沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设及应注意的问题

沙尘暴是一种灾害性天气，对我国国民经济和人民生活产生了严重影响。加强沙尘暴监测预警服务工作是利国利民之举，意义深远。目前的监测预报能力尚存在不足，不能满足对沙尘暴进行定量实时监测和预报的要求。通过沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设可以明显增强对沙尘暴的监测预警服务能力。一期工程建设主要包括监测分系统、预警服务分系统、通信传输分系统等部分。为确保该项目建设效益的发挥，该项目的建设要充分发挥现有台站的监测能力，并考虑系统功能的整体性、可拓展性和资料格式的标准化等问题。     

北京大气环境的区域特征与沙尘影响

讨论了北京大气环境的区域性特征。利用网络点集确定出大气输送通道，提出了汇聚带概念，同时分析了北京地区大气污染特征，使用激光技术探测了大气气溶胶的垂直分布。研究表明北京大气环境质量与周边地区的污染源有密切的关系，认为只有进行同步治理才能有效地改善首都大气环境的质量。通过卫星监测技术和对气象流场进行分析，对我国沙尘暴现象进行了研究。指出境外沙尘源和境内沙尘源，并以2002年3月20日北京一次特强沙尘暴为例，对原始沙尘源的分布进行了解析，分析指出原始沙尘源包括春季长江以北广大的裸露土地，显示出沙尘暴起始过程是以点源群出现，然后合并为沙尘带，最后出现大面积沙尘污染。并简述了我国现代环境理念。     

土体饱和度的变化在黄土型滑坡监测的作用

降水在黄土型滑坡演变过程中起着重要的诱发作用，监测土体饱和度在降雨过程的变化，研究其与降水量的相关性，是滑坡发生预报的重要内容之一。在滑坡预警预报研究过程中，形成了多种研究方向和方法，本文就诱发黄土型滑坡的重要因素降水对黄土的作用，在现状监测阶段的基础上，提出了降水、土体饱和度和滑坡变形的关系方法，对土体饱和度与降水及滑坡变形做了半定量分析，分析研究黄土型滑坡的形成和发展过程。     

空间技术在灾害与环境中的应用

经过20多年的发展,中国已可以利用遥感、地理信息系统、全球定位系统等空间技术对洪涝、干旱、森林/草原火灾、地下煤火、雪灾、赤潮、台风、滑坡/泥石流、沙尘暴等自然灾害进行监测、评估与预警研究,也可以对空气质量、水环境及生态环境进行监测与评价。为了能够实现大范围、全天候、快速、动态的环境和灾害监测,进一步提高环境监测和综合减灾能力,中国将分阶段发射由4颗光学小卫星和4颗合成孔径雷达小卫星组成的环境与灾害监测预报小卫星星座,通过卫星系统、地面系统、应用系统的建设,最终实现天地一体化的灾害及环境监测、应急、决策支     

跨学科的地质灾害预警工程

滑坡、泥石流等地质灾害受多种因素的影响，地质灾害预报警报工程体系的建立需要多部门、多学科的合作。2003年6月1日中国气象局和国土资源部联合启动了全国地质灾害气象预警业务，取得了很好的社会和经济效益。分析了我国滑坡泥石流等地质灾害的时空分布特点及其与降雨等多因素、多学科的关系。介绍了国家级地质灾害预报警报业务系统的有关技术，并分析了存在的问题，结合国内外的技术发展现状和趋势，提出了从地球系统5大圈层相互作用的角度研究地质灾害，建立多学科多部门合作的地质灾害监测、预报、警报和防治体系等建议。     

青藏高原及东缘新一代大气综合探测系统应用平台 ——中日合作JICA项目

2005年至2009年中日科学家合作执行了JICA（Japan international cooperation agency）项目,建立了包括GPS水汽观测、探空观测、自动气象站等组成的青藏高原及其东部大气的综合监测网,有效提升了青藏高原及其东部周边地区气象综合监测能力和气象资料的采集能力,提高了青藏高原及其东部周边地区大气观测资料的数量和质量。建立了灾害天气早期预警和预报平台,并在业务中得到了应用。JICA项目青藏高原大气综合监测网的建立,不仅在提高对高原及其东部灾害天气气候的认识方面具有重要的科学意义,也在高原及其东部灾害天气气候的监测、预报、预警和评估的业务能力,减轻气象灾害造成的损失,提高气象部门防灾减灾决策能力等方面具有重要的实际应用价值。     

基于VPN技术构建三峡库区地质灾害监测预警网络探讨

三峡库区是我国地质灾害非常严重的地区,长期以来,地质灾害严重影响了三峡库区社会经济的建设和发展。为了加强三峡库区地质灾害的监测和预报,文章在介绍了VPN的网络隧道技术和网络安全技术的基础上,初步探讨了基于VPN技术构建三峡地质灾害监测预警计算机网络。     

基于数字孪生的革命旧址监测与预警系统研究

目的 助推数字化技术驱动文物保护和科技赋能,加速推进革命旧址保护工作从"抢救性保护"向"预防性保护"过渡,实现革命文物面向潜在风险的主动安全管理.方法 结合现有革命旧址的保护工作,基于数字孪生五维模型,构建具有革命旧址物理模块、革命旧址虚拟模块、孪生数据模块和应用服务模块的监测预警融合机制与运行路径,实现革命旧址全要素数字化和虚拟化、全状态实时化和可视化监测预警.结果 形成客观物理革命旧址本体与虚拟革命旧址数字孪生体,同生共存的监测预警新模式,实现革命旧址监测预警的智慧互动、智能管理,实现革命旧址变化可监测、风险可预报、险情可预控、保护可提前的保护目标.结论 为数字化技术驱动文物保护的创新发展提供参考,为建立更加完善和系统的文物大数据云平台提供新路径.     

深析如何有效开展防雷行政审批工作服务

随着经济的发展,社会对雷电的预警预报服务的需求越来越高。中国气象部门针对社会需求开展了雷电天气潜势预报、雷电临近预警技术和方法研发、业务应用平台的建设以及相关业务服务等方面的工作。防雷工作是保障社会公共安全与人民群众财产安全的重要举措。因此本文结合相关数据就如何有效开展防雷行政审批工作服务进行分析,从防雷行政审批工作的环节、防雷技术实施等主要事项展开讨论。     

青藏铁路高影响天气指标及实况数据订正反演

针对青藏铁路运营对气象服务的需求,在吸收国内外交通运输气象预报服务研究成果的基础上,对地质灾害、结冰、积雪、雷电、暴雨等8个铁路高影响天气要素进行了研究.采用分区数学建模方法建立了通用于西藏高原铁路的交通气象指数预报模型,并基于遥感技术和GIS空间分析工具,用统计分析方法进行了铁路沿线天气实况的订正反演.根据这项研究成果,实现了对西藏铁路沿线降雨、降雪、大风等高影响天气要素的客观预报和实况反演,有效提高了西藏高原铁路气象灾害预报预警监测能力,对提高铁路的运营率有重大意义.     

氨氮在线监测仪示值误差测量值的不确定度评定

随着国家对环境预警监测能力建设投入的加大以及地表水质监测技术的日趋成熟,氨氮在线监测仪在水质自动预警监测系统中得到了更为广泛的应用。为了确保氨氮在线监测仪量值的准确性和一致性,必须采用有效的手段对其量值进行溯源。本文在给出氨氮在线监测仪示值误差数学模型的基础上,对氨氮在线监测仪进行标准不确定度分量的A类评定和B类评定,在B类评定中综合考虑了稀释定容过程引入的不确定度、稀释取液过程引入的不确定度以及氨氮标准溶液引入的不确定度。经过合成得出氨氮在线监测仪测量结果的相对扩展不确定度为2.4%,满足氨氮在线监测仪检定要求。     

石墨烯/碳纳米管嵌入式纤维传感器对树脂基复合材料原位监测的结构-性能关系对比

基于碳纳米材料的纤维传感技术已成为复合材料原位结构健康监测领域中一项十分有前景的技术。本研究采用两种不同的碳纳米传感元件—碳纳米管(carbon nanotube, CNT)涂层纤维(carbon nanotube coated fibers,CNTF)和还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide, RGO)涂层纤维(reduced graphene oxide coated fibers, RGOF),分别制造合成具有自传感特性的复合材料,并比较研究两种嵌入式纤维传感器的传感性能和机理。从两种传感器的压阻效应可看出:RGOF的压阻灵敏度更高,并清晰地展现出从线性至非线性的两阶段压阻行为;而CNTF,则在发生断裂前始终呈现出平稳而有序的电学信号。这种强烈的结构-性能关系,可以用树脂渗透理论加以阐释。对CNTF而言,树脂分子可以渗透到其多孔的网络结构中,形成集成在纤维表面完整的CNT/树脂纳米复合结构。相比之下,具有大横向尺寸和表面一致性的RGO则可形成阻碍树脂渗透的无创网络结构。对实验结果和传感机理的进一步分析与研究表明,CNTF适用于材料的力学状态识别与长期监测,而RGOF则对结构损伤的早期预警更有实用价值。     

合肥地区气溶胶光学特性的地基观测研究

利用自主研制的DTF-5型太阳辐射计观测合肥地区2008年10月—2010年5月的太阳直接辐射消光,反演合肥地区气溶胶光学厚度、Angstrom参数和沙尘天气过程中的粒子谱分布,并对结果进行分析。结果表明:合肥地区气溶胶光学厚度季节变化除气候因素外,受人为因素影响明显,季节变化规律复杂。总体上秋季较小,冬春季节持续增大,夏季较平稳。而Angstrom参数与气溶胶光学厚度大致呈反相关,秋冬上升,春季骤降,夏季平稳值较大。气溶胶光学厚度日变化大致可分为4种类型:日变化相对稳定;整体呈上升趋势;整体呈下降趋势;一日内出现一到多个峰值。其中第四种类型出现几率最大。沙尘天气过程中,气溶胶光学厚度和Angstrom参数分别呈现出"谷-峰-谷"、"峰-谷-峰"的变化规律,其中Angstrom参数在沙尘影响严重时甚至出现负值。半径为0.2~1.0μm的大粒子和大于1.0μm的巨粒子浓度在沙尘天气过程中大幅增加。     

基于风廓线雷达技术的沙尘天气监测研究

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年4月11日沙尘天气风廓线雷达资料,分析了此次过程启动爆发的水平风场、垂直速度和雷达等效回波强度特征。研究表明:风廓线雷达是进行沙尘探测和监测的一种有效的高空大气遥感系统,它不仅可以捕捉到沙尘天气的开始和结束时间,而且能监测到沙尘在空中被输送的高度、厚度范围以及沙尘运动的垂直强度特征;塔克拉玛干沙漠扬沙和沙尘暴雷达等效回波强度约为-3～10 dBZ,浮尘等效回波强度约为-15～-3 dBZ;水平风垂直切变以及低空东风的维持是此次沙尘天气发生的动力成因。扬沙、沙尘暴发生时,大气垂直速度表现为上升运动,在较大水平风速及干燥下垫面的配合下,导致地面沙粒被输送到高空,形成了沙尘天气。     

Event storm detection and identification in communication systems

Event storms are the manifestation of an important class of abnormal behaviors in communication systems. They occur when a large number of nodes throughout the system generate a set of events within a small period of time. It is essential for network management systems to detect every event storm and identify its cause, in order to prevent and repair potential system faults.This paper presents a set of techniques for the effective detection and identification of event storms in communication systems. First, we introduce a new algorithm to synchronize events to a single node in the system. Second, the system's event log is modeled as a normally distributed random process. This is achieved by using data analysis techniques to explore and then model the statistical behavior of the event log. Third, event storm detection is proposed using a simple test statistic combined with an exponential smoothing technique to overcome the non-stationary behavior of event logs. Fourth, the system is divided into non-overlapping regions to locate the main contributing regions of a storm. We show that this technique provides us with a method for event storm identification. Finally, experimental results from a commercially deployed multimedia communication system that uses these techniques demonstrate their effectiveness.     

支撑我国食物保障的农业科技发展战略研究

本文在阐明食物保障概念并区分食粮和饲料粮的基础上,对我国耕地和非耕地资源未来农产品供给能力做了估计,提出我国食物保障耕地是瓶颈,良地应优先保障食粮,饲料可统筹耕地、草原和海洋资源。必须研究耕地资源扩展、改良与替代的科学技术、现有耕地资源可持续高效利用的科学技术,以及非生物逆境应对的科学技术,并做相应研究计划的顶层设计。科技创新要落实在食物生产的可持续发展,因而强调重大农业科技创新与常规产业技术改进互动的科技发展战略。解答食物保障所需的科技难题需要高瞻远瞩的设计、组织、监管和推动,涉及国家科技发展的体制和机制必须改革。本文从支撑国家重大农业科技发展角度提出了农业科技体制机制改革的战略设想与重点政策建议,包括设立国家农业可持续发展研究与监管中心,国家农业和科技主管部门在农业科技创新领域中的职责和协调,农业科技创新的顶层设计,科技创新要落实到食物生产的发展等。     

Development of a New Wind-Blown-Dust Emission Module Using Comparative Assessment of Existing Dust Models

A new wind-blown dust emission module has been fabricated to be used in investigating the development and transport of Asian dust storms. A number of different dust emission models currently used worldwide were critically compared to collect the state-of-the-art schemes for each parameterization step of the wind erosion process. Thorough assessment of the dust models were conducted with an aid of literature review to judge the advantages and drawbacks of each model. The threshold friction velocity for smooth dry surface, the drag partitioning effect by non-erodible surface roughness elements, the soil moisture effect, the positive feedback of the saltating soil particles to the friction velocity, the saltation scheme calculating the horizontal soil flux, and the sandblasting scheme calculating the vertical dust emission flux were considered. A new wind-blown dust emission model was developed using the best components determined based on the analyses of this study. The predictions of the size-resolved wind-blown dust emission by different models were compared for the first time with a field measurement available in the literature. The new model developed in this study showed a reasonably good agreement with the measurement (agreement index of 0.91).     

我国煤层气田地面集输工艺及监测技术研究进展

针对我国煤层气田地域特点和煤层气地面低压集输存在的问题,通过实施国家科技重大专项项目,研究提出了集中式与分散式相结合的我国煤层气田地面集输模式,对煤层气田地面集输系统的低压集输工艺、撬装式液化设备、产出水处理与环境保护技术、集输系统自动数据采集和网络化管理等关键技术及科学问题进行了联合攻关,获得了重大技术突破,初步形成了适应我国煤层气产业化特点的地面集输工艺与监测技术体系,研发了一系列低成本、生产安全、经济实用的重要装备和试运行系统,并依托国家煤层气开发示范工程基地进行了实际应用。