Meteorological Administration

The effects of different Planetary Boundary Layer（PBL） structures on pollutant dispersion processes within two idealized street canyon configurations and a realistic urban area were numerically examined by a Computational Fluid Dynamics（CFD） model. The boundary conditions of different PBL structures/conditions were provided by simulations of the Weather Researching and Forecasting model. The simulated results of the idealized 2D and 3D street canyon experiments showed that the increment of PBL instability favored the downward transport of momentum from the upper flow above the roof to the pedestrian level within the street canyon. As a result, the flow and turbulent fields within the street canyon under the more unstable PBL condition are stronger. Therefore, more pollutants within the street canyon would be removed by the stronger advection and turbulent diffusion processes under the unstable PBL condition. On the contrary, more pollutants would be concentrated in the street canyon under the stable PBL condition. In addition, the simulations of the realistic building cluster experiments showed that the density of buildings was a crucial factor determining the dynamic effects of the PBL structure on the flow patterns. The momentum field within a denser building configuration was mostly transported from the upper flow, and was more sensitive to the PBL structures than that of the sparser building configuration. Finally, it was recommended to use the Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino（MYNN） PBL scheme, which can explicitly output the needed turbulent variables, to provide the boundary conditions to the CFD simulation.

关键词： Weather Researching and Forecasting model Planetary Boundary Layer Computational Fluid Dynamics Open FOAM Dispersion

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Structure instability and high microwave dielectric permittivity of nonstoichiometric(Sr_(0.4)Ce_(0.4))_(1-x)Nd_(x)Ti_(0.8)Mg_(0.2)O_(3)system for wireless communication

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Journal of Materiomics 2021年第1期7卷 25-33页

作者： Burhan Ullah Wen Lei Xianwei Wang bihui zhang Wen-Zhong Lu School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhan430074China Key Lab of Functional Materials for Electronic Information(B) Ministry of EducationWuhan430074China Department of Physics Islamia College University PeshawarPakistan Laboratory of Functional Materials School of PhysicsHenan Normal UniversityXinxiang453007China

(Sr_(0.4)Ce_(0.4))_(1-x)Nd_(x)Ti_(0.8)Mg_(0.2)O_(3)[(SC)NdTMgO3,x=0.1-0.4]non-stoichiometric system were obtained through conventional solid-state synthesis *** perovskite peaks were attributed to either single(x0.3,the(SC)NdTMgO3 compound,exhibits structure instability and(200)/(310)peaks *** peaks splitting indicates cubic(C-phase)to tetrogonal(T-phase)structure phase *** ceramic samples appear nearly dense,presenting a non-uniform grain size *** observed trend of the microwave dielectric properties(er,tf,Q×f)is mainly related to the formation of structure phase transition,packing fraction,relative density and ionic polarizability.A key microwave(MW)dielectric properties of er=53,Q×f=26,700 GHz and tf=+2.8 pmm/℃could be obtained for composition with x=0.4.

关键词： (SC)NdTMgO_(3)system Phase transition Microwave dielectric

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Turning gray selenium into a nanoaccelerator of tissue regeneration by PEG modification

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Bioactive Materials 2022年第9期7卷 131-144页

作者： Jieqiong Cao Yibo zhang Peiguang zhang Zilei zhang bihui zhang Yanxian Feng Zhixin Li Yiqi Yang Qilin Meng Liu He Yulin Cai Zhenyu Wang Jie Li Xue Chen Hongwei Liu An Hong Wenjie Zheng Xiaojia Chen Institute of Biomedicine&Department of Cell Biology College of Life Science and TechnologyJinan UniversityGuangdong Province Key Laboratory of Bioengineering MedicineGuangdong Provincial biotechnology drug&Engineering Technology Research CenterNational Engineering Research Center of Genetic MedicineGuangzhouChina Department of Chemistry Jinan UniversityGuangzhouChina Department of Plastic Surgery The First Affiliated Hospital of Jinan UniversityGuangzhou510630China School of Biotechnology and Health Sciences Wuyi UniversityJiangmen529020China Guangzhou Red Cross Hospital Jinan UniversityGuangzhou 510240China

Selenium(Se)is an essential trace element involved in nearly all human physiological processes but suffers from a narrow margin between benefit and *** nanoform of selenium has been proven shown to be more bioavailable and less toxic,yet significant challenges remain regarding the efficient and feasible synthesis of biologically active *** addition,although nanoselenium has shown a variety of biological activities,more interesting nanoselenium features are *** this work,hydrosoluble nanoselenium termed Nano-Se in the zero oxidation state was synthesized between gray Se and PEG.A zebrafish screen was carried out in zebrafish larvae cocultured with ***,Nano-Se promoted the action of the FGFR,Wnt,and VEGF signaling pathways,which play crucial roles in tissue *** expected,Nano-Se not only achieved the regeneration of zebrafish tail fins and mouse skin but also promoted the repair of skin in diabetic mice while maintaining a profitable safe *** brief,the Nano-Se reported here provided an efficient and feasible method for bioactive nanoselenium synthesis and not only expanded the application of nanoselenium to regenerative medicine but also likely reinvigorated efforts for discovering more peculiarunique biofunctions of nanoselenium in a great variety of human diseases.

关键词： PEG modification Nanoselenium Tissue regeneration Zebrafish

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2013年3月大气环流和天气分析

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气象 2013年第6期39卷 794-800页

作者：张碧辉孙军国家气象中心北京100081

2013年3月大气环流特征为:北半球极涡呈偏心型,两个中心分别位于欧洲和亚洲北部,极涡范围较常年偏南,中高纬环流呈4波型,南支槽略偏弱,西北太平洋副热带高压(以下简称副高)略偏强。下旬南支活动加强,南方降水增多。全国平均降水量为26,1... 详细信息

2013年3月大气环流特征为:北半球极涡呈偏心型,两个中心分别位于欧洲和亚洲北部,极涡范围较常年偏南,中高纬环流呈4波型,南支槽略偏弱,西北太平洋副热带高压(以下简称副高)略偏强。下旬南支活动加强,南方降水增多。全国平均降水量为26,1 mm,较常年同期偏少11.5%。平均气温为6.3℃,较常年同期偏高2.2℃,为1961年以来第二高值。月内发生5次冷空气过程,其中8—11日出现2013年以来最大范围沙尘天气;出现5次主要降水过程,其中19—20日江南、华南出现2013年以来最大范围强对流天气。

关键词：沙尘强对流冷空气环流形势

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考虑多指标约束的蜂窝夹层防热结构参数优化

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机械强度 2014年第3期36卷 388-392页

作者：张碧辉马存旺中国航天空气动力技术研究院北京100074

介绍蜂窝夹层结构导热率的半经验计算公式,蜂窝夹层结构主要破坏形式及相应等效力学参数的计算方法。提出以最小质量为设计目标,以满足热学、力学多指标要求为约束条件的蜂窝夹层结构参数优化问题。应用改进的遗传算法,对典型金属热防... 详细信息

介绍蜂窝夹层结构导热率的半经验计算公式,蜂窝夹层结构主要破坏形式及相应等效力学参数的计算方法。提出以最小质量为设计目标,以满足热学、力学多指标要求为约束条件的蜂窝夹层结构参数优化问题。应用改进的遗传算法,对典型金属热防护结构的外部蜂窝夹层子结构进行参数优化。优化结果表明:所提出的方法能够实现对蜂窝夹层结构的减重,而且在考虑隔热性能的基础上,加入力学指标约束会对优化结果产生明显影响。

关键词：蜂窝夹层多指标约束遗传算法参数优化

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影响北京的两次沙尘过程传输特征对比分析

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中国沙漠 2019年第6期39卷 99-107页

作者：花丛刘超张碧辉国家气象中心

2017年5月4-5日和2015年3月28-30日两次影响北京的沙尘天气均包含外来输送及沙尘回流过程。采用常规气象观测资料、大气成分资料、CALIPSO卫星监测及风廓线雷达数据等,对两次过程中的气象要素变化、传输轨迹、天气学条件、边界层特征等... 详细信息

2017年5月4-5日和2015年3月28-30日两次影响北京的沙尘天气均包含外来输送及沙尘回流过程。采用常规气象观测资料、大气成分资料、CALIPSO卫星监测及风廓线雷达数据等,对两次过程中的气象要素变化、传输轨迹、天气学条件、边界层特征等进行分析。结果表明:两次过程均由蒙古气旋引起,远距离传输过程中经沙源地传输的沙尘气溶胶可被抬升至700 hPa以上高度,主要传输层位于对流层中低层;高空急流强度、入口区位置及次级环流的结构对沙尘传输及影响区域有重要指示意义;沙尘回流主要受大气中低层偏南风输送带的影响,主要传输高度为1 km以下的低层大气,北京与回流上游城市PM10浓度变化的时间滞后性与前期沙尘天气是否得到彻底清除有关。

关键词：沙尘传输沙尘回流 CALIPSO卫星风廓线雷达

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马凯四次访华带来的启示

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科学学与科学技术管理 2022年第10期43卷 3-10页

作者：张碧晖侯剑华中国科学学与科技政策研究会北京100080 中山大学信息管理学院广州510006

马凯(Alan Lindsay Mackay)作为贝尔纳科学学的学派传承人和重要的代表性人物,是中国科学学研究和发展史上最具影响力的学者之一。马凯分别于1985年、1987年、1998年和2000年先后四次访华,不仅给中国科学学届带来了重要的科学学思想,还... 详细信息

马凯(Alan Lindsay Mackay)作为贝尔纳科学学的学派传承人和重要的代表性人物,是中国科学学研究和发展史上最具影响力的学者之一。马凯分别于1985年、1987年、1998年和2000年先后四次访华,不仅给中国科学学届带来了重要的科学学思想,还为推动东西方学术交流做出了积极的贡献。马凯学识渊博,涉猎广泛,他严谨、谦虚、风趣的学术品格,对科学学研究的战略性、前瞻性思考和敏锐的学术洞察力对中国科学学研究具有重要启示。马凯的四次访华为推动中国科学学研究和实践发展发挥了重要的作用。

关键词：科学学马凯四次访华中国科学学

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基于风廓线雷达的北京春季一次“先霾后沙”空气污染过程分析

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中国沙漠 2019年第5期39卷 88-96页

作者：刘超花丛张恒德张碧辉国家气象中心北京100081

利用NCEP再分析资料、逐小时污染物浓度数据、风廓线雷达及地面常规观测资料,对北京2018年3月26—29日一次'先霾后沙'的空气污染过程进行了分析。结果表明:霾污染期间PM2.5峰值浓度为242μg·m-3,PM2.5/PM10值为0.86。受蒙古气旋影响,P... 详细信息

利用NCEP再分析资料、逐小时污染物浓度数据、风廓线雷达及地面常规观测资料,对北京2018年3月26—29日一次'先霾后沙'的空气污染过程进行了分析。结果表明:霾污染期间PM2.5峰值浓度为242μg·m-3,PM2.5/PM10值为0.86。受蒙古气旋影响,PM10浓度出现爆发性增长,增长速率达到912μg·m-3·h-1,PM2.5/PM10值下降至0.11。霾主要影响时段边界层内以西南风为主,平均通风量为15 907 m2·s-1,大气边界层以稳定的弱上升或下沉运动为主;而沙尘影响时段平均通风量为9 226 m2·s-1,沙尘天气爆发前边界层明显的下沉运动先于地面污染物浓度的变化。基于后向轨迹模式和潜在源贡献分析方法PSCF计算结果,霾影响时段河北中南部、山西中部等地对北京PM2.5贡献较多;而沙尘影响时段,北京地区的PM10主要来源于内蒙古中部和辽宁西部。

关键词：霾沙尘风廓线雷达通风量

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2013年1-2月华北雾、霾天气边界层特征对比分析

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气象 2015年第9期41卷 1144-1151页

作者：花丛张碧辉张恒德国家气象中心北京100081

利用地面观测资料、中国气象局PM_(2.5)质量浓度数据、L波段探空秒数据等,对华北地区三个大城市(北京、石家庄和太原)的雾、霾及晴天天气的地面风场特征及PM_(2.5)浓度分布情况进行了统计分析。同时分析了典型雾、霾天气过程中的边界层... 详细信息

利用地面观测资料、中国气象局PM_(2.5)质量浓度数据、L波段探空秒数据等,对华北地区三个大城市(北京、石家庄和太原)的雾、霾及晴天天气的地面风场特征及PM_(2.5)浓度分布情况进行了统计分析。同时分析了典型雾、霾天气过程中的边界层气象要素垂直结构及逆温层特征,并与晴天过程做了对比。通过对不同强度雾、霾天气过程的边界层动力、热力学结构差异的讨论,发现逆温强度与雾、霾天气的能见度有负相关关系,并对雾、霾天气的发生有一定的预报指示意义。

关键词：雾、霾天气过程边界层特征 L波段探空秒数据逆温强度

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2013—2014冬半年北京重污染天气气象传输条件分析及预报指数初建

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气象 2016年第3期42卷 314-321页

作者：花丛张恒德张碧辉国家气象中心北京100081

本文结合地面常规观测资料和空气质量数据,利用聚类分析方法对2013—2014年冬半年北京地区的气象传输轨迹特征进行了统计分析,并通过潜在源区贡献法(PSCF)分析了污染物的潜在源区。结果表明:影响北京的气团主要来自西南、偏东和西北三... 详细信息

本文结合地面常规观测资料和空气质量数据,利用聚类分析方法对2013—2014年冬半年北京地区的气象传输轨迹特征进行了统计分析,并通过潜在源区贡献法(PSCF)分析了污染物的潜在源区。结果表明:影响北京的气团主要来自西南、偏东和西北三条路径,其中西南和偏东路径中重污染天气的出现概率分别为56.58%和43.80%,为典型的污染物传输路径。潜在源区分析发现,高PSCF值主要对应西南和偏东轨迹气团所影响的山东西部、河北中南部及天津等地,其形成与下垫面排放及气团移动速度有关。在此基础上,结合PM_(2.5)排放源强度构建传输气象指数,经检验发现与PM_(2.5)浓度的生消变化有较好的一致性,且有约6 h的预报提前量。将传输指数与天气分析相结合,有助于加深对重污染天气成因的理解,并在预报评估中发挥参考作用。

关键词：重污染天气聚类分析 PSCF 传输气象指数

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