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全耦合空气质量预报模式系统

地球科学进展 2018年第5期33卷 445-454页

作者：安俊岭陈勇屈玉陈琦庄炳亮张平文吴其重徐勤武曹乐姜海梅陈学舜郑捷中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 北京大学环境科学与工程学院北京100871 南京大学大气科学学院江苏南京210023 北京大学数学学院北京100871 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 南京大学数学系江苏南京210023 南京信息工程大学江苏南京210044 中国科学院宁波城市环境观测研究站浙江宁波315800

介绍了正在研发的全耦合空气质量预报模式系统,以及目前全耦合空气质量预报模式的不足,包括稳定边界层参数化方案、新粒子生成机制及其增长过程、二次有机和无机气溶胶形成过程、污染源追踪技术、自适应网格空气质量模式、模式初值优化... 详细信息

介绍了正在研发的全耦合空气质量预报模式系统,以及目前全耦合空气质量预报模式的不足,包括稳定边界层参数化方案、新粒子生成机制及其增长过程、二次有机和无机气溶胶形成过程、污染源追踪技术、自适应网格空气质量模式、模式初值优化以及动态污染源反演等。

关键词：空气质量预报全耦合模式非均相反应二次有机气溶胶自适应网格方法

X射线自由电子激光及其在超快结构动力学研究中的应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第7期52卷 187-210页

作者：刘欣慰刘海广张文凯北京师范大学物理学系应用光学北京市重点实验室北京100875 北京计算科学研究中心复杂系统研究部北京100193

微观尺度的超快动力学研究主要关注电子和原子核的动态过程,对测量方法的时空分辨率有非常高的要求.近年来迅速发展的X射线自由电子激光(X-ray Free Electron Laser,XFEL)具有飞秒脉冲、高亮度、全相干等特点,为超快动力学研究提供了亟... 详细信息

微观尺度的超快动力学研究主要关注电子和原子核的动态过程,对测量方法的时空分辨率有非常高的要求.近年来迅速发展的X射线自由电子激光(X-ray Free Electron Laser,XFEL)具有飞秒脉冲、高亮度、全相干等特点,为超快动力学研究提供了亟需的装置,已经在物理、材料、化学和生命科学等领域取得了一系列革命性突破.本文结合实际应用体系,介绍了基于XFEL探测超快动力学的三类主要方法,即X射线吸收/发射光谱、非晶态样品的X射线散射和晶体样品的X射线衍射.除了探测装置,超快动力学的研究还需要高效的泵浦方法才能更好地启动结构演化,然后再与XFEL检测方法紧密结合,从而观测体系高时空分辨的超快动力学过程,帮助研究人员全面理解该动力学过程的微观机制.对于生物大分子,尤其是感光分子体系,基于XFEL的超快动力学研究为揭示其超快动力学过程和分子机制提供了新的思路和线索.

关键词： X射线自由电子激光超快动力学泵浦-探测时间分辨技术

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从数据到结构——动力学网络重构

中国科学：物理学、力学、天文学 2020年第1期50卷 2-18页

作者：张朝阳陈阳弭元元胡岗宁波大学物理科学与技术学院宁波315211 宁波大学商学院宁波315211 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100190 重庆大学神经智能研究中心重庆400044 北京师范大学物理学系北京100875

大数据是一笔越来越重要并不断快速增长的财富,合理利用这一财富的关键是有效的分析手段.大数据中一大类数据是由复杂网络代表的实际动力学系统产生的,其中网络各个单元的输出数据可以测量,但产生数据的网络结构却不为所知;而了解这些... 详细信息

大数据是一笔越来越重要并不断快速增长的财富,合理利用这一财富的关键是有效的分析手段.大数据中一大类数据是由复杂网络代表的实际动力学系统产生的,其中网络各个单元的输出数据可以测量,但产生数据的网络结构却不为所知;而了解这些网络结构对我们理解、预测和控制实际系统功能极为重要.因此,从分析网络数据出发揭示网络结构的重构问题就成为数学物理特别是统计物理以及一系列交叉领域对网络研究的核心问题之一.网络重构的重要性还来源于解决实际网络重构中所面对的各种困难的理论要求.网络结构的复杂性、网络节点动力学的非线性、未知噪声对网络动力学演化数据的影响以及测量中有效数据的缺失等都是在实际网络重构中要面对的常见且非常重要的困难.本综述介绍并讨论了如何有效克服这些困难的方法,特别是通过数据扩张充分利用数据信息的方法,针对不同的系统特征和重构任务选择合适的关联量计算方法,以及利用噪声帮助克服重构困难的方法等.网络重构研究将逐步解决实际复杂系统重构问题并引起复杂网络相关学者越来越多的关注和研究兴趣.

关键词：网络重构非线性动力学数据分析

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锦屏深地核天体物理实验(JUNA)进展

原子能科学技术 2019年第10期53卷 1729-1741页

作者：柳卫平李志宏何建军唐晓东连钢郭冰苏俊李云居崔保群孙良亭武启安竹陈庆豪陈雄军谌阳平陈治钧杜先超符长波甘林贺国珠 Alexander Heger 侯素青黄翰雄黄宁贾保禄江历阳 Shigeru Kubono 李荐民李阔昂李涛 Maria Lugaro 罗小兵马少波梅东明钱永忠秦久昌任杰谭万鹏 Isao Tanihata 王鹏王硕王友宝许世伟颜胜权杨立涛于祥庆岳骞曾晟张环宇张辉张立勇张宁涛张奇玮张涛方晓张笑鹏张雪珍张志民赵伟赵茁周超陈云华祁宁春吴世勇郭绪元周济芳何胜明宁金华岳剑锋中国原子能科学研究院北京102413 日本理化学研究所埼玉3510198 康克里天文台布达佩斯10111239 南达科塔大学南达科他州57069 明尼苏达大学明尼苏达州55455 圣母大学印第安纳州46556 大阪大学大阪565087167 山东大学山东济南250100 中山大学广东广州510275 雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610056 中国科学院大学核科学与技术学院北京101408 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 北京师范大学北京100875 中国科学院大学北京100049 四川大学四川成都610041 清华大学北京100084 上海交通大学上海200240 莫纳什大学墨尔本3800

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)项目将利用中国锦屏深地实验室(CJPL)的良好条件,在天体物理伽莫夫能量窗口开展核天体关键反应25Mg(p,γ)26Al、19F(p,α)16O、13C(α,n)16O和12C(α,γ)16O的直接测量。目前已成功完成4..kV强流加速器和EC... 详细信息

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)项目将利用中国锦屏深地实验室(CJPL)的良好条件,在天体物理伽莫夫能量窗口开展核天体关键反应25Mg(p,γ)26Al、19F(p,α)16O、13C(α,n)16O和12C(α,γ)16O的直接测量。目前已成功完成4..kV强流加速器和ECR离子源的研发,获得了4..keV、10mA的质子束流和一价氦离子束流及800keV、2mA二价氦离子束流。大功率固体靶的研制及实验数据获取系统的建立也已成功完成。超低本底快中子探测器、4..GO探测器阵列以及大立体角带电粒子探测器阵列已研制组装完成,并测量了地面和锦屏地下实验室的本底水平。总体来说,JUNA项目整体进展顺利,完成了中期设立的目标并通过了基金委评估(A级)和国际评估。

关键词：天体物理深地实验室直接测量伽莫夫能量窗口

基于CMIP5模式对四川盆地湿季降水与极端降水的研究

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高原气象 2020年第1期39卷 68-79页

作者：于灏周筠珺李倩姜琪邱威腾吴笛崔雪锋北京师范大学系统科学学院北京100875 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

四川盆地是中国重要的农业和经济中心,湿季降水尤其极端降水情况显得尤为重要。基于“国际耦合模式比较计划第五阶段”(CMIP5)的多个模式结果评估未来湿季降水和极端降水的可能变化。首先,利用CRU数据检验了模式对1971-2000年5-9月四川... 详细信息

四川盆地是中国重要的农业和经济中心,湿季降水尤其极端降水情况显得尤为重要。基于“国际耦合模式比较计划第五阶段”(CMIP5)的多个模式结果评估未来湿季降水和极端降水的可能变化。首先,利用CRU数据检验了模式对1971-2000年5-9月四川盆地降水的模拟能力。结果显示,31个模式中有17个模式的模拟能力较好,通过99%的空间相关性信度检验,重现了“东多西少”的空间形态。有21个模式与观测值的标准差之比小于2.5,所有模式的平均偏差率都小于50%。在此基础上,选取表现最好的3个模式,在订正后做模式集合平均(MME),展示在RCP2.6、RCP4..、RCP8.5的情形下,21世纪初期(2010-2039年)、中期(204..2069年)、末期(2070-2099年)四川盆地湿季平均降水和湿季极端降水阈值的空间分布特征。结果显示,在RCP2.6的情形下,相对于1971-2000年的气候平均态,四川盆地湿季降水自东向西呈现“减-增-减”的形势,并且随着时间变化并无明显变化。在RCP4..与RCP8.5的情形下,特征与RCP2.6不同,自东向西呈现“增-减-增”的形势。盆地东部湿季平均降水普遍增多,部分区域的变率达到了20%。对于极端降水阈值空间分布,特征与平均降水类似,三种情形下高值区均为在盆地中部偏东的一条南北走向的狭长带状区域。该区域内包括了成都、雅安、眉山、乐山等四川主要城市,并且随时间变化,该区域还有扩大的趋势,而RCP8.5模拟的降水要显著多于另两种情形。此外研究还发现,在全球变暖的背景下,四川盆地某一区域湿季平均降水减少的情况下,其极端降水阈值一定降低,反之不一定成立。只有当平均降水增幅超过10%时,该地区极端降水阈值才会增加。

关键词： CMIP5 模式评估与订正湿季月平均降水与极端降水

新型冠状病毒肺炎疫情对中国2020年碳排放的影响

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科学通报 2021年第15期66卷 1912-1922页

作者：刘竹崔夺邓铸汪宜龙钟海旺乐旭张宁陈彬任小波魏伟吕永龙姜克隽窦新宇朱碧青郭睿孙韬淳柯丕煜关大博宫鹏清华大学地球系统科学系北京100084 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 山东大学威海前沿交叉科学研究院威海264209 北京师范大学环境学院北京100875 中国科学院重大科技任务局北京100864 中国科学院上海高等研究院上海201203 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国宏观经济研究院能源研究所北京100038

中国的二氧化碳减排工作一直承受着国际社会的压力.新型冠状病毒肺炎疫情(COVID-19,简称"新冠疫情")对全球碳排放产生了显著影响.准确估算新冠疫情对中国二氧化碳排放量及其排放趋势的影响,对评估中国对全球变化的贡献有重要意义.本研... 详细信息

中国的二氧化碳减排工作一直承受着国际社会的压力.新型冠状病毒肺炎疫情(COVID-19,简称"新冠疫情")对全球碳排放产生了显著影响.准确估算新冠疫情对中国二氧化碳排放量及其排放趋势的影响,对评估中国对全球变化的贡献有重要意义.本研究系统构建了基于活动数据的中国省级日碳排放数据库,对涵盖了化石燃料燃烧和水泥生产造成的所有人为源二氧化碳排放进行定量化的动态评估.本研究发现中国各省的碳排放在新冠疫情期间受到不同程度的影响.江苏、湖北和浙江三省的碳排放受疫情影响最严重,其碳排放减少量分别占总排放减少量的19.4..17.0%和12.5%.青海省和西藏自治区受疫情的影响最小.从排放部门方面看,电力部门是多数省份减排量的主要贡献源,对于湖北、重庆、青海和福建等省份,工业部门是碳减排的主要贡献源.对于北京、天津这样的大城市以及四川和黑龙江两省,新冠疫情对交通部门的减排作用最显著.从疫情对碳排放的时间影响看,江苏省的碳排放在2020年1和2月份下降最多,3月份之后,湖北省的碳排放减少量最为突出.而宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、福建省、陕西省和云南省受疫情影响较小的地区3月份的碳排放已经率先恢复到2019年同期水平.进入4..,除湖北省的碳排放相比2019年同期下降4.. Mt二氧化碳外,其他省份均接近或已经恢复到2019年同期水平.

关键词：新冠疫情省级二氧化碳排放日排放清单全球变化

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基于磁性隧道结的群体编码实现无监督聚类

物理学报 2022年第14期71卷 388-395页

作者：张亚君蔡佳林乔亚曾中明袁喆夏钶北京师范大学物理学系高等量子研究中心北京100875 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123 北京计算科学研究中心北京100193

利用新型材料器件发展类脑计算硬件研究的关键问题是发展出合适的算法,能够发挥新器件的特点和优势.群体编码是生物神经系统常见的编码方式,能够有效去除噪音,实现短时程记忆及复杂的非线性映射功能.本文选择自旋电子学器件中研究较多... 详细信息

利用新型材料器件发展类脑计算硬件研究的关键问题是发展出合适的算法,能够发挥新器件的特点和优势.群体编码是生物神经系统常见的编码方式,能够有效去除噪音,实现短时程记忆及复杂的非线性映射功能.本文选择自旋电子学器件中研究较多、工艺较成熟的磁性隧道结,应用其可调控的随机动力学实现群体编码.作为一个应用的例子,超顺磁隧道结构建的二层脉冲神经网络成功完成了鸢尾花数据集的无监督聚类.数值仿真表明基于磁性隧道结的群体编码可以有效对抗器件的非均一性,为类脑计算硬件研究提供重要的参考.

关键词：磁性隧道结群体编码脉冲神经网络无监督学习

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基于多站支路功率联合学习的分布式光伏支路异常检测方法

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计算机集成制造系统 2022年第7期28卷 2149-2161页

作者：苏雍贺左颖靳健张贺谢祥颖任天翔北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京师范大学政府管理学院北京100875 国网电子商务有限公司光伏云事业部北京100053

近年来,分布式光伏站点数量迅速增长,频发的支路异常带来了巨大的发电效能损失,也产生了如何精准且高效检测多站支路异常的需求。为解决上述问题,提出了基于多站支路功率联合学习的分布式光伏支路异常检测方法。该方法通过多个光伏站支... 详细信息

近年来,分布式光伏站点数量迅速增长,频发的支路异常带来了巨大的发电效能损失,也产生了如何精准且高效检测多站支路异常的需求。为解决上述问题,提出了基于多站支路功率联合学习的分布式光伏支路异常检测方法。该方法通过多个光伏站支路异常检测任务联合学习的方式,提取了辨识多站支路异常特征的相似性和差异性表示;通过构建的多尺度卷积神经网络有效捕捉了多站支路功率中存在的差异性异常特征;利用辅助任务充分学习多站支路异常辨识特征的相似表示;采用多阶段训练策略减少辅助任务对多站支路异常检测精度的消极影响。最后,通过收集的多站支路功率数据进行实验对比,结果证明了提出方法能有效提升分布式光伏各站支路异常检测的精度。此外,该方法仅需构建一个模型即可检测分布式光伏多站支路异常,具有较好的建模便捷性。

关键词：分布式光伏支路异常检测联合学习卷积神经网络

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基于分布式光伏运维的多类型资源调度技术

计算机集成制造系统 2021年第3期27卷 787-799页

作者：高鹏苏雍贺靳健谢祥颖张长志陶飞北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京师范大学政府管理学院北京100875 国网电子商务有限公司光伏云事业部北京100053 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384

针对当前分布式光伏运维过程中存在的人工调度方式效率低,成本高的问题,提出了适用于分布式光伏运维的多类型资源调度方法。该方法通过分析分布式光伏运维资源匹配规则,建立了分布式光伏运维资源调度问题模型;为了验证不同算法求解不同... 详细信息

针对当前分布式光伏运维过程中存在的人工调度方式效率低,成本高的问题,提出了适用于分布式光伏运维的多类型资源调度方法。该方法通过分析分布式光伏运维资源匹配规则,建立了分布式光伏运维资源调度问题模型;为了验证不同算法求解不同场景下该模型的性能,开发了分布式光伏运维资源调度系统,并进行了验证分析,为每种场景选择了最优的调度算法。实验结果表明,所研究的分布式光伏运维资源调度技术,制定调度计划速度快,方案合理,可以减少运维成本,提高服务质量。

关键词：分布式光伏维修服务静态调度遗传模拟退火算法粒子群算法