热式微型空速计

针对微小型飞行器对空速测量的要求及轻、小、省的原则,提出一种基于热膜流场传感器、能够对低空速精确测量的微型空速计。阐述了利用微型热膜流场传感器实现低空速测量的基本原理,并对热膜流场传感系统进行了性能测试。微处理器对传感器输出信号进行采集及A/D转换,并根据标定时建立的风速与传感器输出的关系进行风速值解算,最终以数字量形式输出。在低湍流度风洞实验测试表明,空速测量系统可快速实现低空速精确测量,测量范围0.5m/s～20m/s,测量精度为0.34m/s,能够满足微小型飞行器的应用需求。     

伊宁市大风灾害分布特征及成因分析

为掌握新疆伊宁市风的变化特征及其成因,并为合理利用当地风能资源提供一定的参考。本文利用2008-2018年伊宁市风次数及风速等统计资料,主要采用数理统计、线性趋势分析等方法针对风的变化特征进行分析,并在此基础上探讨了大风灾害的成因,结果表明:伊宁市出现风的次数较多,年平均出现风1321次。并整体上以96.636次/10a的速率呈现出明显的下降趋势,其中以夏季出现风次数最多,冬季出现风次数相对较少,占到23.9%。年平均风速以0.173m/s/10a呈现出一定的减弱趋势,年最大风速以0.609m/s/10a的速率呈下降趋势。年极大风速以2.845m/s/10a的速率呈现出一定的增加趋势。地形是导致出现大风天气的主要原因之一。另外,北方春季与冬季冷空气较为活跃。使该地区气压梯度与温度梯度明显增加,进而导致风力增加。再加上高空出现有冷平流,进而极易导致出现气流加速,最终引发大风天气过程。     

静态破碎在铁路工程中应用

静态爆破解决了铁路工程山体开挖附近房屋密集、不允许出现飞石及振动泼的一个技术问题.甬台温铁路Ⅲ标乐清车站路基石方位于乐清市白石镇辖区内,具有设计标准高(200km/h)、开挖高度大(29m)、地形条件复杂(房屋密集且距离开挖面距离为4～15m)的特点.现在以甬台温铁路Ⅲ标乐清车站路基石方开挖为例,介绍静态爆破在铁路石方开挖中施工的方法及配套技术.     

带状留茬间作防风蚀效应风洞模拟试验研究

通过风洞模拟试验,探讨了不同带宽的小麦留茬带与马铃薯裸露带等带宽间作后农田土壤的防风蚀效果。研究表明,在带宽为1m、1．5m、2m的小带宽间作条件下,当风洞中心风速为9m／s、植被覆盖度为30％、残茬高度为30cm时,残茬带保护相邻裸露带的效果最佳,其保护的有效范围均是背风侧距残茬带与裸露带交界处3／4裸露带范围内;残茬高度越小,则不同带宽的残茬带保护相邻裸露带的有效范围就减小。     

华北平原1951年至2006年风速变化特征分析

利用线性拟合、小波分析、Mann-Kendall方法对华北平原104个测站空间平均的近56年来的逐日风速资料进行了倾向、周期、突变等特性分析.研究结果表明:1951年～2006年间,华北平原风速呈减小趋势,变化率约为-0.016m/(s·a),四个季节中冬季风速降低趋势最为明显,递减率也最大-0.022m/(s·a),而夏季风速递减趋势最不明显.风速的长期变化还具有一定的突变性,年平均风速在1980年前后出现明显的突变点,从各季节平均风速来看,夏、秋季突变出现的时间稍早于春、冬季节,且夏季突变情况较复杂,出现多个突变区域.到90年代时,各季平均风速的M-K统计量UF的平均值都超过或接近0.05显著水平的临界值,表明风速开始显著下降.复值Morlet小波分析的结果显示,风速变化存在1a、8～10a以及15～20a左右的变化周期.     

超声波风速风向测试仪的设计

该设计的超声波风速风向测试仪具有低功耗、精度高、可靠性强、检测速度快、检测范围大(测量范围:0～ 60m/s)等特点.该测试仪,基于传统时差法的超声波风速风向检测方法,并采用同侧V型安装方式,由dsPIC33F系列单片机进行控制准确获取时差,实现风速风向测量.该测试仪在风洞测试时,获得较高地精度和稳定度.     

基于时延-多普勒图像的海洋表面风速反演方法

随着GNSS-R技术在海洋遥感领域的发展,已经积累了海量的GNSS-R数据。针对基于时延-多普勒相关功率图(DDM)实测波形与经验模型反演风速复杂性高、计算量大和精度低的问题,采用两种神经网络方法,基于NASA CYGNSS的DDM数据,分析了DDM与海洋表面风速的关系,首先引入卷积神经网络建立风速等级分类模型对海洋表面风速进行分类反演,但效果不理想。为获取精度更高的反演风速,对DDM进行特征提取,改用BP神经网络完成了风速反演。反演风速与实际风速的皮尔逊相关系数为0.958、均方根误差为1.86 m/s、平均相对误差为2.66%,证明了基于DDM使用神经网络反演风速的可行性和有效性。     

不同背景场近地层风速的预报效果检验

模式初始场的优劣对风预报结果影响较大,中国常用的全球环流背景场为美国NCEP发布的GFS资料、欧洲中心的ECMWF资料以及中国气象局的T639资料。本文收集、整理了2010年6月~2011年5月的上述3套资料,将其分别与中国境内677个基本站、基准站和400座专业测风塔同期测风数据进行对比检验,综合分析GFS、EC、T639在中国区域内的近地层风速预报效果,并给出3套数据预报性能的平面分布图,结合气象站和测风塔处的地形特征和测风数据的代表性,初步判断3套背景场的近地层风速在不同区域、不同季节的可预报性,为中尺度模式选择初始场开展风速预报服务时提供一定依据。结果表明：①风速介于（0~3）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果一致,T639资料预报效果最好,GFS资料第二,EC资料第三。风速介于（3~15）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果有差异,测风塔数据检验,EC资料预报效果最好,GFS资料第二,T639资料第三;气象站资料检验,GFS资料预报效果最好,EC资料第二,T639资料第三。风速介于（15~25）m/s时,气象站和测风塔观测资料检验结果一致,EC资料预报效果最好,GFS资料第二,T639资料第三;②基于（3~15）m/s风速段,中国东北、华北、西北、西南地区,全年EC资料预报效果最好,GFS第二,T639第三,但秋冬季在西南地区三套资料的预报效果均较差。华东地区,春秋季时,EC和GFS资料预报效果一致,优于T639;夏季时,EC资料预报效果最好,GFS第二,T639第三;冬季时,3套资料预报效果一致。中南地区,春、秋、冬季时,EC资料预报效果最好,GFS和T639资料预报效果一致;夏季时,3套资料预报效果一致。     

北京冬季城市热岛特征及强弱热岛影响因子研究

应用北京地区地面气象观测站1990-2004年1月的气温资料，分析了近15年北京冬季城市热岛的特征和变化趋势，也分析了城市热岛强度与地面气温的关系。结果表明：夜间城市热岛要强于白天，近15年夜间城市热岛具有增强趋势，而白天这样的趋势不明显。夜间月平均城市热岛强度与月平均气温正相关，气温高的年份，热岛强度相对也大，白天这种相关不明显。此外，对比分析了冬季强热岛和弱热岛的特征及其气象影响因子。结果表明：强热岛出现于夜间，白天热岛不明显；夜间强热岛出现和维持是多种因子综合作用的结果。白天日照充足的晴夜北京城郊地面风场很弱（≤2.0m/s），多个测站甚至出现静风，同时城区垂直方向近地大气层持续存在很弱（≤2.0m/s）的风场，甚至静风，城区320m高度以下持续存在大气逆温，有利于冬季强热岛的形成和维持。晴朗白天即使近地层大气风速维持在2.5m/s以下，城市热岛也会减弱消失，太阳辐射的加热作用所引起的郊区地面大气升温速率和幅度大于城区地面大气、大气稳定度的变弱以及城区大气逆温的消失是城市强热岛减弱并最终消失的重要原因。     

我国高铁强风灾害对策研究

研究目的:强风天气对高速列车安全运行影响很大。研究高铁沿线强风、大风规律,以及最大风速垂直分布、最大瞬时风速水平分布、最大瞬时风速随时间变化及周期特征,提出防御对策,提高动车组安全运营能力和服务水平,减少强风灾害对列车安全运行的影响,达到安全、高效行车目的。研究结论:我国高铁沿线风随高度变化规律遵循幂指数分布,幂指数α取值1/4～1/12;我国高速铁路沿线最大瞬时风速水平分布是随着特殊风环境(高架桥、特大桥、高路堤、路堑、垭口、峡谷)呈现独特特征,以20m以上高架桥、特大桥、高路堤弯道及垭口、峡谷、狭管效应区间瞬时风速最大,深路堑和山谷瞬时风速最小。强横风区间短时间内瞬时风速随时间变化增量在±5.0m/s之间,最大瞬时风速随时间变化遵循正弦波周期。大风日数的分布规律受天气系统和地形影响的制约,以特大桥、高架桥、高路基弯道垭口、峡谷、山口、河谷、强风和大风日数最多。其中兰新二线百里风区强横风区间大风日数在157d～209d,是我国乃至世界高铁强风灾害最严重的区间之一。提出了我国高铁强风灾害防控对策由行车预警监控措施和防风栅及人工隧道防护措施组成,为我国高铁安全运营提供了技术保障。因此本项研究对于制定全国高铁强风灾害对策和安全行车技术标准及防灾减灾具有一定的指导意义。     

冷湖天文台址气象要素垂直变化特征分析

根据冷湖赛什腾山天文台址GPS探空试验数据,分析了冬夏季高空大气温湿层结构及风速风向垂直分布特征。结果显示,冷湖赛什腾山天文台址夏季温度垂直变化率为0.43℃/100 m,冬季为0.84℃/100 m,冬季温度垂直变化明显较夏季剧烈,且冬季逆温层高度较夏季普遍较低,但出现频次较高。冬夏季湿度在地表至500 hPa均随海拔升高呈逐渐增大,并在500 hPa附近达到最大值,其后呈逐渐减小趋势,其中夏季湿度变化较冬季显著。近地层的风速受地形地貌影响,随海拔高度升高变化显著,高空风速变化较平稳。对比赛什腾山顶和冷湖国家基准气候站两地放球记录分析风向得出：650 hPa山顶风向较冷湖站不稳定,500 hPa以上两地风向变化趋于一致。     

“海燕”台风暴雨洪水分析

2008年第8号热带风暴“海燕”于8月12日20时在关岛附近洋面上生成,生成后向西北偏西方向移动,强度逐渐增强,14日8时加强为强热带风暴,14日14时加强为台风,15日11时加强为强台风,16日18时继续加强为超强台风,中心最低气压只有915百帕,并于17日22时05分在温州平阳县敖江镇登陆,登陆时中心气压920百帕,近中心最大风力19级（实测最大风速68m/s）。由于8号台风属于超强台风,风势强,降雨量大,为建国以来登陆我国大陆最强的台风,给温州苍南、平阳、泰顺县等地带来了非常严重的灾害。     

长沙站一次雷雨天气探空资料分析

为考察2022年5月29日19时雷雨天气对探空观测的影响,文章采用长沙站雷达探空数据、地面观测数据等资料分析,获得以下结论：29日19时探空平均升速为844 m/min,最大升速为1 300 m/min,是该次的最大特点,突出了上升气流的强盛程度;温度较高且较活跃,大气层具有不稳定性,且提供较强持续上升运动的能量;湿度在850～461 hPa无信号,为100%,对应的露点温度差保持为0,风向形成高低层切变线,风速较小,已具有降水条件,且零度层较高不具备产生冰雹的条件。此次雷雨天气是在西南急流、切变线南压、冷暖气流共同作用下产生的,导致整个探空过程在积雨云区进行,产生雷暴致使仪器无信号。且地面降水量从29日19时至30日03时02分累计34.4 mm,达到大雨量级。     

磁流体中非磁性颗粒负磁泳操纵的数值研究

通过非均匀磁场诱导磁流体中非磁性颗粒定向移动实现分离的磁泳技术,在微流控芯片中用于细胞分选、DNA提纯和生物分析等方面具有潜在的应用价值。考虑稀磁流体的体积分数为1%,其粘性随磁场强度的变化为线性,在此基础上分析了非磁性颗粒在磁流体中的粘性阻力和磁浮力,同时根据流体力学方程组、Maxwell磁学方程组和非磁性颗粒的运动方程,建立了梯度磁场和流场共同作用下的非磁性颗粒运动的二维数值模型。对两种磁场分布下非磁性微粒的运动特性以及不同入口速度和磁场强度对颗粒偏转的影响进行了数值研究。结果表明,磁场驱动非磁性微粒朝着远离磁源的方向移动;入口流速从1.0 mm/s增大到2.0 mm/s时,粒径分别为3、4、5μm的三种颗粒的偏转距离逐渐靠近;微通道内颗粒越靠近磁源位置磁力越大,磁力最大值发生在永磁体相邻两直角附近,所以越靠近磁源的颗粒偏转也越大。另外,在相同入口速度下,磁场强度越大,非磁性颗粒的偏距就越大,越有利于颗粒的负磁泳操作。研究结果对分离装置的设计具有指导意义。     

新疆高速公路风害防控技术研究

选取新疆高速公路沿线100多个气象台站近50年(1961～2010年)风向、风速资料,以及沿线7个6要素5层梯度风1年(2009～2010年)风监测资料、10个铁塔梯度风和30个大风监测站近10年(2001～2010年)监测资料,应用气象模式和极值Ⅰ概率模式计算出高速公路沿线100m×100m空间网格点上距路面4m高度处最大瞬时风速,结合线路走向与强风主风向之间夹角,确定高速公路沿线强横风警戒区间。研究结果表明:新疆高速公路五横布局中的百里风区强横风区间大风日数在157～209d,是我国乃至世界高速公路风害最严重的区间之一。阿拉山口风区、三十里风区、达坂城风区强横风区间次之,年平均大风日数148～155d。公路平原绿洲区间的风害最少,年平均大风日数不足10d。沙漠公路中部大风日数多于盆地边缘绿洲区间。高速公路强风区间短时间内瞬时风速随时间变化增量在±5.0m/s之间,最大瞬时风速随时间变化遵循正弦波周期。新疆高速公路沿线风害5大区域中以特强重大危险区和强重大危险区危害区危害最大。研究提出了新疆"五横七纵"高速公路风害防控技术主要包括:风害防控信息管理技术、防风栅防护技术。因此本项研究对于制定全国高速公路风害防控技术和安全行车技术标准及防灾减灾具有一定的指导意义。     

那曲地区中西部大风特征分析

大风是瞬时风速达到或超过17m/s的风,那曲大风日数远比同纬度其他地区为多,大风天气对牧业生产造成一定的危害,为此本文利用2000~2009年大风气象观测资料,对那曲地区中西部四个测站的地面自记风资料分析,探讨那曲地区中西部大风的时空分布规律,结果表明,那曲地区中西部大风天气出现的次数相差很大。北部安多大风日数最多,其次是申扎与班戈,那曲最少。那曲地区中西部年大风日数10年间有一个高值年和三个低值年,2009年各县大风日数均达到最高值。那曲地区中西部最多大风日数出现在12月~1月。     

那曲地区中西部大风特征分析

大风指的是瞬时风速达到或超过17m/s的风,那曲高原上的大风日数远比同纬度其他地区为多,尤其是东春季节最多,给牧业生产造成一定的危害,文章利用2000～2009年大风气象观测资料,对那曲地区中西部四个测站的地面自记风资料分析,探讨那曲地区中西部大风的时空分布规律,结果表明,那曲地区中西部大风天气出现的次数相差很大.北部安多大风日数最多,其次是申扎与班戈,那曲最少.那曲地区中西部年大风平均日数10年间有一个高值年和三个低值年,平均3～4年出现一个波段,2009年各县大风日数均达到最高值.那曲地区中西部最多大风日数出现在12～1月.     

呼和浩特市2021年春季一次沙尘回流过程的污染特征分析

2021年3月15日—17日,呼和浩特地区出现大范围沙尘天气,能见度较低,强度达到强沙尘暴级别,出现严重污染。文章利用地面观测和激光雷达数据相结合的方式对此次沙尘回流污染特征进行了分析。研究表明：3月15日,呼和浩特市PM₁₀为1 510μg/m³,PM_2.5为525μg/m³,AQI数值达到500,污染严重,PM_2.5/PM₁₀数值为0.35,小于0.5,污染过程以粗颗粒污染物为主。温度、相对湿度与污染程度呈负相关,风向为西北风,风速最大达到6级以上大风,动力条件充足,污染源来自蒙古国,污染边界层高度最低达到225 m,污染期间激光雷达退偏比、消光系数数值较高。3月17日,受东南风向影响,沙尘气团向北回流,AQI数值为393,污染等级升为重度污染,日平均气温为4.8℃,平均相对湿度为47.3%,与污染程度呈正相关,污染程度与第一次过境比较轻。     

利用转基因衣藻合成聚-β-羟基丁酸的研究

聚-β-羟基丁酸(polyhydroxybutyric acid,PHB)是发现最早且研究最透彻的一种生物可降解塑料.莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)素有"光合酵母"之称,是理想的转基因受体生物.通过转基因技术将PHB生物合成的关键酶基因导入莱茵衣藻,利用光合作用合成PHB,降低PHB的生产成本.从真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)分离出phbB和phbC基因,然后构建phbB和phbC基因的衣藻表达载体p105B124和pH105C124.通过"珠磨法"遗传转化技术共转化p105B124和pH105C124,获得了二价转基因衣藻.分子检测结果表明phbB和phbC基因均已整合到莱茵衣藻基因组中.随后进行结晶紫染色和显微镜观察转基因藻,发现二价转化子的核区和细胞膜附近分布有白色空泡;进一步的电子显微镜观察结果表明白色空泡是由细胞中合成的PHB聚集而成,电镜下观察到由PHB形成的明亮的圆形颗粒.光照(90μE/m2/s)条件下培养转基因藻,出现生长受抑制现象,这可能是由于PHB颗粒在藻细胞内随机分布,干扰了细胞正常的生命活动.     

西藏山南乃东气候特征分析

文章利用乃东地区1980～2011年近31年的平均风速,相对湿度,降水量,大风日数,日照时数以及1960～2011年的月平均气温和旬平均气温,应用了气候学及统计学中小波分析等方法,分析了乃东地区气候特征及其变化规律。分析表明：乃东51年年平均气温8．8℃,最热的月份出现在6月,平均为16．1℃,最冷月出现在1月,平均为-0．17℃;乃东地区年平均气温51年变化总趋势是上升的;年平均温度存在12年周期变化趋势;乃东地区冬季较长,无夏季,冬季长度有减小的趋势,春秋连季达6月。冬季长达6个月以上的占样本数的90．4％,7个月以上的占样本数的的48％。生长季（≥0℃）长达6～7个月。乃东的年总降水量为389mm,乃东全年降水主要集中在6月到9月,其中7月最多,达114．9mm;降水量最少的月份是1月和12月,分别为0．5mm和0．1mm;春季（3～5月）的降水量为45．4mm,占全年的11．6％,夏季（6～8月）的降水量为274mm,占全年的70．4％,秋季（9～11月）的降水量为68．4mm,占全年的17．6％,冬季（12～2月）的降水量为1．7mm,仅占全年的0．4％;年总降水量存在13年的周期变化趋势。乃东多年平均年总日照时数为2934．8小时,阳光充足。乃东多年平均风速为2．3m/s。总的趋势是下降的。乃东地区多年平均相对湿度为42．2％,各月之间相对湿度变化较大。以上研究结果可作为为当地天气预报和气象服务提供参考。