The spatial distribution of dark matter annihilation originating from a gamma-ray line signal

The GeV-TeVγ-ray line signal is the smoking gun signature of dark matter annihilation or decay.The detection of such a signal is one of the main targets of some space-based telescopes,including Fermi-LAT and the upcoming missions CALET,DAMPE and Gamma-400.An important feature ofγ-ray line photons that originate from dark-matter-annihilation is that they are concentrated at the center of the Galaxy.So far,no reliableγ-ray line has been detected by Fermi-LAT,and the upper limits on the cross section of annihilation intoγ-rays have been reported.We use these upper limits to estimate the"maximal"number ofγ-ray line photons detectable for FermiLAT,DAMPE and Gamma-400,and then investigate the spatial distribution of these photons.We show that the center of the distribution will usually be offset from the Galactic center(Sgr A)due to the limited statistics.Such a result is almost independent of models of the dark matter distribution,and will render the reconstruction of the dark matter distribution with theγ-ray line signal very challenging for foreseeable space-based detectors.     

基于气象预警信息的大连气象微博评论情感分析及发布策略建议

微博在气象预警信息传播及气象部门收集社会公众信息反馈中发挥了积极作用,并产生了海量级的交互信息,客观分析此类信息对于气象部门及时引领舆论导向和调整发布策略具有较高的参考价值。文中基于2017年1月1日—2020年7月3日大连市重大气象灾害过程,运用自然语言处理、情感分析等方法对大连气象微博中与气象预警相关的评论内容进行情感分析研究。结果表明：公众关注最多的是天气预报准确率、天气过程对于生活影响以及信息发布的及时性。公众对重大天气过程特别是致灾天气过程本身负面评价多于正面,发布策略应根据气象灾害持续时间及时调整预警信息内容和发布频次;公众对大风、冰雹等气象灾害预警信号关注度随季节变化明显,发布策略应针对旅游业、养殖户、种植户等提出专业防范对策;针对发布频率高的大风预警信号,有必要调整业务发布规范,同时关注灾后事件信息的跟踪发布;研究发现,负面情感主要针对天气预报的准确度。     

基于正则化条件的地震数据局部信噪比估计方法

信噪比是衡量地震数据质量的重要指标之一,在地震数据处理和解释中有着重要的作用.目前已有的地震数据信噪比估计方法往往得到的是整个数据的全局信噪比,这种方法只能说明地震数据总体质量的好坏,无法直观细致地刻画地震信号的局部质量.本文提出一种基于正则化条件的局部信噪比估计方法.该方法的基本原理是使用正则化共轭梯度法求解局部信噪比最优解,正则化算子的参数将控制地震信号各点数据局部信噪比的平滑性.其中应用一种基于“过滤波”的级联信号估计方法来计算有效信号,该方法利用有效信号和噪声的相关性特征计算局部信噪比中的有效信号.局部信噪比估计方法利用了信号中每个数据点及其邻域各点的局部信息,避免了使用单个数据点而可能出现的信噪比不合理值,而且局部处理能够减少全局噪声对信噪比估算的影响,该方法可以更准确地表征地震资料信噪分布特征.另外,局部信噪比对去噪方法的评估也具有重要意义.理论模型测试和实际资料处理结果表明,局部信噪比估计方法能够准确反映任一给定地震信号剖面的局部信噪比特征,为非平稳地震数据质量评估提供了直观的评判标准.

     

钻柱对地面钻孔EM-MWD信号传输影响的ANSYS模拟分析

钻柱是电磁波随钻测量（EM-MWD）信号传输的重要信道,评价EM-MWD信号传输效果,不可忽视钻柱的影响。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD信号传输特性进行仿真。从地面接收电压和电流密度两方面,分析了孔眼环空横截面积、钻柱横截面积、钻柱电阻率和绝缘短节位置对电磁波随钻测量信号传输的影响规律。仿真结果表明：地面接收信号随钻柱横截面积增大而增强,受孔眼环空间隙影响小;钻柱电阻率越低,接收信号越强;绝缘短节与钻头之间的距离越长,接收信号越强。     

全新世北大西洋海面温度变化趋势:观测-模拟对比研究

本文利用Kiel Climate Model(KCM模式)对全新世气候的模拟结果及其与北大西洋表层海水温度(sea surface temperature, 简称SST)重建记录的对比, 探讨了全新世北大西洋SST的变化趋势。浮游植物的长链烯酮不饱和度显示低纬北大西洋SST在全新世期间有升高趋势, 而在中纬和高纬地区表现为显著的下降趋势, 尤其是在中纬北大西洋西部, 最大降温幅度达到7.9℃/9.5ka。浮游有孔虫壳体的镁钙比值显示中纬北大西洋东部及高纬北大西洋有增温趋势, 而在中纬北大西洋西部及低纬北大西洋则有降温趋势, 但变化幅度均比较小, 绝大部分在2℃/9.5ka以下。气候模拟结果显示全新世北大西洋SST变化呈现明显的"三核型"经向模态, 在冬春季以增温为主, 降温限于拉布拉多海东南部的北大西洋海域; 在夏秋季以降温为主, 增温限于低纬和高纬北大西洋海域。模拟与重建的对比显示, 中纬和低纬北大西洋的长链烯酮不饱和度指标以及低纬西部的镁钙比指标可能反映夏秋季海温, 中纬北大西洋东部的镁钙比指标可能反映冬春季海温, 而中纬西部和高纬的镁钙比指标可能对4个季节的SST都有所反映。     

矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统（安标名称为YSDGC）的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。     

泗滨砭石的岩石矿物研究Ⅱ:矿物组成特征与红外发射功能的关系

为进一步查明泗滨砭石的矿物组成特征与砭石良好的红外发射功能间的关系,用激光喇曼光谱和高分辨透射电镜对砭石样品进行了研究.喇曼光谱研究除证实样品含有微米晶黄铁矿、石墨和锐钛矿外,还发现方解石、黄铁矿和锐钛矿的谱图上均有石墨的两个谱峰.TEM和HRTEM观察发现方解石全由纳米品组成,并普遍有石墨纳米粒子产出.纳米晶石墨多分布于方解石晶界间.4种矿物中纳米晶方解石含量最高,热容也最大,是泗滨砭石具有良好热辐射性质最重要的矿物学背景条件.纳米晶石墨的普遍存在提高了岩石整体导热和储热性能,其优良的热红外发射性能也是造成泗滨砭石在远红外波段具有很高发射率的一个重要原因.黄铁矿具有良好的热电性,而锐钛矿的红外线吸收和反射能力都较强、光电转换效率也高,它们也是泗滨砭石具有良好的热发射性能的一个辅助原因.上述4种矿物良好物理性质的共同作用,使加热后的泗滨砭石具有疏通经络、活血化淤、调理气血等重要的理疗功效,中医砭术在医疗保健上所利用的也正是砭石能辐射对人体有益的远红外线功能.     

基于深度残差网络与MVMD的多通道地磁信号处理

地磁数据在地震预报、空间天气监测、矿产资源勘查、地球深部构造探索等领域具有重要价值.但现有的地磁台站观测数据受到人文噪声污染的问题日益严重,给地球内部高精度成像带来了极大困难.为此,我们将深度残差网络(residual network,ResNet)与多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition,MVMD)引入到地磁信号的处理,提出一种新颖的多通道地磁信号处理方法.首先,利用深度残差网络对大量人工标记的数据集进行训练,得到基于残差网络的地磁信噪识别模型;然后,利用训练好的模型识别出观测信号中的含噪片段;之后,利用MVMD对含噪片段进行多通道的信噪分离,得到去噪后的片段;最后,用去噪后的片段代替原始观测信号中的含噪片段,得到完整的高质量信号.为验证方法的有效性,我们设计了仿真实验,结果表明所提方法可以将观测信号的信噪比提高约15 dB,相对于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、数学形态滤波(mathematical morphological filtering,MMF)、小波去噪(Wavelet)等方法具有较明显的优势,且适合多通道信号的同时处理.我们将所提方法应用于菲律宾海及西太平洋的海底观测的地磁数据,结果表明所提方法的识别精度约为98%,并能够极大改善信号的质量.去噪后的信号与相邻台站的同时段高质量信号的相似度由去噪前的94.75%提升到了97.34%,表明处理结果是可靠的,使用我们的方法有望提高地磁数据成像的精度及可靠性.

     

岩盐断层带黏滑及稳滑过程中声发射活动特征的初步分析

本文利用双轴摩擦实验对含水条件下岩盐断层带摩擦滑动性状进行了实验研究, 观测和分析了摩擦滑动过程中的声发射活动, 并利用扫描电镜分析了断层带的微观变形结构.结果表明, 含水岩盐断层带在伴随黏滑的速度弱化域和伴随稳定滑动的速度强化域, 摩擦过程中均产生了大量声发射事件; 黏滑过程与稳滑过程中的小声发射事件存在共同之处, 即两者均表现为能级低; 但黏滑过程中的小声发射事件的优势频率既有低频(10 kHz左右)和中频(100 kHz左右), 也有高频(370 kHz左右), 而在稳定滑动过程中, 小声发射事件的优势频率仅有低频和中频, 缺少高频事件.这种差异与两者变形主导机制的不同密切相关.在断层黏滑循环中, 接近摩擦峰值时声发射发生率明显增加, 但高频事件减少、中频和低频事件增加; 进入亚失稳阶段后, 声发射只有低频和中频信号, 几乎不再出现高频信号.这种差异与断层带变形方式的变化密切相关.

     

基于卷积神经网络和数据融合的筏式养殖区提取

准确提取海水筏式养殖区信息对于海洋资源管理和环境监测具有重要意义,但是筏式养殖区养殖筏因淹没于水中常出现数据弱信号区域的现象,导致仅凭光学影像提取精度较低。因此,本文以威海荣成湾为研究区域,通过添加通道注意力机制改进U-Net神经网络并结合高分2号光学影像光谱信息以及高分3号雷达影像纹理信息,尝试提高筏式养殖区提取精度。结果表明：（1）无论是对于单一的光学影像还是光学和雷达影像融合影像,添加通道注意力机制的U-Net神经网络预测结果总体精度都会提高,提高幅度在2.21%～4.12%之间。（2）利用改进后的U-Net神经网络处理融合数据,总体精度达到95.75%,相对于仅用高分2号影像的精度高4.3%;（3）对于弱信号区域,利用改进网络以及融合数据提取的总体精度和Kappa系数分别为91.61%和0.827 7。该方法可以对海洋筏式养殖区弱信号区域进行有效提取,能够为海洋养殖面积统计以及海洋环境检测提供技术支持。