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Effects of future land use change on the regional climate in China

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Science China Earth Sciences 2015年第10期58卷 1840-1848页

作者： hua wenjian CHEN HaiShan LI Xing Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters/Key Laboratory of Meteorological Disaster Ministry of Education Nanjing University of Information Science & Technology State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences International Joint Laboratory on Climate and Environment Change Nanjing University of Information Science & Technology

Land use and land cover change(LUCC)is one of the important human forcing on climate.However,it is difficult to infer how LUCC will affect climate in the future from the effects of previous LUCC on regional climates in the past.Thus,based on the land cover data recommended by the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5(CMIP5),a regional climate model(Reg CM4)was used to investigate the climate effects of future land use change over China.Two 15-year simulations(2036–2050),one with the current land use data and the other with future land cover scenario(2050)were conducted.It is noted that future LUCC in China is mainly characterized by the transition from the grassland to the forest.Results suggest that the magnitudes and ranges of the changes in temperature and precipitation caused by future LUCC show evident seasonality,which are more prominent in summer and autumn.Significant response of climate to future LUCC mainly happens in Northeast China,North China,the Hetao Area,Eastern Qinghai-Tibetan Plateau and South China.Further investigation shows that future LUCC can also produce significant impacts on the atmospheric circulation.LUCC results in abnormal southwesterly wind over extensive areas from the Indian peninsula to the coasts of the South China Sea and South China through the Bay of Bengal.Furthermore,Indian tropical southwest monsoons and South Sea southwest monsoons will both be strong,and the abnormal water vapor convergence from the South China Sea and the Indian Ocean will result in more precipitation in South China.

关键词：土地利用变化区域气候模式南中国海土地覆盖变化 LUCC 未来气候变化土地利用现状中国南方地区

Hotspots of the sensitivity of the land surface hydrological cycle to climate change

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Chinese Science Bulletin 2013年第28期58卷 3682-3688页

作者： hua wenjian CHEN HaiShan ZHU SiGuang SUN ShanLei YU Miao ZHOU LiMing Key Laboratory of Meteorological Disaster Ministry of EducationNanjing University of Information Science & Technology College of Global Change and Earth System Science Beijing Normal University Applied Hydrometeorological Research Institute Nanjing University of Information Science & Technology Department of Atmospheric and Environmental Sciences University at AlbanyState University of New York

Due to the shortage of the global observational data of the terrestrial hydrological variables,the understanding of how surface hydrological processes respond to climate change is still limited.In this study,the Community Land Model(CLM4.0)with high resolution atmospheric forcing data is selected to simulate the global surface hydrological quantities during the period 1948–2006and to investigate the spatial features of these quantities in response to climate change at the regional scales.The sensitivities of evaporation and runoff with respect to the dominant climate change factors(e.***.temperature and precipitation)derived from the concept of climate elasticity are introduced.Results show that evaporation has a declining trend with a rate of 0.7 mm per decade,while runoff shows a weak increasing trend of 0.15 mm per decade over the global land surface.Analyses of the hotspots in the hydrological cycle indicate that the spatial distributions for evaporation and runoff are similar over many areas in central Asia,Australia,and southern South America,but differ largely in high latitudes.It is also found that,the evaporation hotspots in arid regions are mainly associated with the changes in precipitation.Our sensitive analysis suggests that the hydrological quantities show a rather complicated spatial dependency of response of the water cycle to the different climate factors(temperature and precipitation).

关键词：敏感性分析气候变化水文循环陆地表面空间特征高纬度地区蒸发率水文变量

基于FLUXNET站点数据的中纬度森林对地表通量的影响

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气候与环境研究 2024年第2期29卷 155-166页

作者：崔亚朱华文剑葛骏刘殊瑜陈虹玮南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院南京210044 南京大学大气科学学院南京210093

利用最新FLUXNET数据集,采用森林站和非森林站(开阔地)的对比分析用以表征毁林的作用,探讨中纬度地区毁林对地表通量和波文比的季节和日内影响。结果表明,毁林使得地表通量和波文比降低,其中以感热通量的减少为主。通过对比不同森林类... 详细信息

利用最新FLUXNET数据集,采用森林站和非森林站(开阔地)的对比分析用以表征毁林的作用,探讨中纬度地区毁林对地表通量和波文比的季节和日内影响。结果表明,毁林使得地表通量和波文比降低,其中以感热通量的减少为主。通过对比不同森林类型毁林发现,在日尺度上,地表通量变化在正午达到最强值,混合林地表通量变化相比于常绿针叶林较强,而弱于落叶阔叶林。在季节尺度上,感热通量在常绿针叶林和混合林中减少,潜热通量则在常绿针叶林和落叶阔叶林中减少。通过对不同气候区下地表通量变化发现,毁林使得常湿冷温气候地表通量以潜热通量减少为主,而常湿温暖气候以感热通量减少为主。夏干温暖气候下冬季感热通量减少,潜热通量增加,夏季则感热通量增加,潜热通量减少。整体而言,不同森林类型毁林影响地表通量变化的符号存在差异,而背景气候也决定了地表通量变化是以感热还是潜热通量变化为主。研究揭示了中纬度毁林对地表通量的影响,可以为中纬度地区植被恢复/造林政策的制定和实施提供观测依据,也可以为模式检验提供一定参考价值。

关键词：毁林森林类型地表通量波文比

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A new path planning method for bevel-tip flexible needle insertion in 3D space with multiple targets and obstacles

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Control Theory and Technology 2022年第4期20卷 525-535页

作者： Zhen Tan Dan Zhang hua-geng Liang Qing-guo Wang wenjian Cai Department of Automation Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310023ZhejiangChina Urology Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430000HubeiChina Beijing Normal University at Zhuhai and also with the BNU-HKBU United International CollegeZhuhai 519087GuangdongChina Department of Electrical and Electronic Engineering Nanyang Technological UniversitySingapore 639798Singapore

In this paper,a new bevel-tip flexible needle path planning method based on the bee-foraging learning particle swarm optimization(BFL-PSO)algorithm and the needle retraction strategy in 3D space is proposed to improve the puncture accuracy and shorten the puncture distance in the case of multiple puncture targets.First,the movement of the needle after penetrating the human body is analyzed,and the objective function which includes puncture path error,puncture path length,and collision function is established.Then,the BFL-PSO algorithm and the needle retraction strategy are analyzed.Finally,medical images of the tissue to be punctured are obtained by medical imaging instruments,i.e.,magnetic resonance(MR),and the 3D model of the punctured environment is constructed by 3D Slicer to obtain the environment information on targets and obstacles,and the path of flexible needle is carried out based on the BFL-PSO optimization algorithm and the needle retraction strategy.The simulation results show that,compared with other path planning methods in the related literature,the new path planning method proposed in this paper has higher path planning accuracy,shorter puncture distance,and good adaptability to multi-target path planning problems.

关键词： Path planning Multi-objective optimization Bee-foraging learning Particle swarm

基于蒽和三苯胺基D-π-A结构的蓝色荧光材料在有机发光和紫外探测集成器件中的应用

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Science China Materials 2024年第1期67卷 197-204页

作者：董文健白雲水王雅婷赵松许慧侠苗艳勤罗巧王华于军胜 Key Laboratory of Interface Science and Engineering in Advanced Materials Ministry of EducationTaiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices School of Optoelectronic Science and EngineeringUniversity of Electronic Science and Technology of China(UESTC)Chengdu 610054China

有机集成化光电子器件兼具了小型化和多功能性的优势,如集成了有机发光和紫外探测的有机发光紫外探测器件(OLED-UVOPDs).这种器件中的有机光电材料的设计仍然面临重大的挑战.在本文中,以蒽为π桥,腈基苯为受体,三苯胺(TPA)和二甲基三苯... 详细信息

有机集成化光电子器件兼具了小型化和多功能性的优势,如集成了有机发光和紫外探测的有机发光紫外探测器件(OLED-UVOPDs).这种器件中的有机光电材料的设计仍然面临重大的挑战.在本文中,以蒽为π桥,腈基苯为受体,三苯胺(TPA)和二甲基三苯胺(2mTPA)分别为给体,设计并合成了两种可用于OLED-UVOPD器件的蓝色发光分子,TPA-AN和2mTPA-AN.它们的发光峰分别位于474和488 nm处,荧光量子产率为51.1%和46.6%.通过单载流子器件计算得到其电子迁移率分别为3.96×10^(-5)和6.63×10^(-7)cm^(2)V^(-1)s^(-1).基于TPA-AN的OLED器件表现出强的蓝光发射,最大亮度为43,110 cd m^(-2),最大外量子效率(EQE)为8.1%.它们在OLED-UVOPD集成器件中表现出优异的性能,紫外探测率分别为7.18×10^(11)和2.85×10^(12)Jones,最大EQE分别为8.7%和5.9%.

关键词：紫外探测集成器件有机光电材料电子迁移率光电子器件最大亮度蓝色发光 OLED

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生物质炭调控药用植物连作障碍的研究进展

福建农业学报 2024年第1期39卷 105-114页

作者：高华涂昊泽赵钰湲孔雯夏文建王飞儿 Muhammad Shaaban 林杉华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650051 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所江西南昌330200 河南科技大学农学院河南洛阳471000

我国是中药材种植大国,但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在,造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等,严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的... 详细信息

我国是中药材种植大国,但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在,造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等,严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性,是一种良好的土壤改良剂,能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质,近年来得到广泛关注与应用,因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害,分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用,并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。

关键词：连作障碍药用植物生物质炭土壤理化性质化感自毒作用

中国极端天气气候研究——“地球系统与全球变化”重点专项项目简介及最新进展

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大气科学学报 2024年第1期47卷 23-45页

作者：陈海山张耀存张文君尹志聪华文剑况雪源陈国森马红云韩婷婷南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京大学大气科学学院江苏南京210093

全球变暖背景下,极端天气气候事件频发,并表现出群发性、持续性、复合性等特点,不可预测性增加;持续性强降水、极端低温、复合型极端高温干旱、群发性热浪和台风等极端天气气候事件对我国经济社会和可持续发展影响巨大。然而,上述极端... 详细信息

全球变暖背景下,极端天气气候事件频发,并表现出群发性、持续性、复合性等特点,不可预测性增加;持续性强降水、极端低温、复合型极端高温干旱、群发性热浪和台风等极端天气气候事件对我国经济社会和可持续发展影响巨大。然而,上述极端天气气候事件的新特征、关键过程和机理尚不完全清楚,重大极端事件的预报预测水平亟待提升。文章首先简要介绍“地球系统与全球变化”重点专项项目“中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因”的基本情况。项目拟在分析全球变化背景下对我国造成重大影响的极端天气气候事件新特征的基础上,深入研究多尺度海-陆-气耦合过程影响极端天气气候事件的机理,挖掘极端天气气候事件次季节-季节预测的前兆信号;发展动力与物理统计相结合的极端事件预测新方法,研制针对中国极端事件的新一代高分辨率数值预报与检测归因系统。文章重点总结了自2022年12月项目立项至今取得的最新研究成果和进展。

关键词：极端天气气候事件海气相互作用陆面过程海陆气耦合机理预测归因

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动力翼伞纵向四自由度动力学仿真

北京航空航天大学学报 2014年第11期40卷 1615-1622页

作者：杨华宋磊王文剑黄俊北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航天空气动力技术研究院北京100074

在考虑载荷物和伞体相对运动的前提下,研究了动力翼伞纵向运动过程.将伞体和伞绳作为一个平面运动刚体,载荷物具有绕系挂点的摆动自由度,建立纵向四自由度动力学模型.求解翼伞从平飞至爬升状态推力阶跃操纵的动力学响应,由状态量的变化... 详细信息

在考虑载荷物和伞体相对运动的前提下,研究了动力翼伞纵向运动过程.将伞体和伞绳作为一个平面运动刚体,载荷物具有绕系挂点的摆动自由度,建立纵向四自由度动力学模型.求解翼伞从平飞至爬升状态推力阶跃操纵的动力学响应,由状态量的变化曲线得出动力操纵初期伞体失速倾覆的主要原因是迎角剧烈变化而超过失速边界.获得推力操纵值和推力增加速率所形成的操纵包线,当推力操纵幅度较小时,增加速率并无限制;当推力增加幅度较大时,增加速率的限制值随着增幅变大而减小.此外从能量角度计算了大动力快速操纵前后载荷物的机械能变化,并提出动力翼伞新的雀降操纵方式.计算表明该方法可以有效减少接地前后的能量,即可以减少接地后载荷物翻转对正面动力系统的冲击.

关键词：翼伞动力学建模操纵响应雀降机械能

不同接触参数下车轮多边形形成及发展试验研究

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机械工程学报 2023年第15期59卷 185-196页

作者：丁昊昊朱庭锋黄金伟张华陈勇林强温泽峰王文健西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室株洲412001

利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了不同轮轨接触参数(垂向力、蠕滑率、转速)下车轮多边形形成规律,分析了滚动过程中的轮轨振动特性,探索了多边形车轮试样的硬化与损伤规律。结果表明:当垂向力、蠕滑率和转速较小时,轮轨系统振动稳定,... 详细信息

利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了不同轮轨接触参数(垂向力、蠕滑率、转速)下车轮多边形形成规律,分析了滚动过程中的轮轨振动特性,探索了多边形车轮试样的硬化与损伤规律。结果表明:当垂向力、蠕滑率和转速较小时,轮轨系统振动稳定,车轮试样不产生多边形;随垂向力、蠕滑率和转速增大,系统激发了明显的主振动频率,振动幅值随运行时间不断增大,车轮多边形逐渐产生;且多边形波深随垂向力和蠕滑率增大呈现增大趋势。试验后,车轮试样硬度随深度逐渐降低,未产生多边形的车轮试样硬度在圆周方向上无明显波动,多边形车轮试样硬度随轮廓变化而变化,波峰区域硬度低、波谷区域硬度高,波谷区域塑性变形层厚度明显大于波峰区域。多边形车轮试样波谷区域与未产生多边形车轮试样损伤均以疲劳磨损为主,波峰区域表面存在大量剥落坑,波峰与波谷处裂纹长度与深度相较于无多边形车轮试样都明显减小、裂纹角度显著增大。多边形车轮试样表面会受到反复的轮轨冲击-挤压作用,垂向力与蠕滑率的增加会使冲击-挤压作用更加剧烈,车轮多边形更加严重。研究结果对进一步了解车轮多边形形成机理及抑制措施提供一定的指导意义。

关键词：车轮多边形接触参数硬化磨损滚动接触疲劳