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光谱辐射照度国际关键比对装置、方法与结果分析

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 1-7页

作者：代彩红王彦飞李玲吴志峰谢一航中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所北京100029

基于高温黑体辐射源和双光栅光谱辐射比较测量系统,中国计量科学研究院自主研制了新一代光谱辐射照度国家基准装置,波长范围覆盖230~2550 nm,以一组稳定的卤钨灯作为副基准灯组,保存和传递光谱辐射照度量值。黑体的温度溯源至铂-碳Pt-C... 详细信息

基于高温黑体辐射源和双光栅光谱辐射比较测量系统,中国计量科学研究院自主研制了新一代光谱辐射照度国家基准装置,波长范围覆盖230~2550 nm,以一组稳定的卤钨灯作为副基准灯组,保存和传递光谱辐射照度量值。黑体的温度溯源至铂-碳Pt-C和铼-碳Re-C共晶点黑体,在3021 K采用钨碳-碳WC-C共晶点黑体进行验证。采用新基准装置,2017年-2019年NIM参加国际计量局组织的光谱辐射照度国际关键比对CCPR-K1.a,比对由全俄光学物理学测量研究院(VNIIOFI)主导,共有12个实验室参加。比对结果表明:除少数实验室外,在250~290、300~1300、1500~2500 nm波长范围,各参比实验室之间的一致性分别为±2.0%、±1.0%和±2.0%。在紫外、可见和近红外波段,NIM与国际比对参考值的平均相对偏差分别为0.13%、0.28%和0.15%。在250~2500 nm全波段,NIM与国际比对参考值的平均相对偏差为0.17%,与2004年平均相对偏差0.9%相比,测量能力提升显著。

关键词：光谱辐射照度国际比对高温黑体测量不确定度国家基准

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全球气候变暖加剧背景下中国高影响区域性极端事件及归因研究进展

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气候变化研究进展 2025年

作者：袁宇锋廖圳周佰铨翟盘茂中国气象科学研究院

本文系统回顾了2010—2023年全球气候变暖加剧背景下中国区域发生的重大极端天气气候事件，在重点分析这些事件特征及社会经济影响的基础上，进一步梳理总结了这些事件最新的归因研究进展。2010年以来的国内十大天气气候事件中占比最高... 详细信息

本文系统回顾了2010—2023年全球气候变暖加剧背景下中国区域发生的重大极端天气气候事件，在重点分析这些事件特征及社会经济影响的基础上，进一步梳理总结了这些事件最新的归因研究进展。2010年以来的国内十大天气气候事件中占比最高的是极端降水与洪涝事件和台风，分别为27%和15%；其次为极端高温、干旱、低温雨雪相关的冷事件以及雾霾沙尘相关的污染事件，占比均在11%～12%之间；最后相对较少的是强对流天气和其他类型气象事件，占比分别是7%和6%。随着全球气候变暖加剧，中国地区的极端高温、极端降水和干旱等事件的频率和强度显著增加。极端事件趋势归因关注气候变化对极端事件长期趋势的影响。极端高温和干旱事件的增加主要归因于人为强迫，而极端降水、干旱、野火等极端事件也与人类活动引起的增暖联系紧密。人类活动，尤其是温室气体排放，是推动我国极端事件长期变化的主要驱动因素。单个（单类）事件归因关注极端事件自身发生概率和强度的变化。基于环流相似法、大气模式方法和“故事线”等归因方法的研究表明，人类活动显著增加了极端高温、干旱野火事件以及复合干热事件的强度和发生频率，一定程度上减弱了低温事件发生概率和强度；对降水事件的影响程度因事件类型存在一定差异，但多数研究结果倾向于人类活动加剧了极端降水事件的风险。尽管近年来极端事件归因研究取得了重要进展，但对例如强台风、强对流天气以及其他类型复合事件等极端事件的归因研究尚有不足。此外，极端事件归因研究还面临观测资料不足、气候模式发展滞后等挑战。建立实时检测归因系统将对防灾减灾政策的制定和实施提供科学指导，具有重要意义。

关键词：全球变暖极端事件归因研究

江苏高邮灌区水稻需水量时频域特征及影响因素分析

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农业工程学报 2025年

作者：侯苗杨星齐斐翁松干鞠艳张雯叶王志寰江苏省水利科学研究院

水稻需水量研究面临多方面挑战，包括海量数据处理、时空尺度变化的复杂性，这使得采用单一方法难以捕捉其关键特征。因此，为解决单一方法难以捕捉水稻需水量变化的关键特征的困难，该研究提出了一种时域和频域相结合的需水量关键影响... 详细信息

水稻需水量研究面临多方面挑战，包括海量数据处理、时空尺度变化的复杂性，这使得采用单一方法难以捕捉其关键特征。因此，为解决单一方法难以捕捉水稻需水量变化的关键特征的困难，该研究提出了一种时域和频域相结合的需水量关键影响因素识别方法。利用Penman-Monteith公式，基于7个气象指数、4个环流指数，研究了高邮灌区1980—2021年水稻生育期内作物需水量（crop water requirement,ETc）和灌溉需水量（irrigation water requirement,IR）特征，并从时频域角度，综合Pearson相关性、小波、投影长度和M-K检验等分析方法，结合能量分区，提出了水稻需水量关键影响因素的分析方法，识别水稻需水量关键影响因素及变化趋势。结果表明：1)ETc和IR多年均值分别为532.88、285.04 mm/a；年际距平显示，ETc和IR在2000年由偏少向偏多转变；月度变化显示，每年8月需水量最高，10月最低；2)ETc和IR存在2个主能量区（I、II区），I区相对II区，时间尺度更大、周期更长；ETc在I、II区分别受到相对湿度、日照时长主导，其中相对湿度领先ETc约1/2周期，日照时长与ETc无相位差；IR在I、II区均受降水量主导，二者相位差均为1/2周期；3)从能量分区及相关性的分析结果来看，ETc的关键影响因素是日照时长和相对湿度，分别呈显著负相关和正相关；IR的关键影响因素是降水量，两者呈显著负相关。总体来看，ETc和IR与关键影响因素呈现了一种“主震有序、余震不断”的特点；4)ETc和IR呈现缓慢震荡上升趋势，在2005年后更为明显。研究提出的需水量关键影响因素识别方法，可为高邮灌区水稻及其他区域作物合理灌溉制度的制定提供参考。

关键词：水稻需水量时频域 Penman-Monteith公式相关性影响因素

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基于变分量子深度神经网络的图像分类方法

中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：徐坊灵张雪松中国电子科学研究院

变分量子算法是在NISQ时代实现量子优势最具潜力的方法之一,它的高维希尔伯特空间有助于捕捉图像数据中更复杂的模式和特征.然而,变分量子线路复杂的参数空间容易出现梯度消失问题和局部最小值问题,在处理更复杂的图像问题时面临训练性... 详细信息

变分量子算法是在NISQ时代实现量子优势最具潜力的方法之一,它的高维希尔伯特空间有助于捕捉图像数据中更复杂的模式和特征.然而,变分量子线路复杂的参数空间容易出现梯度消失问题和局部最小值问题,在处理更复杂的图像问题时面临训练性和学习能力之间的矛盾.本文提出了一种面向图像分类的变分量子深度神经网络模型,模型基于一种便于扩展的参数化量子线路,能够避免梯度消失问题,并利用高效评估的量子自然梯度规避局部最小值问题.数值仿真表明,该模型具有较强的训练性和学习能力,该图像分类方法能够处理更复杂的图像数据.

关键词：变分量子算法量子神经网络图像分类

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用于超分辨成像的低波前畸变二向色镜的研制

光子学报 2025年

作者：黄宏宇王瑞生林晓敏梁显鹏董明袁泉沈阳仪表科学研究院有限公司

为满足超分辨荧光检测系统中高精度成像及快速检测的需求，研制了双波段低波前畸变二向色镜。通过研究退火温度对Ta2O5与SiO2材料膜层应力的影响规律，反演拟合出两种材料膜层应力抵消时的膜层厚度比与退火温度关系式；基于拟合结果设... 详细信息

为满足超分辨荧光检测系统中高精度成像及快速检测的需求，研制了双波段低波前畸变二向色镜。通过研究退火温度对Ta2O5与SiO2材料膜层应力的影响规律，反演拟合出两种材料膜层应力抵消时的膜层厚度比与退火温度关系式；基于拟合结果设计了一种双波段低波前畸变的膜系结构，通过退火法实现双波段低波前畸变二向色镜的制备。经测试，采用2 mm厚度的石英基底，光谱测试结果为Tavg>97%@504～544 nm、Tavg>97%@588～800 nm,Tabs<2%@450～491 nm、Tabs<2%@556～566 nm，波前畸变（反射PV值）测试结果为0.087λ。

关键词：光学薄膜二向色镜波前畸变退火超分辨成像

面向TBM应用的激光辅助破岩技术现状及展望

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激光与光电子学进展 2025年

作者：康民强白杨李平朱启华中国工程物理研究院激光聚变研究中心中国工程物理研究院研究生院

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助... 详细信息

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助TBM“降本增效”。本文论述了激光辅助TBM破岩的原理，介绍了近年来国内外激光辅助TBM破岩技术发展现状，分析了其中存在的问题及发展趋势。

关键词： TBM 激光辅助破岩破岩机理试验验证装置探索

基于FPGA的串列加速器端电压稳压系统数字化应用

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核电子学与探测技术 2025年

作者：马妍瑞安广朋崔保群李爱玲中国原子能科学研究院

粒子经串列加速器加速后，如果想要得到高品质的束流，就需要保证串列加速器端电压的稳定性。为了进一步提高1.7MV串列加速器束流的品质，提出了基于FPGA的粒子加速器稳压实时控制系统的方法。利用GVM、CPU和狭缝测量束流能量的漂移信... 详细信息

粒子经串列加速器加速后，如果想要得到高品质的束流，就需要保证串列加速器端电压的稳定性。为了进一步提高1.7MV串列加速器束流的品质，提出了基于FPGA的粒子加速器稳压实时控制系统的方法。利用GVM、CPU和狭缝测量束流能量的漂移信息，进而实现对高压信号变化的采集，通过数模转换传输至FPGA实现稳压控制系统的增量式PID算法优化，反馈于电晕针对高压进行控制，缩短了电压调节时间。在实验仿真过程中，实时控制高压稳定度可以达到±0.039%，满足最终所需的稳压效果。

关键词：串列加速器:稳压控制系统 FPGA 增量式PID算法

基于固定时间一致性的异构电源分布式有功控制

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电力自动化设备 2025年

作者：郑力文马世英王青中国电力科学研究院有限公司

随着可再生能源的开发利用，逆变型电源不断接入电力系统，使得发电侧的同构同步发电机向异构电源转变。针对含异构电源的电网，提出一种基于固定时间一致性的分布式有功控制以实现电源间的频率同步和相角聚合。根据强物理耦合性建立电... 详细信息

随着可再生能源的开发利用，逆变型电源不断接入电力系统，使得发电侧的同构同步发电机向异构电源转变。针对含异构电源的电网，提出一种基于固定时间一致性的分布式有功控制以实现电源间的频率同步和相角聚合。根据强物理耦合性建立电力系统的信息-物理系统模型；针对无领导者和领导者-跟随者情景分别设计了异构电源的分布式有功控制策略，利用Lyapunov函数对所提控制器进行稳定性分析，并考虑延时对控制器设计的影响。通过IEEE 39节点系统的时域仿真结果验证了所提控制器的优越性和鲁棒性。

关键词：异构电源固定时间一致性分布式有功控制信息-物理系统

构网型柔直并网系统受扰特性分析及稳定控制策略

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电力自动化设备 2025年

作者：郑超苏志达吕思卓中国电力科学研究院有限公司

当前针对构网型变流器并网系统的研究多基于电磁暂态尺度，模型和控制结构复杂，受仿真规模和效率的限制，无法适用于大型电力系统暂态稳定分析。面向送端采用跟网型控制和受端采用构网型控制的双端柔性直流并网系统，建立了计及变流器... 详细信息

当前针对构网型变流器并网系统的研究多基于电磁暂态尺度，模型和控制结构复杂，受仿真规模和效率的限制，无法适用于大型电力系统暂态稳定分析。面向送端采用跟网型控制和受端采用构网型控制的双端柔性直流并网系统，建立了计及变流器限流策略的构网型柔直并网系统机电暂态仿真模型；采用大扰动激励法揭示了构网型柔直并网系统非线性功率响应特性，分析了故障限流倍数、扰动幅度、系统强度等因素对系统暂态特性的影响；从装备级和系统级层面，提出了改善构网型柔直并网系统暂态功角稳定性的控制策略。针对含构网型柔直的新英格兰10机39节点交直流混联系统，仿真验证了所提多级稳定控制策略提升系统功角稳定水平的有效性。

关键词：构网型控制双端柔性直流功角稳定受扰暂态特性控制策略