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中国科学院空间科学战略性先导科技专项实施11年回顾与展望

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中国科学院院刊 2022年第8期37卷 1019-1030页

作者：吴季王赤范全林中国科学院国家空间科学中心学术委员会北京100190 中国科学院国家空间科学中心北京100190

中国科学院空间科学战略性先导科技专项(以下简称“空间科学先导专项”)是中国科学院作为国家战略科技力量主力军,以空间飞行器为平台,瞄准世界科学前沿,从2011年开始布局和实施的前瞻性、战略性重大科技项目。迄今,空间科学先导专项已... 详细信息

中国科学院空间科学战略性先导科技专项(以下简称“空间科学先导专项”)是中国科学院作为国家战略科技力量主力军,以空间飞行器为平台,瞄准世界科学前沿,从2011年开始布局和实施的前瞻性、战略性重大科技项目。迄今,空间科学先导专项已走过了11年的历程,使我国空间科学的发展第一次有了系统性的支持计划,使我国的空间科学家从旁观者、参与者逐渐走近世界空间科学舞台的中央。文章回顾了空间科学先导专项从实施以来的发展历程,包括专项一期在科学前沿领域和在航天技术领域取得的突破,专项二期正在实施的项目情况,以及正在论证中的空间科学未来规划任务的优选项目。习近平总书记2016年在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上明确提出,“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展”,将发展空间科学放到了我国航天科技发展的首要位置上。展望未来,我们要继续瞄准空间科学领域的重大科技前沿,通过实现“从0到1的突破”,使空间科学在建设中国特色社会主义科技强国的过程中,发挥不可替代的作用。

关键词：空间科学科学卫星空间科学先导专项从0到1突破科技强国

我国空间科学卫星任务国际合作管理实践与思考——以中国科学院空间科学战略性先导科技专项为例

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中国科学院院刊 2020年第8期35卷 1032-1040页

作者：王赤李超孙丽琳中国科学院国家空间科学中心北京100190

国际合作是空间科学发展的客观需要,也是我国走近世界空间科学舞台中央的必由之路。中国科学院空间科学战略性先导科技专项(以下简称“空间科学先导专项”)的空间科学卫星系列任务在全生命周期的创新发展链条上开展了全面、广泛、全方... 详细信息

国际合作是空间科学发展的客观需要,也是我国走近世界空间科学舞台中央的必由之路。中国科学院空间科学战略性先导科技专项(以下简称“空间科学先导专项”)的空间科学卫星系列任务在全生命周期的创新发展链条上开展了全面、广泛、全方位、多层次的实质性国际合作,合作伙伴涉及欧洲空间局、欧洲主要航天国家,以及美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、日本、新加坡等。空间科学先导专项通过建立双边战略研讨机制、共建国际研究机构,促进国际交流与合作,深化任务的国际论证,以及优选先进的科学探测仪器,确保科学目标的原创性和重大性。通过加强合作任务的工程管理和科学管理,实行“项目双首席科学家”和“载荷科学家”模式,促进重大成果产出。文章梳理了空间科学卫星系列任务的国际合作情况,重点阐述对不同层级国际合作的管理实践,对事关国际合作成败的常见问题进行思考并提出了对策建议,力求为后续国际合作任务管理提供重要参考。

关键词：空间科学空间科学先导专项空间科学卫星国际合作首席科学家

我国空间科学任务“四个科学”特点及管理实践--以中国科学院空间科学战略性先导科技专项为例

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中国科学院院刊 2020年第6期35卷 763-770页

作者：李超郑耀昕中国科学院国家空间科学中心北京100190

文章指出我国空间科学任务的核心特点是科学驱动,具体表现为"四个科学"特点,即科学目标、首席科学家、科学载荷和科研院所。阐述了针对"四个科学"特点的管理实践,即坚持以科学目标为牵引,以首席科学家为科学导向,以科学载荷为抓手,以科... 详细信息

文章指出我国空间科学任务的核心特点是科学驱动,具体表现为"四个科学"特点,即科学目标、首席科学家、科学载荷和科研院所。阐述了针对"四个科学"特点的管理实践,即坚持以科学目标为牵引,以首席科学家为科学导向,以科学载荷为抓手,以科研院所为依托,促进科学与技术、科学与工程的有机融合,确保工程进度和质量,努力促进成果产出的最大化。通过审视空间科学任务的特点,梳理管理实践和对策,并对后续任务管理提出建议,有助于进一步提升管理能力,对我国空间科学长期可持续发展颇有裨益。

关键词：空间科学任务科学目标首席科学家科研院所科学载荷空间科学先导专项

北方农村不同取暖方式家庭室内PM_(2.5)污染差异及清洁取暖效果

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地理学报 2024年第1期79卷 17-27页

作者：李尧捷门亚泰罗智瀚刘新蕾程和发陶澍沈国锋北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气... 详细信息

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气质量差异及取暖排放贡献的定量研究,是清洁取暖环境效益评估中的短板。本文在北方农村地区开展了覆盖1600户整个取暖季的细颗粒物(PM_(2.5))实地监测,分析了居民室内PM_(2.5)污染的空间差异及不同取暖方式的影响。研究表明,北方农村取暖季室内PM_(2.5)浓度均值为102μg/m^(3),但户间差异很大,从19μg/m^(3)到497μg/m^(3)。使用传统散煤和生物质取暖的家庭,取暖季室内PM_(2.5)浓度高达162μg/m^(3)和144μg/m^(3)。而使用清洁煤或成型生物质取暖的家庭,室内PM_(2.5)显著降低,约为84μg/m^(3),且有56%的时间日均浓度超过国家标准(50μg/m^(3))。电或气取暖的家庭,室内PM_(2.5)浓度最低。受人为活动强度和气象条件等因素影响,居民室内PM_(2.5)浓度的户内变异也很明显,使用固体燃料的家庭相对变异系数约为76%,远大于使用清洁燃料的家庭(53%)。室内传统固体燃料燃烧排放对室内PM_(2.5)的贡献约60%,而随着取暖燃料的清洁化,室内燃烧源贡献逐渐降低。若仅考虑降低室内PM_(2.5),使用成型生物质或清洁煤替代传统散煤可取得显著的减污效果,电替代的降污效果最大。研究为认识室内空气污染变化规律和空间异质性,全面客观地评估清洁取暖对人群健康影响提供了基础数据和科学支撑。

关键词：农村室内PM_(2.5) 户间户内差异固体燃料清洁取暖

精细光谱探测与计量分析技术在长江干流水质水环境监测中的应用

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地理学报 2024年第1期79卷 45-57页

作者：赵宇博王雪霁刘骁巩凯杰邹磊林忠辉于涛鱼卫星胡炳樑中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院大学北京100049 西安理工大学西安710054 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

水生态环境监测是生境保护的前提和基础,针对长江流域水系点多面广、复杂多样、瞬息万变等特点,对监测手段提出了更高的要求。目前,针对大型地表水系的水质监测方式仍以人工取样结合实验室化学分析或现场手持式仪器分析为主,存在方法滞... 详细信息

水生态环境监测是生境保护的前提和基础,针对长江流域水系点多面广、复杂多样、瞬息万变等特点,对监测手段提出了更高的要求。目前,针对大型地表水系的水质监测方式仍以人工取样结合实验室化学分析或现场手持式仪器分析为主,存在方法滞后、手段单一、频次偏低、面源缺失等问题。因此,迫切需要新体制监测技术,突破实时快速、面源定量等现实需求,为长江水系统综合模拟提供可靠数据源。在此背景下,本文提出了一种具有完全自主知识产权的精细光谱探测与计量分析技术,开发了地基、空基等体系技术与装备,在相关项目支持下,开展了体系化技术的示范应用,在长江干流关键断面、三峡示范区和鄱阳湖示范区进行了空—地立体监测,取得了良好效果。监测数据经云平台接入“长江模拟器”,为其综合运行提供了快速实时数据支持,也为未来流域大型水系综合监测提供了新方法和应用典范。

关键词：水质监测长江水系统精细光谱探测与计量分析技术空—地立体监测

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中国生态地理区划更新和优化

地理学报 2024年第1期79卷 3-16页

作者：王芳李炳元田思雨郑度葛全胜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过程重点实验室北京100101

随着全球气候的持续增暖,中国的气候带和生态地理区域呈现出一定程度的变化。本文在已有生态地理区划方法的基础上,利用1991—2020年641个气象台站气候数据,以及高精度的生态地理要素资料,对中国生态地理区域进行了优化,更新了中国生态... 详细信息

随着全球气候的持续增暖,中国的气候带和生态地理区域呈现出一定程度的变化。本文在已有生态地理区划方法的基础上,利用1991—2020年641个气象台站气候数据,以及高精度的生态地理要素资料,对中国生态地理区域进行了优化,更新了中国生态地理区域图(2023版),将制图比例尺提高至1∶400万。研究结果将中国划分为11个温度带、22个干湿区、50个自然区。与2007版的生态地理区划结果相比,1991—2020年中国生态地理区域的总体格局虽没发生明显变化,但是局部地区的温度带界线、干湿区界线、生态地理区(自然区)界线已经发生了不同程度的变化。首先,温度带的界线变化在东部较明显,特别是长江中下游地区北亚热带和中亚热带之间温度带界线北移较明显;其次,干湿区的界线出现了变动,在第二级地形阶梯的北部半干旱与干旱区的界线有稍微西移,青藏高原上半干旱与半湿润区之间的界线则稍有东南移,都反映半干旱区范围稍有扩大;最后,自然区的界线变化在局地差异较大。本文深化了1991—2020年气候变化和生态地理资料更新对生态地理区域边界变化认识,为指导不同区域生态保护修复工作提供宏观的区域框架。

关键词：气候变化生态地理区划界线变化中国

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脂润滑弧齿锥齿轮热弹流润滑与效率研究

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 323-334页

作者：王振博郑鹏沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,... 详细信息

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,研究了在无人机各种工况下的齿面润滑情况和啮合效率.结果表明,本研究中提出的考虑粗糙度的脂润滑雷诺方程能够很好预测文献中的试验结果;弧齿锥齿轮的齿面较为复杂,不能用油润滑的中心油膜厚度算法近似估计脂润滑弧齿锥齿轮整个齿面上的润滑状态;1个啮合周期内的齿面摩擦系数在节点处最大;低转速情况下,齿面将进入混合润滑状态;1个啮合周期内啮合效率的变化与啮合位置密切相关,在啮入点处效率最低;在转速不变的前提下,润滑脂黏度越高,效率损失越大.

关键词：啮合效率热弹流润滑状态摩擦系数混合润滑

x86处理器向量条件访存指令安全脆弱性分析

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计算机学报 2024年第3期47卷 525-543页

作者：李丹萍朱子元史岗孟丹中国科学院信息工程研究所北京100085 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

单指令多数据流(Single Instruction stream,Multiple Data streams,SIMD)是一种利用数据级并行提高处理器性能的技术,旨在利用多个处理器并行执行同一条指令增加数据处理的吞吐量.随着大数据、人工智能等技术的兴起,人们对数据并行化... 详细信息

单指令多数据流(Single Instruction stream,Multiple Data streams,SIMD)是一种利用数据级并行提高处理器性能的技术,旨在利用多个处理器并行执行同一条指令增加数据处理的吞吐量.随着大数据、人工智能等技术的兴起,人们对数据并行化处理的需求不断提高,这使得SIMD技术愈发重要.为了支持SIMD技术,Intel和AMD等x86处理器厂商从1996年开始在其处理器中陆续引入了MMX(MultiMedia Extensions)、SSE(Streaming SIMD Extensions)、AVX(Advanced Vector eXtensions)等SIMD指令集扩展.通过调用SIMD指令,程序员能够无需理解SIMD技术的硬件层实现细节就方便地使用它的功能.然而,随着熔断、幽灵等处理器硬件漏洞的发现,人们逐渐认识到并行优化技术是一柄双刃剑,它在提高性能的同时也能带来安全风险.本文聚焦于x86 SIMD指令集扩展中的VMASKMOV指令,对它的安全脆弱性进行了分析.本文的主要贡献如下:(1)利用时间戳计数器等技术对VMASKMOV指令进行了微架构逆向工程,首次发现VMASKMOV指令与内存页管理和CPU Fill Buffer等安全风险的相关性;(2)披露了一个新的处理器漏洞EvilMask,它广泛存在于Intel和AMD处理器上,并提出了3个EvilMask攻击原语:VMASKMOVL+Time(MAP)、VMASKMOVS+Time(XD)和VMASKMOVL+MDS,可用于实施去地址空间布局随机化攻击和进程数据窃取攻击;(3)给出了2个EvilMask概念验证示例(Proof-of-Concept,PoC)验证了EvilMask对真实世界的信息安全危害;(4)讨论了针对EvilMask的防御方案,指出最根本的解决方法是在硬件层面上重新实现VMASKMOV指令,并给出了初步的实现方案.

关键词：处理器安全单指令多数据流(SIMD) 微体系结构侧信道攻击 VMASKMOV指令地址空间布局随机化(ASLR)

庐山地区晚中生代深源岩浆与浅表构造变形的相互作用

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科学通报 2024年第2期69卷 301-316页

作者：莫佳君徐义刚何斌中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越研究中心广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

本文在对庐山地质构造细致解剖的基础上,根据研究区岩浆岩的同位素年代学、锆石Hf同位素和元素地球化学特征,提出了研究区基性岩浆的高分异作用;结合对变质作用和构造变形时间的约束,揭示了研究区晚中生代深源岩浆演化与逆冲推覆构造和... 详细信息

本文在对庐山地质构造细致解剖的基础上,根据研究区岩浆岩的同位素年代学、锆石Hf同位素和元素地球化学特征,提出了研究区基性岩浆的高分异作用;结合对变质作用和构造变形时间的约束,揭示了研究区晚中生代深源岩浆演化与逆冲推覆构造和片麻岩穹隆的共生关系.庐山地区晚中生代构造格架主要为飞来峰构造和星子片麻岩穹隆,两者在时空上存在一致性.星子片麻岩穹隆中心发育大量晚中生代岩浆岩,岩石类型从基性岩脉到高分异花岗岩,包括斜长角闪片麻岩、角闪石岩、黑云母角闪闪长岩、石英闪长岩、黑云母(二长)花岗岩、白岗岩和伟晶岩,这些侵入岩的锆石年龄在误差范围内一致(141±2 Ma).不同类型岩石的锆石εHf(t)值为−10.5~+2.2,推测白岗岩和伟晶岩是基性岩浆高分异作用的结果.岩浆侵位和演化明显受到北东向逆冲推覆构造的控制,自南西向北东,岩浆的演化程度逐渐增强.本文认为,由岩浆热弱化地壳强度是庐山地区发育逆冲推覆构造的关键条件.与此同时,推覆构造和韧性剪切带隔热作用是基性岩浆发生高程度分异的重要因素.因此,庐山地区晚中生代地质演化是深源岩浆与浅表构造变形相互作用的一个实例,代表了板内强烈变形和造山运动的一种方式,与早白垩世太平洋板块俯冲作用密切关联.

关键词：庐山晚中生代逆冲推覆构造片麻岩穹隆岩浆高分异演化深源岩浆与浅表构造