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CMA全球混合四维变分同化系统的方法研究

气象学报 2024年第5期82卷 709-720页

作者：王凡龚建东王瑞春陈耀登南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

随流型演变的变量间背景误差协方差特征非常重要,而变分系统中传统气候背景误差很难描述这些信息。虽然四维变分同化(4DVar)能通过切线性和伴随模式隐式演变初始背景误差协方差,但其存在开发维护复杂、计算成本昂贵等问题,而且在高精度... 详细信息

随流型演变的变量间背景误差协方差特征非常重要,而变分系统中传统气候背景误差很难描述这些信息。虽然四维变分同化(4DVar)能通过切线性和伴随模式隐式演变初始背景误差协方差,但其存在开发维护复杂、计算成本昂贵等问题,而且在高精度可扩展全球大气模式中尤为突出。为规避切线性和伴随模式,将四维集合预报误差引入CMA全球资料同化系统,发展了H-4DEnVar同化方案,开展批量循环同化及其预报试验和台风预报试验,并与4DVar方案对比。批量预报试验表明,四维集合预报误差的引入改善了分析场,显著提高了同化系统的全球预报能力;台风预报试验表明,H-4DEnVar中随流型演变的背景误差是台风路径预报误差减小的主要原因;与4DVar对比发现,考虑集合预报误差IO成本情况下,H-4DEnVar以4DVar 26%计算成本表现出基本相当的预报能力。H-4DEnVar同化方案在规避切线性和伴随模式的同时表现出了良好的同化预报效果,为在不使用切线性和伴随模式情况下实现四维同化提供了参考。

关键词：切线性和伴随模式背景误差协方差 4DVar 集合预报误差 H-4DEnVar

地形影响的水平相关模型在CMA-MESO中的应用

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应用气象学报 2024年第4期35卷 414-428页

作者：庄照荣李兴良王瑞春高郁东中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室北京100081 重庆市气象科学研究所重庆401147 致灾降水数值模式与人工智能融合预报关键技术研究重点实验室重庆401147

在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响。CMAMESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播。然而在地形复杂的近... 详细信息

在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响。CMAMESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播。然而在地形复杂的近地面层,观测信息传播受到山脉阻挡,因而其背景误差协方差非均匀且各向异性,观测信息传播应随地形高度变化。为此,采用美国国家气象中心NMC方法统计复杂地形下背景误差水平相关结构,构建包含地形高度和地形梯度影响的高斯相关模型,并将改进的水平相关模型应用于CMA-MESO三维变分分析。理想试验表明:考虑地形项的水平相关模型方案使观测信息以随地形高度变化的各向异性形式传播,越过大地形观测信息影响明显减弱,分析增量更加合理。我国北方一次强降水过程分析预报试验表明:随地形高度变化的水平相关模型方案使地面观测信息各向异性传播,削弱了大地形处近地面的分析增量,对降水预报略有正贡献。针对华东地区降水过程进行5 d逐小时快速更新分析预报循环试验结果表明,随地形变化的水平相关模型方案对10 m风场和24 h时效内降水预报有正贡献。

关键词：背景误差水平相关模型地形三维变分 CMA-MESO

CGF联合Bio-Oss材料在上颌窦底提升术同期种植修复中的应用

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中国美容医学 2024年第10期33卷 142-146页

作者：刘云王瑞春关振群青岛市第八人民医院口腔科山东青岛266000 青岛市中医医院(市海慈医院)口腔科山东青岛266000

目的:探讨浓缩生长因子(Concentrated growth factor,CGF)联合Bio-Oss材料在改良经牙槽嵴顶上颌窦底提升术种植治疗中的应用价值。方法:选取笔者医院2018年5月-2021年12月口腔门诊采用改良经牙槽嵴顶上颌窦底提升术后同期接受种植治疗... 详细信息

目的:探讨浓缩生长因子(Concentrated growth factor,CGF)联合Bio-Oss材料在改良经牙槽嵴顶上颌窦底提升术种植治疗中的应用价值。方法:选取笔者医院2018年5月-2021年12月口腔门诊采用改良经牙槽嵴顶上颌窦底提升术后同期接受种植治疗的98例患者作为研究对象,采用随机数字表法分为两组。对照组:49例,患者术中植入Bio-Oss骨填充材料;联合组:49例,患者术中植入CGF联合Bio-Oss的骨填充材料,对比两组患者术后不同时间新形成的骨密度,种植体植入前后患者牙周健康指标及种植体的稳定性差异。结果:术前,两组患者牙槽骨密度HU值比较差异无统计学意义(P>0.05);术后3个月、6个月,联合组的牙槽骨密度HU值均低于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);术后1个月、3个月,联合组的牙周探诊深度与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05);术后6个月、12个月,联合组的牙周探诊深度小于对照组(P0.05);术后12个月,联合组的种植体稳定系数大于对照组(P<0.05)。结论:改良经牙槽嵴顶上颌窦底提升术后行同期种植修复治疗中,植入CGF联合Bio-Oss的骨填充材料对于促进早期牙槽骨成骨能力形成及提高种植体植入稳定性较单纯Bio-Oss填充材料更有优势。

关键词：浓缩生长因子 Bio-Oss材料牙槽嵴顶上颌窦底提升术种植

4.096 Tbit/s multidimensional multiplexing signals transmission over 1000 km few mode fiber

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Chinese Optics Letters 2024年第1期22卷 8-13页

作者：张宇王晨王凯辉丁俊杰朱博文沈磊张磊王瑞春闫长鹍刘博余建军 School of Information Science and Technology Fudan UniversityShanghai 200433China Changfei Optical Fiber and Cable Joint Stock Limited Company Wuhan 430073China Nanjing University of Information Science&Technology Nanjing 210000China

We experimentally transmit eight wavelength-division-multiplexing(WDM)channels,16 quadratic-amplitude-modulation(QAM)signals at 32-GBaud,over 1000 km few mode fiber(FMF).In this experiment,we use WDM,mode division multiplexing,and polarization multiplexing for signal *** the multiple-input-multiple-output(MIMO)equalization algorithms,we achieve the total line transmission rate of 4.096 Tbit/*** results prove that the bit error rates(BERs)for the16QAM signals after 1000 km FMF transmission are below the soft-decision forward-error-correction(SD-FEC)threshold of2.4×10^(-2),and the net rate reaches 3.413 Tbit/*** proposed system provides a reference for the future development of high-capacity communication.

关键词： optical fiber communication mode division multiplexing few-mode fiber multiple-input-multiple-output high-capacity transmission long-distance transmission

Effect of 2-m Temperature Data Assimilation in the CMA-MESO 3DVAR System

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Journal of Meteorological Research 2023年第2期37卷 218-233页

作者： Zhifang XU Lin ZHANG ruichun wang Jiandong GONG CMA Earth System Modeling and Prediction Centre China Meteorological Administration(CMA)Beijing100081 State Key Laboratory of Severe Weather Chinese Academy of Meteorological SciencesChina Meteorological AdministrationBeijing100081 National Meteorological Centre China Meteorological AdministrationBeijing100081

Assimilation of surface observations including 2-m temperature(T_(2m))in numerical weather prediction(NWP)models remains a challenging problem owing to differences between the elevation of model terrain and that of actual observation *** results can be improved only if surface observations are assimilated *** this study,a T_(2m)data assimilation scheme that carefully considers misrepresentation of model and station terrain was established by using the three-dimensional variational data assimilation(3DVAR)system of the China Meteorological Administration mesoscale model(CMA-MESO).The corresponding forward observation operator,tangent linear operator,and adjoint operator for the T_(2m)observations under three terrain mismatch treatments were *** T_(2m)data were assimilated in the same method as that adopted for temperature sounding data with additional representative errors,when station terrain was 100 m higher than model terrain;otherwise,the T_(2m)data were assimilated by using the surface similarity theory assimilation ***,if station terrain was lower than model terrain,additional representative errors were stipulated and *** of a rainfall case showed that the observation innovation and analysis residuals both exhibited Gaussian distribution and that the analysis increment was ***,it was found that on completion of the data assimilation cycle,T_(2m)data assimilation obviously influenced the temperature,wind,and relative humidity fields throughout the troposphere,with the greatest impact evident in the lower layers,and that both the area and the intensity of rainfall were better forecasted,especially for the first ***-term continuous experiments for 2–28 February and 5–20 July 2020,further verified that T_(2m)data assimilation reduced deviations not only in T_(2m)but also in 10-m wind *** importantly,the precipitation equitable threat scores were improved over the two exp

关键词： 2-m temperature China Meteorological Administration mesoscale model(CMA-MESO) assimilation three-dimensional variational(3DVAR)data assimilation kilometer-scale

某特殊坡型路堑边坡失稳变形机制分析和治理设计

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广东土木与建筑 2024年第6期31卷 38-42,52页

作者：曹江睿王瑞春傅栋梁广州市市政工程设计研究总院有限公司广州510060

广州市某特殊坡型路堑边坡开挖和治理过程中经历了两次失稳变形,主要原因为折角形边坡开挖松弛效应明显,易产生次生软弱结构面,如削坡不充分,残留滑面易与坡体不利结构面贯通,引起滑坡复活。结合滑坡形态调查和勘察、监测手段,确定了滑... 详细信息

广州市某特殊坡型路堑边坡开挖和治理过程中经历了两次失稳变形,主要原因为折角形边坡开挖松弛效应明显,易产生次生软弱结构面,如削坡不充分,残留滑面易与坡体不利结构面贯通,引起滑坡复活。结合滑坡形态调查和勘察、监测手段,确定了滑面和抗剪强度。采用削坡减载和锚杆框格梁治理滑坡,效果良好,可为相关工程设计提供借鉴。

关键词：特殊坡型开挖松弛多次失稳变形削坡卸载锚杆加固

Efects of minor amounts of scandium on microstructure and mechanical properties of ZA27 alloy

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China Foundry 2013年第5期10卷 294-298页

作者： Xiang Qingchun Zhang Wei wang ruichun Qiu Keqiang Li Rongde School of Materials Science Engineering Shenyang University of Technology

The influences of minor amounts of scandium on the microstructure and mechanical properties of as-cast ZA27 alloy have been experimentally investigated. The experimental results show that as far as the Sc addition is individually concerned, the refinement result of the as-cast ZA27 alloy with 0.5wt.%Sc addition is comparatively better. After alloying with minor amounts of Sc, the coarse dendrites of the ZA27 alloy are refined and transformed into the uniform and small equiaxed grain microstructure; also the eutectics among the grain boundaries become finer. The test results of mechanical properties show that the tensile strength and hardness of the as-cast ZA27 alloy containing 0.5wt.%Sc approach 495 MPa and 120.2 HB, increase by 28.5% and 33.1%, respectively, compared with those of the ZA27 alloy with no addition of Sc element, while the elongation of the alloy is improved to 7.6% from 2.7%. The SEM, EDAX and XRD analyses show that in the ZA27 alloy, the trace element Sc combines with AI to form the square AI3Sc phase particles, which serve as heterogeneous nuclei, facilitating the refinement of the microstructure and the improvement of the mechanical properties of the alloy.

关键词： ZA27 alloy scandium microstructure mechanical properties heterogeneous nuclei

基于FMF的两模式单通道1000 km MDM传输

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光通信研究 2024年第4期 1-6页

作者：王心怡王晨王凯辉丁俊杰朱博文沈磊张磊王瑞春闫长鹍刘博余建军复旦大学通信与信息工程学院上海200433 长飞光纤光缆股份有限公司武汉430073 南京信息工程大学南京210044

【目的】随着第五代移动通信技术(5G)、物联网和云计算等信息化带宽消耗型业务的不断涌现,人们对信息高速传输的需求急剧增长。然而由于固有的非线性效应,单模光纤的传输容量已逼近香农极限,其将不再能满足人们对于超高速大容量传输的... 详细信息

【目的】随着第五代移动通信技术(5G)、物联网和云计算等信息化带宽消耗型业务的不断涌现,人们对信息高速传输的需求急剧增长。然而由于固有的非线性效应,单模光纤的传输容量已逼近香农极限,其将不再能满足人们对于超高速大容量传输的需求。解决传输容量问题成为当务之急。为了解决大容量通信系统的需求与长距离高速传输等问题,文章搭建了两模式单通道的C波段少模光纤(FMF)传输系统。【方法】在发送端,使用任意波形发生器将数字信号转换为电信号,驱动正交(IQ)调制器对光载波进行调制。调制的信号同时使用模分复用(MDM)和偏振复用(PDM)两种复用技术进行传输。为了实现1000 km的双模信号长距离传输,文章构建了一个双循环回路系统,信号每通过一次环路都将通过一段50 km长的FMF。在传输到目标距离后,由耦合器输出到解复用模块,相干光接收机对解复用的调制信号进行零差检测。最后,存储到示波器进行离线数字信号处理(DSP)。依次对信号进行频域色散补偿、下采样、时钟恢复和最小均方算法,恢复出原始信号。【结果】文章发现,在实验中各信道光信噪比(OSNR)所处的区间内,低信噪比(SNR)情况下误码率(BER)接近理论信道结果,高SNR情况下BER为1×10^(-2)时与理论值相差2.5 dB。文章分别测试了背靠背(BTB)和250、500、750以及1000 km下LP 11a和LP 11b两种模式的BER,在所有距离下的BER均低于实验中设定的28%冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)的软判决前向纠错(SD-FEC)门限(5.2×10^(-2))。1000 km传输后的BER分别为1.7×10^(-2)和1.8×10^(-2),总净传输速率为400 Gbit/s。【结论】文章演示了32 Gbaud MDM-PDM 16进制正交振幅调制(QAM)的宽带C波段信号在1000 km的两模式单通道FMF系统中的传输。在接收端,利用先进的多输入多输出(MIMO)DSP算法进行信道均衡,得到的两模式BER分别为1.7×10^(-2)和1.8×10^(-2),均低于28%冗余的LDPC SD-FEC门限。传输结果达成了基于FMF传输400 Gbit/s的净传输速率国内纪录,并突出了FMF在大容量远距离传输方面的潜力。

关键词：光纤通信模分复用偏振复用少模光纤

Preparation of Nickel Materials with Fractal Structure

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Journal of Materials Science & Technology 2003年第3期19卷 229-231页

作者： ruichun wang, Jingdong GUO Benlian ZHOUShenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China Lab. for Mat. Sci. Inst. of Metal Res. Chinese Acad. of Sci. Shenyang 110016 China

A way of manufacturing nickel material with fractal structure has been studied. Some algae with natural fractal structure were used as the basic substrates. The nickel was coated on the substrates by both electroless deposition and electrodeposition. After elimination of the foundational algae by erosion, dissolution etc, the pure nickel materials with fractal structure were obtained. At last, the specific surface area was analyzed by BET analyses and the fractal dimension of the nickel material was calculated by means of box-counting technique. The comparison of fractal dimension between Ni structure and natural algae was also given.

关键词： Fractal Nickel Algae Box counting