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基于多源数据的巢湖蓝藻水华时空分布及驱动因素分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2694-2706页

作者：金晓龙邓学良戴睿徐倩倩吴月范裕祥合肥市气象局合肥230041

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发... 详细信息

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发展基本规律,利用巢湖水上综合观测平台和卫星遥感等多源数据,获得2015~2020年水体中藻密度和水华面积的时空分布信息,并采用基于增强回归树的机器学习算法,定量评估不同阶段各环境因子对蓝藻水华影响的重要程度及相互作用关系.结果表明:(1)巢湖蓝藻水华表现出较大的季节变化特征,蓝藻细胞在春季开始复苏,主要在巢湖西半湖和沿岸地区形成轻度水华,水体藻密度在夏、秋季达到最大,该季节发生中等程度以上的水华频率较高.(2)非暴发期间,巢湖藻密度变化受物理和化学因素影响较大,二者对解释藻密度方差变化的贡献率可达80.3%,水体中高浓度溶解氧、弱碱性pH值(7.2~7.6)和适宜水温(3℃)是藻类细胞生长繁殖的有利环境条件,巢湖蓝藻水华首次暴发一般在气温稳定通过7℃初日11 d前后出现.(3)暴发期内,巢湖蓝藻水华发生主要受藻类生物量和气象条件的综合影响,气温、藻密度、日照时数和风速的累计贡献率为95%,各因子均存在一个有利于蓝藻水华发生的最适区间.多因子交互作用分析结果显示,在水体藻密度大、气温适宜和微风的综合作用下,巢湖蓝藻水华发生概率较高.上述研究成果分析和揭示了不同阶段巢湖蓝藻水华的时空分布特征及其主导影响因子,可为巢湖蓝藻水华防控和预测、预警提供科学依据.

关键词：蓝藻水华时空变化巢湖影响因素驱动分析

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基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测

电网技术 2024年第2期48卷 730-739页

作者：游文霞梁皓杨楠李清清吴永华李文武三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司湖北省咸宁市437000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市432000

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不... 详细信息

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不平衡度以及最佳采样子集数确定检测模型的重采样方式,使用电数据达到平衡;最后按照先串行集成减小偏差、后并行集成降低方差的混合集成方式,对重采样后的均衡样本进行窃电检测。算例对比分析表明所提检测模型通过重采样和混合集成有效解决了传统集成算法在不平衡窃电检测中的偏向问题,降低了由于用电数据的不平衡性对集成结果的影响,提高了用户类别不平衡的窃电检测效果,在多种不平衡度下模型的准确率、F1值和G均值均表现优异。

关键词：窃电检测不平衡数据重采样集成学习 Easy-Ensemble集成框架

HPLC-FP法同时测定新品富硒竹笋中10种核苷类成分的含量

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食品工业科技 2024年第8期45卷 254-262页

作者：秦心睿聂晓兵袁高阳刘诗菡杨玉玉刘志新邱首哲郑丽杨硕范宝磊湖北科技学院药学院湖北咸宁437100 湖北省咸宁市农业科学院湖北咸宁437100 湖北科技学院核技术与化学生物学院湖北咸宁437100

目的:建立同时测定不同品种富硒竹笋中胞嘧啶、尿嘧啶、胞苷、次黄嘌呤、尿苷、胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟苷、胸苷、腺苷10种核苷类化合物含量的方法。方法:运用HPLC法同时测定21种不同品种竹笋的核苷类化合物含量,色谱柱为InertsilODS-3C_(... 详细信息

目的:建立同时测定不同品种富硒竹笋中胞嘧啶、尿嘧啶、胞苷、次黄嘌呤、尿苷、胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟苷、胸苷、腺苷10种核苷类化合物含量的方法。方法:运用HPLC法同时测定21种不同品种竹笋的核苷类化合物含量,色谱柱为InertsilODS-3C_(18),流动相为乙腈-水(梯度洗脱),检测波长为260nm,流速为0.8 mL·min~(-1),柱温为30℃,进样量为20μL。绘制21种富硒竹笋的指纹图谱进行相似度评价,确定共有峰,并用主成分分析、相关性分析和聚类分析对21种不同富硒竹笋的核苷类化合物含量测定结果进行分析。结果:10种核苷类成分在30 min内达到分离,线性关系良好(R2≥0.9990),精密度、稳定性、重复性、准确度试验RSD均小于2%。不同品种富硒竹笋中10种核苷类成分含量与结构比差异明显,并且核苷类化合物成分指标互相间存在着不同程度的相关性。通过主成分分析,提取了4个主成分,并确定了胸苷、胸腺嘧啶、腺苷、鸟苷为4项核心指标,可用于评价不同品种富硒竹笋的品质;通过相关性分析,得出尿嘧啶与胞苷、鸟苷与胸苷、胸苷与腺苷等指标间相关性较高,指标之间的含量会互相影响;通过聚类分析,得出新品富硒竹笋主要集中为一类,市场上常见的富硒竹笋主要分为两类。结论:该实验方法操作快速、简便,重现性好,可用于21种富硒竹笋中10种核苷类化合物的含量测定。同时,测定结果为竹笋的后期高效开发和利用提供理论依据。

关键词：核苷类化合物富硒竹笋高效液相色谱法(HPLC) 指纹图谱主成分分析相关性分析聚类分析

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考虑地形影响的太阳能资源精细化评估及技术可开发量计算

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南方能源建设 2024年第1期11卷 10-18页

作者：孙朋杰何飞陈正洪孟丹鄂州市气象局湖北鄂州436000 湖北省气象服务中心湖北武汉430205

[目的]我国提出“碳达峰、碳中和”目标,意味着到2030年,我国风电、光伏发电总装机容量要在现有基础上增加2倍以上,大力开发包括太阳能资源在内的可再生清洁能源已成为国际社会的共识。文章以湖北省房县为例,通过引入再分析资料及地形数... 详细信息

[目的]我国提出“碳达峰、碳中和”目标,意味着到2030年,我国风电、光伏发电总装机容量要在现有基础上增加2倍以上,大力开发包括太阳能资源在内的可再生清洁能源已成为国际社会的共识。文章以湖北省房县为例,通过引入再分析资料及地形数据,开展太阳能资源的精细化评估,计算技术可开发量,为合理开发利用太阳能资源提供数据支撑。[方法]通过位于该县境内的1个辐射观测站(A站)2012~2020年辐射观测数据,对临近的ERA5再分析资料进行订正,形成2000~2020年精度为0.1°×0.1°的辐射格点产品,同时考虑坡度、坡向、海拔高度等对辐射的影响,采用GIS技术方法建立基于地理信息的辐射模型。基于Landsat TM/ETM/OLI遥感影像资料,引入土地利用类型数据,考虑光伏开发的限制因素和不同土地类型的可利用率。[结果]将模型模拟结果与区域内另外2个辐射观测站(B站、C站)实际观测数据进行对比。从整年总体情况看,B站年平均相对误差为5.7%,C站年平均相对误差为3.4%;从各月辐射看,B站相对误差在2%(1月)~14.1%(8月)之间,C站相对误差在0.1%(2月)~15.4%(6月)之间,所建模型能较好反映实际辐射情况。[结论]根据模拟结果,得到房县太阳能资源分布情况,年总辐射在4.00~4.13 GJ/m2,空间上呈现中部河谷风地区的资源多,南、北高海拔山区的资源少的分布。经计算,得到房县光伏发电可开发面积为60.7 km2,技术开发量为4.501 GW。

关键词：辐射地理信息精细化土地利用率技术可开发量

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一次弱天气背景下浙江局地暖区暴雨成因分析

气象 2024年第2期50卷 170-180页

作者：沈晓玲冯博李锋徐一平浙江省绍兴市气象局绍兴312000 浙江省绍兴市柯桥区气象局柯桥312030 浙江省诸暨市气象局诸暨311800

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热... 详细信息

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热带高压之间东南气流的维持,为暴雨区提供充沛的水汽来源,925 hPa超低空偏南风急流的加强有利于低层增温增湿,不稳定层结加剧,暴雨区位于急流轴左侧;整层高湿背景及较低的自由对流高度导致的弱抬升条件就能触发对流,中高层气旋性辐合旋转加强使暴雨加强,较厚的暖云层有利于提高降水效率;地面中尺度辐合带的生成激发了初始对流,其维持和加强不断激发对流云团生成,产生列车效应,导致暴雨形成。龙门山小尺度地形有利于东南气流在迎风坡强迫抬升,对流加强,且垂直速度的发展程度与地形有较好的对应关系,地形高度越高,激发的垂直速度越强。

关键词：暖区弱天气背景超低空急流地形

滇中地区不同影响系统下3次短时强降水过程的大气环境特征和雷达特征分析

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高原气象 2024年第1期43卷 166-183页

作者：周泓闵颖许彦艳纳丽佳业红伟云南省玉溪市气象局云南玉溪653100 云南省气象局气象台云南昆明650034 云南省普洱市气象局云南普洱665000

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的... 详细信息

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的结构、形状、演变的基本特征。结果表明:3次短时强降水过程影响系统差异主要在于500 hPa天气系统不同,700 hPa都有切变线影响,但是形成原因各异,地面均有辐合线或弱冷锋配合。3次过程的环境条件在不稳定层结、近地层水汽、垂直风切变方面与中国其他地区短时强降水发生的环境条件具有一致性,但是在大气整层可降水量、对流有效位能、SWEAT指数等方面存在明显差异。对流回波的形状有点状回波、块状回波、带状回波、絮状回波等。对流风暴分为高质心型、低质心型以及混合型;短时强降水有单独出现某种对流风暴类型的阶段,也有多种对流风暴类型同时出现的阶段;CAPE值和SWEAT指数与对流风暴类型具有一定的相关关系。强回波剖面呈柱状结构或者塔状结构,35 dBz强回波接地,而没有悬垂特征。短时强降水多产生于长时间停滞型或移动缓慢型的对流回波,还有部分短时强降水产生于“列车效应”中。短生命周期的单体生消形成的短时强降水持续时间绝大部分在1 h以内,但是单体合并组织和反复生消或者“列车效应”形成的短时强降水持续时间常在1~3 h。高质心型对流风暴产生的瞬时雨强可达10 mm·(5min)-1以上,低质心型和混合型对流风暴可产生的雨强范围较大,大多在3~10 mm·(5min)-1,少数也可达到10 mm·(5min)-1以上。

关键词：短时强降水环流形势大气环境条件雷达回波特征

N^(+)和Ar^(+)注入红三叶种子的诱变效应研究

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草业学报 2024年第7期33卷 160-171页

作者：张鹤山陆姣云朱伟田宏熊军波吴新江刘洋湖北省农业科学院畜牧兽医研究所湖北省动物胚胎及分子育种重点实验室湖北武汉430064 咸宁市农业科学院湖北咸宁437100

离子注入技术是创制植物新种质的有效手段。为探究离子注入红三叶的诱变效应,以不同注入能量和剂量的N^(+)(能量30或50 keV,剂量5×10^(14)或5×10^(15)ions·cm^(-2),分别记为N3014、N3015、N5014、N5015)和Ar^(+)(能量30或50 keV,剂量... 详细信息

离子注入技术是创制植物新种质的有效手段。为探究离子注入红三叶的诱变效应,以不同注入能量和剂量的N^(+)(能量30或50 keV,剂量5×10^(14)或5×10^(15)ions·cm^(-2),分别记为N3014、N3015、N5014、N5015)和Ar^(+)(能量30或50 keV,剂量5×10_(14)ions·cm^(-2),分别记为Ar3014和Ar5014)注入“鄂牧5号”红三叶种子,研究种子诱变后的萌发特征和生物学特性,并通过株高、单株分枝数、单株花序数、花序小花数、叶片长度、叶片宽度、花序长度以及花序宽度等农艺性状对诱变单株进行变异分析。结果表明,离子注入后红三叶种子表皮具有明显的“灼伤”现象,种皮颜色变成黑褐色。相比于对照,Ar3014处理下发芽率指标值略有提高,处理N3014和N3015的发芽率指标值略有降低,但与对照均差异不显著。N5014处理显著降低了种子发芽率(P<0.05),比对照低约10%,处理N5015和Ar5014发芽率更是降低超过30%(P<0.05)。注入能量为30 keV的2个N^(+)处理显著增加了胚根体积和胚根长度(P<0.05)。经离子诱变的种子(M_(1)代)种植后生产M_(2)代种子,依次生产M_(3)和M_(4)代种子。M_(2)代植株各性状平均值显著低于对照(P<0.05),但表现出更大的性状变异特征,为进一步筛选突变材料奠定基础。50 keV的N^(+)和Ar^(+)诱变处理具有更大的诱变效应,但主要是不利突变。红三叶适宜的N^(+)诱变能量为30 keV,剂量为5×10^(14)~5×10^(15)ions·cm^(-2)。经过4个世代选育,获得8个性状稳定并具有潜在利用价值的M_(4)代突变体材料,为红三叶诱变育种提供基础资料。

关键词：红三叶氮离子氩离子诱变生物学效应

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宜昌市远安县一次下击暴流中尺度分析

人民长江 2024年第S1期55卷 35-42页

作者：祁宏武林黄静汤淼枚雪彬湖北省宜昌市气象局湖北宜昌443000 三峡国家气候观象台湖北宜昌443000 湖北省宜昌市夷陵区气象局湖北宜昌443100

为进一步探究宜昌市复杂地形下下击暴流的形成机制,利用常规气象观测资料、区域站观测资料、FY-4B卫星资料和多普勒天气雷达资料,对2023年8月22日湖北省宜昌市远安县一次下击暴流过程进行分析。结果表明:①此次下击暴流伴随着气压陡升... 详细信息

为进一步探究宜昌市复杂地形下下击暴流的形成机制,利用常规气象观测资料、区域站观测资料、FY-4B卫星资料和多普勒天气雷达资料,对2023年8月22日湖北省宜昌市远安县一次下击暴流过程进行分析。结果表明:①此次下击暴流伴随着气压陡升、气温骤降、风向突变、风速骤增的现象,发生在高空冷槽后部偏北气流控制下,垂直方向呈现“上冷下暖”的不稳定结构,中尺度地面辐合线、午后的加热、冷空气的侵入共同触发了当日的对流;②中尺度对流云团的发展、合并造成了远安县此次强对流天气,下击暴流的产生同时伴随云体结构快速坍塌及云顶温度骤降的特征;③此次下击暴流显示以传播方式触发新生对流的多单体强风暴特征,且出现深厚的中层径向辐合、回波悬垂及有界弱回波特质。差分反射率因子柱(Zdr柱)、差分相位常数(Kdp)缺值区等双偏振参数特征对当日对流天气具有一定指示意义。

关键词：下击暴流双偏振参数中尺度分析气象观测宜昌市

基于卷积神经网络算法的金华地区高山气象观测站逐时气温预报订正

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山地学报 2024年第2期42卷 278-286页

作者：郜庆林简单金华市气象局兰溪市气象局

受地貌和气候条件影响，智能网格气温预报产品的预报结果，在复杂地形山区易出现误差。通过人工订正关键点降低误差，存在较大主观性，预报精度有限，难以满足精细化气象服务需求。神经网络算法能够大幅提升预报精度，然而这种方法在气... 详细信息

受地貌和气候条件影响，智能网格气温预报产品的预报结果，在复杂地形山区易出现误差。通过人工订正关键点降低误差，存在较大主观性，预报精度有限，难以满足精细化气象服务需求。神经网络算法能够大幅提升预报精度，然而这种方法在气温逐时波动小的平原地区应用较多，在气温波动大的山区鲜有应用。本文以浙江金华山区为研究区域，基于浙江省智能网格温度预报产品以及同时段高山气象观测站逐时气温观测数据，采用卷积神经网络算法，实现关键点气温逐时预报订正。研究结果表明：(1)小时尺度上，订正后各站点的气温均方根误差均显著减小，由订正前3℃～7℃减小至订正后2℃～3℃,订正后的预测结果更加准确，订正效果符合预期。(2)月尺度上，相较智能网格原始气温预报数据，该模型预报结果准确率也明显提升，订正后月平均气温准确率提高了33.18%～46.86%,其中准确率6月最高。(3)相较人工订正的方式，该模型对山地气温预报的订正能力更稳定，模型的两项关键指标(平均绝对误差和2℃预报准确率)均接近或超过同时段浙江省天气预报质量检验平台气温业务指标。该研究结果满足金华地区高山气象观测站对于气温预报产品的业务可用性需求，可为精细化山区气象服务提供数据支撑。

关键词：卷积神经网络高山气象观测站精细气温订正预报智能网格金华