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一种偏差校正方法在青藏高原夏季CMIP6降水数据订正中的应用评估

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高原气象 2025年第1期44卷 16-31页

作者：刘雨萌赵林李照国王少影马媛媛孟宪红中国科学院西北生态环境资源研究院/冰冻圈科学与冻土工程重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2... 详细信息

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2014年的表现。研究结果表明,该校正方法高度依赖于用于偏差校正的ERA5再分析数据在研究区域的质量,尽管偏差校正后的青藏高原夏季平均降水的误差和误差率上有所改善,但在年际时间变化特征方面却不如偏差校正前的数据。大多数CMIP6模式能够较好地模拟1979-2014年青藏高原上由西北至东南逐渐递增的平均降水空间变化特征。偏差校正前的降水数据在高原上会出现显著的高估,误差率为60.4%,经过偏差校正后的数据相对观测数据误差降低,误差率为-13.9%,并且偏差校正后的数据与ERA5的平均误差仅为0.003 mm·d^(-1),与ERA5的空间相关性高达0.999。空间趋势方面,观测数据表明青藏高原大部分地区夏季降水在1979-2014年呈现轻微增加的趋势,只有东缘出现明显降低的趋势。偏差校正前后的数据都能够大致刻画出这一空间分布特征,然而,未经偏差校正的大多数单个CMIP6模式与ERA5的空间相关系数未超过0.5。与由独立观测降水数据的年际变化特征相比,偏差校正前的数据高估了高原上的降水量,而偏差校正后的数据相比观测结果则偏低。通过确定95%分位阈值选取了极端降水个例,其集合平均极端降水空间分布与年平均降水类似,也呈西北向东南递增的趋势。部分CMIP6模式较好地模拟了这一特征,如MRI-ESM2-0(The Meteorological Research Institute Earth System Model version 2.0)和ACCESSCM2(Australian Community Climate and Earth System Simulator Climate Model Version 2),与观测结果的空间相关系数分别为0.851和0.821。但偏差校正后的数据在空间相关性方面下降,由偏差校正前的0.861降为0.730,未能准确刻画高原极端降水阶梯式递增的特点。偏差校正后的极端降水数据误差分布与偏差校正前相似,偏低区域主要集中在高原南部腹地和东部。进一步的极端降水贡献率分析结果表明,观测结果与CMIP6降水数据均显示1979-2014年期间极端降水贡献率变化趋势不明显。单个CMIP6模式中,EC-Earth3-Veg(European Community Earth-Vegetation model version 3)和EC-Earth3(European Community Earth Model version 3)及CanESM5(The Canadian Earth System Model version 5)在多个统计评估指标上排名靠前,展示出较好的模拟能力;IPSL-CM6A-LR(Institut Pierre-Simon Laplace Climate Model 6A Low Resolution)在平均降水误差和极端降水的误差指标上表现出色。

关键词：青藏高原第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6) 偏差校正降水

3WF-1300型悬挂式喷杆喷雾机的设计与试验

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农机化研究 2025年第3期 77-81页

作者：李存斌梁玉成张庆柱陈宝昌谢宇峰吕海杰宋秋梅黑龙江省农业机械工程科学研究院

针对我国目前大田喷雾机仍以中小型机具为主，产品技术含量相对较低，使用可靠性差，施药过程存在雾滴飘移、喷洒不均匀、农药有效利用率低等问题，在分析悬挂式喷杆喷雾机工作原理的基础上设计并研制了一种高效、安全的3WF-1300型悬挂... 详细信息

针对我国目前大田喷雾机仍以中小型机具为主，产品技术含量相对较低，使用可靠性差，施药过程存在雾滴飘移、喷洒不均匀、农药有效利用率低等问题，在分析悬挂式喷杆喷雾机工作原理的基础上设计并研制了一种高效、安全的3WF-1300型悬挂式喷杆喷雾机。该机配套动力为88.2～117.6 kW,药箱容量1 300 L,喷幅18 m,可液压控制喷杆折叠、展开和升降，有效降低了驾驶人员的操控难度，能够实现舒适、精准、高效的农药喷施作业，提高了农药有效利用率、降低了农药施用量、减少了环境污染，极大地保护了操控人员的身体健康。田间试验结果表明：喷雾机结构参数设计合理，喷杆的折叠、展开和升降过程平稳顺滑，无卡顿现象；喷雾均匀，作业效率高，达到了设计指标的要求；田间试验中，沿喷杆方向喷雾分布变异系数为5.3%,结果优于国家标准。

关键词：喷杆式喷雾机折叠喷杆悬挂机构升降机构

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电解水制氢技术：进展、挑战与未来展望

工程科学学报 2025年第2期47卷 282-295页

作者：张正宋凌珺北京航空航天大学交通科学与工程学院

实现全球碳中和是各国在2050年制定的重要目标之一，旨在减缓气候变化的不良影响.氢能作为一种极具潜力的清洁能源，凭借其高能量密度、零碳排放、可再生性强等特性，被视为实现能源转型与应对气候变化的重要载体.为了实现这些目标，利... 详细信息

实现全球碳中和是各国在2050年制定的重要目标之一，旨在减缓气候变化的不良影响.氢能作为一种极具潜力的清洁能源，凭借其高能量密度、零碳排放、可再生性强等特性，被视为实现能源转型与应对气候变化的重要载体.为了实现这些目标，利用电解水制取氢气已经成为解决全球碳中和问题的重要关键方案之一.本文综述了碱性电解水、质子交换膜电解水、阴离子交换膜电解水和固体氧化物电解水制氢技术的最新进展，并对这四种电解水技术的工作原理、结构特点以及优缺点进行了详尽比较.此外，总结了电解水制氢催化剂材料的研究进展，尤其是新型材料的开发与结构优化，旨在提升材料的催化活性与稳定性.讨论了海水电解制氢和耦合制氢等新兴技术，强调通过电解质组成优化、高效双功能催化剂开发及利用小分子氧化反应热力学优势，可有效提升电解水制氢效率和系统稳定性.最后，提出了电解水制氢技术的发展趋势与未来研究方向，包括提升催化剂性能、降低电解过程能耗、开发新型电解设备等，旨在促进电解水制氢技术的进步，助力全球碳中和目标的实现，并为未来的研究提供参考与指导.

关键词：碳中和氢能电解水制氢催化剂电极材料

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干湿交替灌溉与植物生长调节剂对水稻光合特性及内源激素的影响

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作物学报 2025年第1期51卷 174-188页

作者：赵黎明段绍彪项洪涛郑殿峰冯乃杰沈雪峰广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088 黑龙江省农业机械工程科学研究院绥化分院黑龙江绥化152054

为探明干湿交替灌溉与植物生长调节剂(plant growth regulators, PGRs)对水稻光合特性、内源激素及产量的影响。采用盆栽与大田相结合方式,以龙粳31为试验材料,设置轻干湿交替灌溉(MI)和重干湿交替灌溉(HI)2种灌溉处理,于分蘖盛期和剑... 详细信息

为探明干湿交替灌溉与植物生长调节剂(plant growth regulators, PGRs)对水稻光合特性、内源激素及产量的影响。采用盆栽与大田相结合方式,以龙粳31为试验材料,设置轻干湿交替灌溉(MI)和重干湿交替灌溉(HI)2种灌溉处理,于分蘖盛期和剑叶展叶期喷施已酸二乙氨基乙醇酯(diethylaminoethylcaproate,DA)、6-苄氨基腺嘌呤(6-benzylaminoadenine,BA)和BA(分蘖盛期)+DA(剑叶展叶期)3种PGRs,并设置清水对照,探究干湿交替灌溉、PGRs及互作下干物质积累、光合特性、内源激素及产量差异。结果表明,与HI相比, MI显著增加了抽穗后叶面积、叶面积指数、SPAD值及净光合速率,提高了剑叶与籽粒IAA、GA3和ZR含量,降低了ABA含量,增加了干物质积累及茎鞘物质转运能力,并在改善节间性状基础上增加了结实率、每穗粒数及粒重,增产5.30%(盆栽)和5.11%(大田)。与CK相比,喷施BA+DA显著提高了抽穗后剑叶净光合速率、干物质积累及茎鞘物质转运能力,提高了剑叶与籽粒IAA、GA3和ZR含量,增加了千粒重、结实率、收获指数、每穗粒数和粒重,增产6.60%(盆栽)和6.05%(大田),其次是BA。干湿交替灌溉与PGRs互作对叶面积指数、内源激素含量、每穗粒数及千粒重存在显著影响,其中MI×(BA+DA)处理更有助于维持抽穗后绿叶功能持续期,提高叶片SPAD值、叶面积、叶面积指数和净光合速率,增强干物质积累及茎鞘物质转运能力,提高叶片与籽粒IAA、GA3和ZR含量,促进同化物向籽粒输出,并在稳定穗数基础上增加了千粒重、每穗粒数和粒重,提高了结实率和收获指数,实现产量较其他处理及CK增幅3.17%~12.57%(盆栽)和3.14%~11.55%(大田),而HI×(BA+DA)处理可实现MI×CK产量效果。综上所述,干湿交替灌溉配合喷施BA+DA可作为本区域水稻高产高效生产环节中的一种节水化控栽培组合措施。

关键词：水稻干湿交替灌溉植物生长调节剂光合特性内源激素产量

辽宁弓长岭铁矿床成矿物质来源及磁铁富矿成因探讨

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岩石学报 2025年第1期41卷 289-303页

作者：孙晓辉汤好书陈继宏白鹏飞长安大学地球科学与资源学院西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 鞍钢集团矿业弓长岭有限公司井采分公司辽阳111008 中国恩菲工程技术有限公司北京100080

辽宁鞍本地区是我国最大的BIF型铁矿资源基地,弓长岭铁矿床是该区最大的富铁矿床,其富铁矿成因机制备受关注。目前多认为其为热液改造条带状铁矿(贫矿)而成,但关于热液性质还存在变质热液、混合岩化热液及大气降水等不同认识。在总结前... 详细信息

辽宁鞍本地区是我国最大的BIF型铁矿资源基地,弓长岭铁矿床是该区最大的富铁矿床,其富铁矿成因机制备受关注。目前多认为其为热液改造条带状铁矿(贫矿)而成,但关于热液性质还存在变质热液、混合岩化热液及大气降水等不同认识。在总结前人研究成果基础上,本研究对辽宁弓长岭铁矿床二矿区条带状铁矿及富铁矿进行了系统的微量元素及Nd-Pb-S同位素分析,结果显示:条带状铁矿及富铁矿中磁铁矿的稀土配分模式一致,成矿物质来源于海水与高温热液混合。条带状铁矿中磁铁矿的ε_(Nd)(t)值变化较大(-6.9~1.5),而富铁矿中磁铁矿相应值(-7.7~-6.1)偏负且集中,指示形成富铁矿的热液流体来自地壳浅部。条带状铁矿中磁铁矿铅同位素μ值介于9.36~10.75,显示壳幔混源的特征;而富铁矿中磁铁矿的μ值(9.58~13.14)较高,指示后期壳源流体交代改造。条带状铁矿中黄铁矿的硫同位素值偏负,且分布集中(-2.08‰~-0.66‰,平均值-1.52‰),而富铁矿中黄铁矿的δ^(34)S同位素值(1.88‰~3.36‰,平均值2.39‰)明显偏重,指示富重硫同位素流体的交代作用。综合推测这种改造条带状铁矿的壳源、富重硫同位素的流体应为变质水与大气降水的混合热液流体,富铁矿为条带状铁矿在古元古代晚期经该混合热液流体改造,发生去硅存铁作用而成。

关键词：弓长岭鞍山群条带状铁建造磁铁富矿 Nd-Pb-S同位素

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腾冲火山壳幔过渡带分析及岩浆上涌通道初探

地震研究 2025年第1期48卷 41-48页

作者：范心甜危自根谢军程智伟凌媛李雪垒刘益炜中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 中国科学院地质与地球物理研究所地球和行星物理重点实验室北京100029 湖南工商大学微电子与物理学院湖南长沙410205

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑... 详细信息

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑空山-燃灯寺和南侧沙坝台区域具有比周边区域更低的振幅比,约有2 km地壳厚度差异。将该观测结果与前人获得的这两个区域相对薄的地壳厚度与高的V_(P)/V_(S)比值相结合,表明黑空山-燃灯寺和沙坝台区域具有厚的壳幔过渡带,推测其是地幔物质涌入地壳的通道。结合前人获得的该区上、中、下地壳都存在大片低速体的特征,推测来自地幔的岩浆很可能沿着腾冲火山区黑空山-燃灯寺和沙坝台这两个区域上涌到地壳,并依次在下、中和上地壳富集和横向展布,最终沿多个通道喷出地表。

关键词：腾冲火山接收函数振幅比地壳厚度壳幔过渡带地幔上涌通道

湘中紫云山花岗岩和暗色包体的源区及其地质意义:来自全岩地球化学及Sr-Nd同位素的证据

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岩石学报 2025年第1期41卷 135-150页

作者：鲁玉龙肖荣彭建堂黄建中李欢王鹏冷家豪刘洋湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湘潭411201 湖南省地质调查所长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验长沙410083 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550002

湘中紫云山花岗质岩体形成于晚三叠世,近年来因其周边众多金属矿床的发现而备受关注。岩体内含有丰富的暗色包体(MMEs),为研究其源区和形成过程提供了一个重要的窗口。本文对紫云山暗色包体进行了全岩主、微量元素分析,并对紫云山花岗... 详细信息

湘中紫云山花岗质岩体形成于晚三叠世,近年来因其周边众多金属矿床的发现而备受关注。岩体内含有丰富的暗色包体(MMEs),为研究其源区和形成过程提供了一个重要的窗口。本文对紫云山暗色包体进行了全岩主、微量元素分析,并对紫云山花岗岩和暗色包体进行了Sr-Nd同位素分析。暗色包体主要为闪长质-花岗闪长质,SiO_(2)含量在55.24%~68.72%(平均为63.758%),K_(2)O含量为1.22%~6.33%(平均值为2.76%),属于钙碱性系列至高钾钙碱性系列岩石。暗色包体的(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.714943~0.720623,ε_(Nd)(t)值为-9.53~-6.5,t DM2为1.53~1.78 Ga;主体花岗岩的(87 Sr/86 Sr)i值为0.718160~0.724384,ε_(Nd)(t)值为-7.4~-8.2,二阶段模式年龄t DM2为1.60~1.67Ga;补体花岗岩的(87 Sr/86 Sr)i值为0.735888~0.745734,ε_(Nd)(t)值为-10.1~-10.9,二阶段模式年龄t_(DM2)值为1.82~1.89Ga。研究表明:紫云山花岗岩主要来源于变杂砂岩熔融的壳源岩浆,并混合了部分富集幔源岩浆;其中主体花岗岩相较补体花岗岩含有较多的幔源组分,而紫云山暗色包体主要来源于富集地幔。紫云山花岗岩和暗色包体可能是印支期华南板块受周缘板块碰撞挤压后岩石圈伸展减薄,底侵的高温幔源岩浆注入到壳源长英质岩浆房后,两者混合不均的产物。在湘中地区,印支晚期花岗岩与其附近的金(锑)、钨等矿床存在密切的时、空联系,可能具有良好的成矿潜力;该区印支晚期花岗岩的成岩-成矿作用的强度远超传统认识,在找矿过程中需加以重视。

关键词： Sr-Nd同位素岩浆源区成矿效应暗色包体湘中

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近70年黄河潼关站以下河段冲淤特征分析

水土保持研究 2025年第1期32卷 48-56页

作者：韩超王飞戈文艳陈昊史尚渝刘元昊西北农林科技大学水土保持科学与工程学院中国科学院水利部水土保持研究所

[目的]揭示黄河潼关以下河段冲淤变化过程及分布特征，为未来黄河下游水土保持和调水调沙工作提供参考。[方法]对1952—2022年来潼关—花园口段、下游游荡型河段、过渡型河段、弯曲型河段输沙特征和冲淤过程进行分析，采用趋势分析、突... 详细信息

[目的]揭示黄河潼关以下河段冲淤变化过程及分布特征，为未来黄河下游水土保持和调水调沙工作提供参考。[方法]对1952—2022年来潼关—花园口段、下游游荡型河段、过渡型河段、弯曲型河段输沙特征和冲淤过程进行分析，采用趋势分析、突变检验与回归分析等方法，确定了不同河段的输沙、冲淤变化特征及其相互影响。[结果]潼关以下河段年输沙量在显著减少(p<0.01),1996年后各站输沙量大幅降低，近20年来沙系数均低于0.01,表现冲刷特征。各河段年淤积量呈下降趋势，潼关—花园口段和弯曲型河段仍在持续淤积，花园口—艾山段近20年淤积量则为负值。研究时段内，潼关以下河段累计淤积泥沙186.84亿t,潼关—花园口段、游荡型河段、过渡型河段和弯曲型河段分别淤积了86.75亿t, 49.45亿t, 17.14亿t, 33.49亿t。另外，输沙量和来沙系数变化分别对潼关—花园口、游荡型河段和花园口以下河段淤积影响明显(p<0.01)。[结论]小浪底水利枢纽运行及调水调沙实施后，潼关以下河段年淤积量大幅减少，潼关—花园口和弯曲型河段承载了更多泥沙，花园口—艾山段则已由淤转冲。

关键词：水沙变化黄河下游冲淤过程淤积现状

基于指数滤波模型的青藏高原根系层土壤水分估算研究

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高原气象 2025年第1期44卷 134-149页

作者：宋雨曦苏建宾文军郑东海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 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室国家青藏高原科学数据中心北京100101

高精度、长时序的土壤水分数据对青藏高原陆-气相互作用研究十分重要。然而,当前青藏高原土壤水分研究大多聚焦表层土壤水分的卫星反演,根系层土壤水分的估算研究相对匮乏。基于青藏高原五个土壤水分观测网络(狮泉河、帕里、那曲、黑河... 详细信息

高精度、长时序的土壤水分数据对青藏高原陆-气相互作用研究十分重要。然而,当前青藏高原土壤水分研究大多聚焦表层土壤水分的卫星反演,根系层土壤水分的估算研究相对匮乏。基于青藏高原五个土壤水分观测网络(狮泉河、帕里、那曲、黑河上游、玛曲)数据,本文系统评估了指数滤波模型在青藏高原不同气候与下垫面区域估算根系层(10 cm/20 cm/40 cm)土壤水分的适用性,探讨了不同环境因素(土壤、气候、植被)对模型特征时长参数T值的影响,最后评估了利用三种方法(各观测网络或青藏高原站点最优T值(Topt)中位数、随机森林模型)获取的区域T值估算青藏高原根系层土壤水分的可靠性。研究发现:(1)随着土壤深度的增加,根系层与表层土壤水分的相关性降低,而其空间异质性增大,导致指数滤波模型的应用精度降低,而模型T值及其空间异质性增大;(2)空间上随着降水量和土壤含水量的增加,根系层与表层土壤水分的相关性增大,而其空间异质性降低,使得指数滤波模型的应用精度上升,而其在区域内不同站点应用精度的差异呈现降低趋势;(3)土壤性质尤其是砂土含量是控制青藏高原区域T值空间分布的主要因素;(4)T值的获取对指数滤波模型在青藏高原的应用精度影响较小,当前常用的区域Topt中位数和随机森林模型均能获取相对合理的区域T值和取得一致且相对准确的模拟结果。本研究的发现有望推动利用指数滤波模型基于卫星表层土壤水分资料准确获取青藏高原根系层土壤水分。

关键词：青藏高原指数滤波模型根系层土壤水分不同气候与下垫面区域