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基于城市中心区实测风场的高层建筑风荷载特性

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工程力学 2024年第3期41卷 124-134页

作者：韩振李波甄伟田玉基李晨北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

风剖面是影响高层建筑风荷载特性的主要因素。为了探究城市中心区风场下高层建筑的风荷载特性,选取了北京气象塔2013年−2017年连续观测的实测风速数据,采用指数率模型并结合城市边界层分层结构对实测风场风剖面进行了拟合。通过刚性模... 详细信息

风剖面是影响高层建筑风荷载特性的主要因素。为了探究城市中心区风场下高层建筑的风荷载特性,选取了北京气象塔2013年−2017年连续观测的实测风速数据,采用指数率模型并结合城市边界层分层结构对实测风场风剖面进行了拟合。通过刚性模型风洞测压试验得到了宽厚比D/B=1,2,4三种超高层建筑在实测风场下的风荷载,并将试验结果同规范中的B、D类风场进行了对比。研究表明:基于分层结构,采用指数率模型拟合得到的实测风场幂指数为0.35,其平均风速剖面同D类风场相似,湍流度剖面则大于D类风场;与B、D类风场下的风荷载相比,实测风场对超高层建筑的平均风荷载影响较小,对脉动风荷载的影响较大,且建筑宽厚比增大后,其在实测风场下的脉动风效应显著增强;建筑基底横风向和扭转向力矩系数间具有较强的相关性,且存在极值相关性,特别是90°风向角时的D/B=4建筑,两种相关性在实测风场下均显著增强。

关键词：超高层建筑实测风场风洞试验风压系数层风力系数基底力矩系数

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江西省积冰特征分析及重冰区不同重现期最大标准冰厚推算

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热带气象学报 2024年第1期40卷 75-84页

作者：彭王敏子宋丽莉徐卫民沈竞蒋子瑶廖荣伟江西省气象科学研究所江西南昌330096 中国气象科学研究院北京100081

用江西境内85个国家气象站近30年雨凇、雾凇观测记录分析了江西省积冰日的年际、年代际变化及分布特点。结果表明江西地区的积冰天气事件近30年来总体呈现发生频次减少,强度增强的特征;高山气象站的积冰事件的发生频率显著高于平原、丘... 详细信息

用江西境内85个国家气象站近30年雨凇、雾凇观测记录分析了江西省积冰日的年际、年代际变化及分布特点。结果表明江西地区的积冰天气事件近30年来总体呈现发生频次减少,强度增强的特征;高山气象站的积冰事件的发生频率显著高于平原、丘陵气象站。积冰高发区主要分布在西、北山区及中部环鄱阳湖及抚河流域以南。另外,充分考虑2011年前后气象部门观测导线线径的变化,利用建站至今16个观冰站电线积冰数据对全省范围的最大电线积冰最大标准厚度进行了推算,结果更符合电力行业对电线积冰工程气象数据的需求。结果表明,除赣北山区外,全省大部分地区2 m高度电线积冰最大标准冰厚度小于20 mm,“轻冰区”范围较多。应重点关注高海拔山区的电线积冰的致灾状况并加以预防。针对该区域架空输电线路电线积冰设计的实际需要,采用极值I型概率分布函数结合高山站-庐山站的观测数据进行了推算,20 m高度百年一遇的最大标准冰厚达到71.1 mm,在计算不同走向的导线设计冰厚时迎风向与非迎风向的比例系数推荐设定为1.2,该结果可为现阶段江西“重冰区”电力工程项目规划设计中预防冰灾提供有力支持,为有效节省项目建设成本和科学预防气象灾害之间寻求平衡点提供气象保障。

关键词：积冰日电线积冰重冰区标准冰厚

不同边界工况下受电弓区域流场结构及气动噪声特性对比分析

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 117-127页

作者：潘永琛张格明李志强柳润东刘兰华苏林潘镜冲中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司科信部北京100081 中国科学院声学研究所中国科学院水声环境特性重点实验室北京100190

为研究流场结构对受电弓气动噪声的影响,运用分离涡模拟方法和FW-H方程对高速受电弓区域流场结构和气动声场进行数值计算,对比分析平面和车体凹腔2种边界工况下流场特性、涡旋结构以及气动噪声特性的变化差异,为局部结构的气动声学优化... 详细信息

为研究流场结构对受电弓气动噪声的影响,运用分离涡模拟方法和FW-H方程对高速受电弓区域流场结构和气动声场进行数值计算,对比分析平面和车体凹腔2种边界工况下流场特性、涡旋结构以及气动噪声特性的变化差异,为局部结构的气动声学优化以及仿真预测提供参考。结果表明:边界形式对局部流动具有明显的调制作用,速度场、涡量场均发生较显著的变化,相比于平面边界工况,车体凹腔边界工况下涡旋尺度增大,流动结构变得更为“有序”;车体凹腔边界工况下受电弓表面声压级相对较低,且气动噪声能量主要分布集中在500 Hz内的低频段;不同边界工况下Lamb矢量散度分布特征显示,气动声源的类型未发生变化,且车体凹腔边界工况下气动声源强度相对较弱;2种边界工况下的螺旋度分布差异意味着边界形式对流场的调制影响湍流能量的输运过程以及气动噪声能量的转化效率。

关键词：受电弓流场气动噪声边界形式涡旋结构

碳中和目标下新一代超高参数煤电机组技术体系

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7167-7177,I0008页

作者：樊启祥蒋敏华许世森黄斌肖平吕凯高林郭东方汪世清袁野刘入维中国华能集团有限公司北京市西城区100031 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京市昌平区102209 西安热工研究院有限公司陕西省西安市710054 华能长江环保科技有限公司北京市昌平区102209

该文围绕“双碳”目标,分析煤电对支撑我国新型电力系统的重要作用以及燃煤发电技术的主要发展方向,提出下一代超超临界燃煤发电技术体系,并简要介绍相关研发实践。该技术体系基于国产化的HT700系列高温合金材料,耦合高参数煤电、煤电... 详细信息

该文围绕“双碳”目标,分析煤电对支撑我国新型电力系统的重要作用以及燃煤发电技术的主要发展方向,提出下一代超超临界燃煤发电技术体系,并简要介绍相关研发实践。该技术体系基于国产化的HT700系列高温合金材料,耦合高参数煤电、煤电灵活性、烟气污染物低温氧化吸附(cold oxidation adsorption process,COAP与COAP+)脱除近零排放技术、碳补集、利用与封存技术(carboncapture,utilization and storage,CCUS)、数字化智能化及燃煤耦合多源固废发电等前沿技术,建议开发新一代超高参数燃煤发电机组,实现机组煤耗与能耗水平、运行稳定性、灵活性的有机统一,支撑我国“双碳”目标的实现。

关键词：燃煤发电超超临界新型电力系统高温合金

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FY-3D卫星姿轨误差标校及对定位影响研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 256-263页

作者：鲁文强胡秀清黄勇高旭东赵兴隆中国科学院上海天文台上海200030 国家卫星气象中心北京100081 中国科学院大学北京100049 上海卫星工程研究所上海201109 中国空间技术研究院北京100094

卫星轨道及姿态误差是影响图像地理定位精度的关键因素,以风云三号D星(Fengyun-3D,FY-3D)中分辨率光谱成像仪(medium resolution spectral imager,MERSI)为例分析了轨道及姿态实测数据,分析结果表明,FY-3D轨道及姿态均存在多种因素导致... 详细信息

卫星轨道及姿态误差是影响图像地理定位精度的关键因素,以风云三号D星(Fengyun-3D,FY-3D)中分辨率光谱成像仪(medium resolution spectral imager,MERSI)为例分析了轨道及姿态实测数据,分析结果表明,FY-3D轨道及姿态均存在多种因素导致的误差,为确定该误差来源,利用卫星搭载的全球卫星导航系统掩星探测仪高精度星历对星上姿态数据全链条计算进行分析,确定姿态误差来源于星上算法存在误差,提出订正优化方案并分析其可行性,进而利用订正后的姿态及轨道数据进行图像地理定位。实测结果表明,MERSI的1 km图像地理定位精度在沿轨和跨轨方向均提升了约20%,达到亚像元级,分析结果表明,通过标校姿轨误差以提高定位精度的方法行之有效。

关键词：风云三号D星图像地理定位全球卫星导航系统掩星探测仪轨道精度姿态精度

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秸秆燃烧气溶胶的气象反馈及其棕碳吸光效应

中国环境科学 2024年第3期44卷 1212-1224页

作者：王璐瑶张磊安兴琴王格慧中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象科学研究院气象影响与风险研究中心北京100081 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081 华东师范大学地理科学学院上海200062

本文利用WRF-Chem模式模拟研究了2013年6月华北地区秸秆燃烧排放气溶胶的气象效应,并对秸秆燃烧产生的吸收性有机气溶胶(即棕碳或BrC)的光吸收效应进行分析.设置4组敏感性试验,通过与AERONET观测结果对比分析了BrC对光吸收的影响.结果表... 详细信息

本文利用WRF-Chem模式模拟研究了2013年6月华北地区秸秆燃烧排放气溶胶的气象效应,并对秸秆燃烧产生的吸收性有机气溶胶(即棕碳或BrC)的光吸收效应进行分析.设置4组敏感性试验,通过与AERONET观测结果对比分析了BrC对光吸收的影响.结果表明:模式较好再现了研究时段内各变量变化;在不考虑BrC吸收的情况下,秸秆燃烧产生的气溶胶在主要的农业产区造成地表短波辐射的减弱,月平均值减弱约12.42W/m2,且造成近地面降温而2km以上高空增温,其中近地面温度降幅为0.12~3.64℃,致使边界层趋于稳定,垂直扩散能力减弱;气压整体升高,正变压中心与火点密集区域重合.同时,秸秆燃烧引发近地面较强的风辐散,抑制海洋高湿气团向秸秆燃烧区域的水平输送.在考虑BrC的吸收作用后,光学参数的模拟效果得到了一定提升,AAOD模拟值与观测值的拟合线性斜率由0.47升至0.53,AOD斜率值由0.19升至0.21.生物质燃烧排放BrC对气溶胶消光的影响显著,如AAOD与AOD均出现不同程度的上升.

关键词：生物质燃烧 BrC 光吸收 WRF-Chem模式华北地区

碳中和目标下中国森林碳储量、碳汇变化预估与潜力提升途径

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林业科学 2024年第4期60卷 157-172页

作者：刘世荣王晖李海奎余振栾军伟中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 国际竹藤中心竹藤资源与环境研究所国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连... 详细信息

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连续清查数据测算的森林植被碳储量近5年平均年增长0.152 Pg(以C计),2000s—2010s中国陆地生态系统碳汇量约229.7 Tg·a^(-1)(以C计),其中森林植被(指乔木林)碳储量约增加150.6 Tg·a^(-1)(以C计),约占整个陆地生态系统植被碳汇量的65.6%。过去70年,中国森林已从碳源转变为逐渐增强的碳汇。在森林面积保持不变的情景下,相比2000s—2010s时段,2030年后现有乔木林的生物量碳汇将有所下降;如果森林面积未来持续增加,2030—2050年中国新增乔木林的碳汇量仍将呈增加趋势。在全球变化背景下,气候变化及其引发的风险(极端干旱与热浪事件、森林火灾、病虫害等)可能会削弱森林碳汇功能。为维持并提升森林碳储量和碳汇潜力,需要采取森林碳储与碳汇双增以及森林碳汇与木质林产品碳库协同提升的策略,从保碳、增碳、扩碳和碳资源化利用的汇转移4个途径对森林资源实施保护修复、精准绿化、科学经营与合理利用以及多时空尺度的优化布局,同时重视森林土壤碳库增汇的长期效应。在林业减缓和适应气候变化框架下,森林碳汇潜力提升未来研究重点是科学推进国土绿化适宜造林地和树种选择,森林经营增汇技术,森林碳储、碳汇协同提升与木质产品库的碳汇转移与存续的时空配置优化模式,森林土壤固碳增汇机制以及潜力研究,准确评估森林碳汇对实现国家碳中和目标的贡献及其时间表和路线图。

关键词：森林碳储量碳汇森林面积固碳潜力碳增汇技术

基于激光雷达和微波辐射计的气溶胶质量浓度反演算法研究与分析

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中国激光 2024年第5期51卷 196-205页

作者：季承荔陈臻懿黄艺峰茆佳佳王志成古锐昌刘爱明张春生项衍中国气象局气象探测中心北京100081 中国气象局气象探测工程技术研究中心北京100081 北京工商大学轻工科学与工程学院北京100048 深圳市国家气候观象台广东深圳518040 安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

大气气溶胶是重要的大气污染物之一,气溶胶质量浓度的垂直分布及其与气象要素的相互影响,对理解大气污染传输具有重要意义。激光雷达因具有高时空分辨率的探测优势而成为研究气溶胶颗粒物立体分布的有力工具。本文利用深圳米散射激光雷... 详细信息

大气气溶胶是重要的大气污染物之一,气溶胶质量浓度的垂直分布及其与气象要素的相互影响,对理解大气污染传输具有重要意义。激光雷达因具有高时空分辨率的探测优势而成为研究气溶胶颗粒物立体分布的有力工具。本文利用深圳米散射激光雷达、微波辐射计和近地面气溶胶质量浓度监测仪,根据均方差选取最优参数,建立基于消光系数的温湿融合PM_(2.5)质量浓度反演模型,并以深圳气象梯度观测塔4个高度的PM_(2.5)质量浓度小时均值为基准,对模拟结果进行了验证分析。结果显示:模拟值与观测值两者的变化趋势一致性较好,相关系数受模拟高度、相对湿度影响,并进行了晴天、多云天气下的比对,深圳气象梯度观测塔上4个高度的模拟值和实测值相关系数均大于0.68,平均绝对误差和均方根误差最大值分别为6.88μg/m^(3)和18.56μg/m^(3)。比较4个季节的模拟效果发现,冬季的模拟结果准确性要低于其他三个季节。最后通过个例分析,结合地面温度、相对湿度、风场和气压场,分析了深圳夏季颗粒物质量浓度的时空分布特征。

关键词：激光雷达 PM_(2.5)质量浓度消光系数

基于机器学习的热带气旋灾害等级评估模型构建及其活动特征分析

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气象 2024年第3期50卷 331-343页

作者：刘淑贤张立生刘扬王维国杨琨张源达国家气象中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学南京210044

在全球变暖的背景下,热带气旋(TC)作为影响我国最严重的自然灾害之一,其活动特征及灾害损失评估研究受到了广泛关注。采用组合赋权和k-means等方法,分析了2000年以来登陆我国的TC及灾害损失特征,并构建了基于机器学习的TC灾害等级评估... 详细信息

在全球变暖的背景下,热带气旋(TC)作为影响我国最严重的自然灾害之一,其活动特征及灾害损失评估研究受到了广泛关注。采用组合赋权和k-means等方法,分析了2000年以来登陆我国的TC及灾害损失特征,并构建了基于机器学习的TC灾害等级评估模型。结果表明:从总体趋势来看,登陆我国的TC频数在逐年减少,但登陆风速的最大值却在缓慢增加;广东、浙江、福建、广西受灾较为严重,但整体上全国综合灾情指数呈下降趋势;与传统的随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯算法相比,LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)在TC灾害评估中效果最佳,准确率值为0.91,其中致灾因子是模型中最关键的因素,其次是防灾减灾能力、暴露度和脆弱性指标。

关键词：热带气旋灾害等级评估机器学习 LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)