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Observation of Arctic surface currents using data from a surface drifting buoy

Acta Oceanologica Sinica 2024年第1期43卷 70-79页

作者： Hongxia Chen Lina Lin Long Fan Wangxiao Yang Yinke Dou Bingrui Li Yan He Bin Kong guangyu zuo Na Liu First Institute of Oceanography Ministry of Natural ResourcesQingdao 266061China Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao)Qingdao 266237China Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling Ministry of Natural ResourcesQingdao 266061China Naval Research Academy Tianjin 300061China College of Electrical and Power Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Polar Research Institute of China Shanghai 443005China

During the 10th Chinese Arctic scientific expedition carried out in the summer of 2019,the surface current in the high-latitude areas of the Arctic Ocean was observed using a self-developed surface drifting buoy,which was initially deployed in the Chukchi Sea.The buoy traversed the Chukchi Sea,Chukchi Abyssal Plain,Mendeleev Ridge,Makarov Basin,and Canada Basin over a period of 632 d.After returning to the Mendeleev Ridge,it continued to drift toward the pole.Overall,the track of the buoy reflected the characteristics of the transpolar drift and Chukchi Slope Current,as well as the inertial flow,cross-ridge surface flow,and even the surface disorganized flow for some time intervals.The results showed that:(1)the transpolar drift mainly occurs in the Chukchi Abyssal Plain,Mendeleev Ridge,and western Canada Basin to the east of the ridge where sea ice concentration is high,and the average northward flow velocity in the region between 79.41°N and 86.32°N was 5.1 cm/s;(2)the average surface velocity of the Chukchi Slope Current was 13.5 cm/s,and while this current moves westward along the continental slope,it also extends northwestward across the continental slope and flows to the deep sea;and(3)when sea ice concentration was less than 50%,the inertial flow was more significant(the maximum observed inertial flow was 26 cm/s,and the radius of the inertia circle was 3.6 km).

关键词： Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE) surface drifting buoy transpolar drift Chukchi Slope Current inertial flow

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Characteristics of sea ice kinematics from the marginal ice zone to the packed ice zone observed by buoys deployed during the 9th Chinese Arctic Expedition

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Acta Oceanologica Sinica 2022年第7期41卷 113-127页

作者： Xiaomin Chang Longchun Ye guangyu zuo Jingyue Li Keyu Wei Yinke Dou College of Water Resources Science and Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan030024China College of Electrical and Power Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan030024China

Sea ice growth and consolidation play a significant role in heat and momentum exchange between the atmosphere and the ocean.However,few in situ observations of sea ice kinematics have been reported owing to difficulties of deployment of buoys in the marginal ice zone(MIZ).To investigate the characteristics of sea ice kinematics from MIZ to packed ice zone(PIZ),eight drifting buoys designed by Taiyuan University of Technology were deployed in the open water at the ice edge of the Canadian Basin.Sea ice near the buoy constantly increased as the buoy drifted,and the kinematics of the buoy changed as the buoy was frozen into the ice.This process can be determined using sea ice concentration,sea skin temperature,and drift speed of buoy together.Sea ice concentration data showed that buoys entered the PIZ in mid-October as the ice grew and consolidated around the buoys,with high amplitude,high frequency buoy motions almost ceasing.Our results confirmed that good correlation coefficient in monthly scale between buoy drift and the wind only happened in the ice zone.The correlation coefficient between buoys and wind was below 0.3 while the buoys were in open water.As buoys entered the ice zone,the buoy speed was normally distributed at wind speeds above 6 m/s.The buoy drifted mainly to the right of the wind within 45°at wind speeds above 8 m/s.During further consolidation of the ice in MIZ,the direct forcing on the ice through winds will be lessened.The correlation coefficient value increased to 0.9 in November,and gradually decreased to 0.7 in April.

关键词： sea ice kinematics buoy observations remote sensing marginal ice zone

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Research on ultrasonic-based investigation of mechanical properties of ice

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Acta Oceanologica Sinica 2021年第10期40卷 97-105页

作者： Xiaomin Chang Wenhao Liu guangyu zuo Yinke Dou Yan Li College of Water Resources Science and Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China College of Electrical and Power Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China

Arctic sea ice area and thickness have declined dramatically during the recent decades.Sea ice physical and mechanical properties become increasingly important.Traditional methods of studying ice mechanical parameters such as ice-coring cannot realize field test and long-term observation.A new principle of measuring mechanical properties of ice using ultrasonic was studied and an ultrasonic system was proposed to achieve automatic observation of ice mechanical parameters(Young’s modulus,shear modulus and bulk modulus).The ultrasonic system can measure the ultrasonic velocity through ice at different temperature,salinity and density of ice.When ambient temperature decreased from 0°C to-30°C,ultrasonic velocity and mechanical properties of ice increased,and vice versa.The shear modulus of the freshwater ice and sea ice varied from 2.098 GPa to 2.48 GPa and 2.927 GPa to 4.374 GPa,respectively.The bulk modulus of freshwater ice remained between 3.074 GPa and4.566 GPa and the sea ice bulk modulus varied from 1.211 GPa to 3.089 GPa.The freshwater ice Young’s modulus kept between 5.156 GPa and 6.264 GPa and sea ice Young’s modulus varied from 3.793 GPa to 7.492 GPa.The results of ultrasonic measurement are consistent with previous studies and there is a consistent trend of mechanical modulus of ice between the process of ice temperature rising and falling.Finally,this ultrasonic method and the ultrasonic system will help to achieve the long-term observation of ice mechanical properties of ice and improve accuracy of sea ice models.

关键词： ice mechanical properties ultrasonic testing spectrum analysis

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考虑渐进灾变特性的高拱坝变形性态诊断方法

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水利水电科技进展 2024年第2期44卷 66-71页

作者：杨光赵阿辉吴邦彬黄振栋左良育陈光煜李宗儒华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 南昌工程学院水利与生态工程学院江西南昌330099

针对高拱坝变形性态诊断已有方法的局限性,考虑变形失稳过程的渐进灾变特性,结合现代坝工学、力学和数学理论,提出了一种新的诊断方法。该方法在表征水压、温变和时效变形的基础上标定高拱坝的弹性变形状态,借助信息熵理论建立个体诊断... 详细信息

针对高拱坝变形性态诊断已有方法的局限性,考虑变形失稳过程的渐进灾变特性,结合现代坝工学、力学和数学理论,提出了一种新的诊断方法。该方法在表征水压、温变和时效变形的基础上标定高拱坝的弹性变形状态,借助信息熵理论建立个体诊断指标,依据投影寻踪法优化获取个体贡献度,据此构建群体诊断指标,并基于典型小概率原理拟定诊断控制值,提出了群体正常、群体基本正常、个体异常、群体异常、群体恶化的诊断准则。工程实例检验结果表明,该方法有效地刻画了渐进灾变过程,适用于尚未遭遇最不利荷载的情况。

关键词：高拱坝变形性态诊断渐进灾变特性信息熵典型小概率原理

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探究金融科技发展赋能财富管理工作开展的有效方法

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商业观察 2024年第10期10卷 113-116页

作者：赵娟左光宇谢一颗广州华商学院广东广州511300

现代科学技术融入金融服务行业,一系列行之有效的金融科技手段随之衍生,利于满足当前多样化的金融服务工作开展需求,也是财富管理工作创新发展,实现服务质量、服务范围与服务精准度等多层次发展变革的重要切入路径。同时,金融科技与财... 详细信息

现代科学技术融入金融服务行业,一系列行之有效的金融科技手段随之衍生,利于满足当前多样化的金融服务工作开展需求,也是财富管理工作创新发展,实现服务质量、服务范围与服务精准度等多层次发展变革的重要切入路径。同时,金融科技与财富管理的深层次融合发展还能助力其实现金融产品供给、金融服务体系与金融服务路径的系统化发展,符合社会金融服务领域发展的潮流趋势。对此,为更好地发挥金融科技手段运用的作用效能,提高财富管理工作者对相关工作的重视程度,文章将围绕金融科技赋能财富管理工作等相关问题展开论述分析,以达到提高财富管理工作开展效率效能的目的。

关键词：金融科技财富管理发展赋能有效方法

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一种用于探冰雷达的高增益Vivaldi天线

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上海电力大学学报 2024年第3期40卷 274-278,292页

作者：曹小兵窦银科寇立伟左广宇太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 山西省能源互联网研究院极地与极端环境能源装备设计与控制团队山西太原030032

介绍了一种用于S波段(2~4 GHz)探冰雷达的高增益Vivaldi天线。天线选择介电常数3.48的ROC4350B为介质板材料,采用微带馈电线转槽线的耦合结构进行馈电,并在辐射臂两侧加载两段指数型开槽提升整体增益,在渐变槽线中间加载指数型引向器进... 详细信息

介绍了一种用于S波段(2~4 GHz)探冰雷达的高增益Vivaldi天线。天线选择介电常数3.48的ROC4350B为介质板材料,采用微带馈电线转槽线的耦合结构进行馈电,并在辐射臂两侧加载两段指数型开槽提升整体增益,在渐变槽线中间加载指数型引向器进一步提升天线辐射性能。仿真优化后天线总体尺寸为113.6 mm×85.0 mm×1.52 mm。仿真结果表明,天线在S波段内回波损耗S11<-10 dB,天线增益整体在5.39 dB以上,最高达到了9.6 dB,且增益曲线平滑,实测结果与仿真结果较为吻合。

关键词： Vivaldi天线带宽指数型开槽指数型引向器

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新工科背景下应用化学专业化学综合设计实验课程的改革与实践

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创新创业理论研究与实践 2024年第5期7卷 50-53,87页

作者：王琨琦纪晓娜张培旭邹广玉左妍崔振峰长春工程学院理学院吉林长春130012

在新工科背景下,如何培养应用化学专业新工科人才是个重要课题。化学综合设计实验课程是应用化学专业培养学生运用理论知识、熟练实验操作、解决实际问题和提高创新等方面能力的有效途径之一。该文以应用化学专业新工科人才培养为导向,... 详细信息

在新工科背景下,如何培养应用化学专业新工科人才是个重要课题。化学综合设计实验课程是应用化学专业培养学生运用理论知识、熟练实验操作、解决实际问题和提高创新等方面能力的有效途径之一。该文以应用化学专业新工科人才培养为导向,基于0BE(成果导向)教育理念和PBL(问题导向)教学法等研究,对化学综合设计实验课程的目标、内容、手段及考评等教改环节进行了研究与实践。研究成果为相关高校应用化学专业类似课程的开设提供理论支持和实践参考。

关键词：新工科化学综合设计实验应用化学专业改革与实践教育理念教学法

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SideKnot:Edge Bundling for Uncovering Relation Patterns in Graphs

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Tsinghua Science and Technology 2012年第4期17卷 399-408页

作者： Dichao Peng Neng Lu guangyu Chen Wuheng zuo Wei Chen Qunsheng Peng State Key Lab of CAD&CG Zhejiang UniversityHangzhou 310054China Zhijiang College of Zhejiang University of Technology Hangzhou 310024China

The node-link diagram is an intuitive way to depict a graph and present relationships between entities. Addressing the visual clutter induced by edge crossing and node-edge overlapping is a challenging task as the size of graph outgrows the visualization space. Many edge bundling methods are proposed to disclose high-level edge patterns. Though previous methods can successfully reveal the skeleton graph structure, the relation patterns at the individual node level can be overlooked. In addition, most edge bundling algorithms are computationally complex, which prevents them from scaling up for extremely large graphs. In this article, we extend SideKnot, an efficient edge bundling method to cluster and knot edges at the node side. Our proposed method is light, runs faster than most existing algorithms, and can reveal the relation patterns at the individual node level. Our results show that SideKnot can disclose a node＇s standing in the graph as well as the directional connection patterns to its peers.

关键词： graph visualization node-link diagrams edge bundling

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基于改进剥层法的南极冰盖密度反演算法

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电子与信息学报 2022年第4期44卷 1311-1317页

作者：杨望笑窦银科稂时楠赵博王煜尘左广宇太原理工大学电气与动力工程学院太原030024 北京工业大学信息与通信工程学院北京100124 中国科学院空天信息创新研究院北京100190

南极冰盖的密度-深度数据是建立高精度表面物质平衡模型时的关键参数。该文提出一种基于调频连续波(FMCW)雷达的冰盖密度和介电常数反演算法。该算法首先利用剥层反演法初步反演密度剖面,然后利用反演的密度和冰盖密实化经验公式建立密... 详细信息

南极冰盖的密度-深度数据是建立高精度表面物质平衡模型时的关键参数。该文提出一种基于调频连续波(FMCW)雷达的冰盖密度和介电常数反演算法。该算法首先利用剥层反演法初步反演密度剖面,然后利用反演的密度和冰盖密实化经验公式建立密度剖面模型,最后通过优化算法寻找最优密度模型参数,从而达到校准密度的目的。基于理论冰盖模型和实测雷达数据的实验结果验证了算法的有效性。

关键词：调频连续波雷达介电常数反演剥层反演法优化算法

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基于多模式集成输出天气变量的参考作物腾发量预报

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农业工程学报 2023年第5期39卷 79-89页

作者：常晓敏李攀登魏科宇左广宇太原理工大学水利科学与工程学院太原030024 太原理工大学电气与动力工程学院太原030024

参考作物腾发量(reference evapotranspiration, ET0)是农业生产中一项重要的参数,对评估未来的干旱程度和实现农业精细化管理具有重要意义。为进一步提高ET0的预报精度,该研究将多模式集成方法应用于ET0的预报,运用遗传算法-回归型支... 详细信息

参考作物腾发量(reference evapotranspiration, ET0)是农业生产中一项重要的参数,对评估未来的干旱程度和实现农业精细化管理具有重要意义。为进一步提高ET0的预报精度,该研究将多模式集成方法应用于ET0的预报,运用遗传算法-回归型支持向量机对欧洲中期天气预报中心、美国国家环境预报中心、日本气象厅和韩国气象厅4个中心全球集合预报模式输出的天气变量进行多模式集成处理,基于最优的模式和方案使用Penman-Monteith公式对山西运城站未来1~7d的ET0进行预报,并对其在站点附近农业试验田的适用性进行验证。结果表明,多模式集成能够调和单一模式在气象预报中的优劣,从而提高ET0预报的精度和长预见期下的稳定性;在ET0预报中,多模式方案的性能明显优于原始单一模式,由最优模式和方案组成的重组方案预报性能最好,具有最小的均方根误差、平均绝对百分比误差,分别为0.65~0.81 mm/d和19.43%~23.78%,以及最高的决定系数(0.83~0.89)。在对试验田未来1~7 d的ET0预报中,重组方案仍表现出良好的预报性能,均方根误差、平均绝对百分比误差不超过0.83 mm/d和34.57%。该研究能有效提升数值天气预报在运城站下属乡镇地区的适应性,为当地农业实际生产提供准确的ET0预报信息,对于农业需水预测以及水资源优化管理具有重要意义。

关键词：腾发量支持向量机遗传算法 Penman-Monteith公式气象参数 ET0预见期

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