从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO2的实验研究

为了有效提高高铝粉煤灰的Al/Si比,为提取氧化铝奠定基础,研究了用NaOH从高铝粉煤灰中提取非晶态SiO2的最佳工艺条件,并对提硅反应的机理进行了探讨。首先根据高铝粉煤灰的化学与物相组成特点,确立了利用NaOH提取非晶态SiO2的基本技术路线;然后用正交实验法确定了提硅的最佳条件:NaOH的浓度25%,灰碱质量比1∶0.5,反应温度95℃,反应时间4 h。经最佳条件反应之后,SiO2的提取率达到了41.8%,灰中Al2O3的含量由48.5%增加到了57.38%,Al2O3/SiO2质量比由1.29提高到了2.39。     

北半球高纬地区年际尺度循环过程中的气-海-冰相互作用关系

基于一个全球气-海-冰耦合模式数值模拟结果,对北半球高纬度地区年际尺度的气-海-冰相互作用进行了分析。在所使用的全球气-海-冰耦合模式中,大气环流模式和陆面过程模式来自国家气候中心,海洋环流模式和海冰模式来自中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室。采用一种逐日通量距平耦合方案实现次网格尺度海冰非均匀条件下大气环流模式和海洋环流模式在高纬地区的耦合。只对50 a模拟结果中的后30 a结果进行了分析。在分析中,首先对滤波后的北半球高纬度地区海平面气压、表面大气温度、海表面温度、海冰密集度及海表面感热通量的标准化距平做联合复经验正交函数分解,取第一模进行重建,然后讨论了在一个循环周期(约4 a)中北半球高纬度地区气-海-冰的作用关系。结果表明:(1)当北大西洋涛动处于正位相时,格陵兰海出现南风异常,使表面大气温度升高,海洋失去感热通量减少,海洋表面温度升高,海冰密集度减小;当北大西洋涛动处于负位相时,格陵兰海出现北风异常,使表面大气温度降低,海洋失去感热通量增多,海洋表面温度降低,海冰密集度增加。巴伦支海变化特点与格陵兰海相似,但在时间上并不完全一致。(2)多年平均而言,北冰洋内部靠近极点区域为冷中心。当北冰洋内部为低压异常时,因异常中心偏向太平洋一侧,使北冰洋内部靠近太平洋部分为暖平流异常,靠近大西洋一侧为冷平流异常。伴随着暖、冷平流异常,这两侧分别出现暖异常和冷异常,海表面给大气的感热通量分别偏少和偏多,上述海区海表面温度分别偏高和偏低,海冰密集度分别偏小和偏大。当北冰洋内部为高压异常时特点正好与上述相反。由上述分析结果可知,在海洋、大气年际循环中,大尺度大气环流变率起主导作用,海洋表面温度和海冰密集度变化主要是对大气环流变化的响应。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%。据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型。第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小。第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2~4 a、8~14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中。应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

The regional dynamical model of the atmospheric ozonosphere

ＴｈｅＲｅｇｉｏｎａｌＤｙｎａｍｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆｔｈｅＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＯｚｏｎｏｓｐｈｅｒｅＷａｎｇＷｅｉｇｕｏ（王卫国）,ＸｉｅＹｉｎｇｑｉ（谢应齐）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅ．ＹｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｋ...     

Evaluation of an empirical orthogonal function–based method to downscale soil moisture patterns based on topographical attributes

Soil moisture influences many hydrologic applications including agriculture, land management and flood prediction. Most remote‐sensing methods that estimate soil moisture produce coarse resolution patterns, so methods are required to downscale such patterns to the resolutions required by these applications (e.g. 10‐ to 30‐m grid cells). At such resolutions, topography is known to affect soil moisture patterns. Although methods have been proposed to downscale soil moisture based on topography, they usually require the availability of past high‐resolution soil moisture patterns from the application region. The objective of this article is to determine whether a single topographic‐based downscaling method can be used at multiple locations without relying on detailed local observations. The evaluated downscaling method is developed on the basis of empirical orthogonal function (EOF) analysis of space–time soil moisture data at a reference catchment. The most important EOFs are then estimated from topographic attributes, and the associated expansion coefficients are estimated on the basis of the spatial‐average soil moisture. To test the portability of this EOF‐based method, it is developed separately using four data sets (Tarrawarra, Tarrawarra 2, Cache la Poudre and Satellite Station), and the relationships that are derived from these data sets to estimate the EOFs and expansion coefficients are compared. In addition, each of these downscaling methods is applied not only for the catchment where it was developed but also to the other three catchments. The results suggest that the EOF downscaling method performs well for the location where it is developed, but its performance degrades when applied to other catchments. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于正交投影的波束形成算法

提出了一种基于正交投影的波束形成算法.首先由MVDR算法确定初始权向量;其次根据该权向量与其它用户波达角方向的关系,建立干扰信号的导向矢量矩阵;然后通过正交投影原理,将期望信号的导向矢量投影到干扰信号的零空间上,从而求得最优权值.仿真结果证明了该算法的有效性.     

裂片石莼营养价值的评价及其多糖制备的初步研究

对采自福建的野生裂片石莼(Ulva fasciata)进行了分类学鉴定和营养价值评估;采用微波加热新方法,进一步研究了裂片石莼多糖提取工艺。研究结果表明,裂片石莼的总糖、粗蛋白质、总氨基酸和总脂含量分别为34.38%、27.60%、25.20%、11.70%;其必需氨基酸含量为10.0%,氨基酸比值系数分(SRC)=79.77;裂片石莼的重金属元素含量达到国家海藻制品的限量标准。研究结果还表明,通过正交实验优化微波加热提取工艺,与传统加热提取工艺相比,裂片石莼多糖的得率提高了21.35%,而耗能降低了58.51%。     

基于分层EOF的深海声速剖面时变特征建模

针对目前局部海域小时间尺度声速场建模方法未顾及不同深度区间内声速变化规律的问题,本文根据实测深海声速剖面的统计特征,提出了声速剖面分层方法,并进一步基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）提出了局部小时间尺度的声速剖面分层时变模型构建方法。利用南海实测全海深声速剖面数据,分析了分层EOF第一模态系数和等效平均声速的日变化特征,并比较了不同拟合模型的精度。最后,利用试验海区的温度和潮汐数据分析了声速剖面周期变化的影响因素。结果表明： ①声速剖面分层EOF第一模态系数及等效平均声速具有日周期变化特征,上层声速日周期变化特征不明显,中层声速日周期变化特征较明显,下层声速变化较小但仍具有日周期变化特征;②局部海域小时间尺度声速拟合应考虑长期变化项的影响;③试验海区声速剖面EOF第一模态系数变化与温度显著相关,提取的声速剖面时变特征与海区潮汐周期特征基本吻合。     

长三角盛夏—初秋强降水的延伸期过程预报探析

针对长三角汛期强降水过程,根据不同降水类型的特性,提出分时段建立低频模型并给出建模流程。综合分析长三角汛期强降水期的低频特性,将低频气旋及反气旋区分划分7个关键区。重点研究盛夏—初秋时段的强降水特征,在总结强降水期低频特征的基础上,借助EOF分解建立延伸期大—暴雨的预报模型:1区或2区有低频气旋维持并发展;6区、7区或5区存在低频反气旋。并且在7个关键区中1、2区的低频气旋及5、6、7区的低频反气旋为主要低频系统,起决定作用,而3区的低频系统为次要低频系统,起辅助作用。利用该模型提前30 d预报出2012年汛期最强降水过程,并分析本次过程的低频系统演变,给出动态演变模型。     

坛紫菜（Porphyra haitanensis）丝状藻体生长增殖的优化调控培养条件研究

丝状藻体是紫菜生活史中的重要阶段,其生长增殖与环境条件密切相关.本研究考察了与坛紫菜丝状藻体生长增殖相关的多个影响因子,探讨了可促进坛紫菜丝状藻体生长、达到生长速率快的优化调控培养条件.具体操作实施过程为：初始丝状藻体来自成熟紫菜叶状体的果孢子释放,基于8因子3水平的正交实验设计方案[采用正交表L27（313）],确定了丝状藻体生长对多个环境因子的响应以及优化的调控培养条件.结果表明,除开pH、复合维生素浓度和NaHCO3浓度外,其他因子对丝状藻体生长均有显著的影响（p≤0.043 8）.获得的优化调控培养条件为：温度18℃、光强27μmol/m2·s-1、盐度25、pH值8.5、复合维生素浓度15μg/dm3、NaHCO3浓度2 mg/dm3、每天光照时数18 h、营养液浓度为f培养介质.优化调控培养条件下的丝状藻体生长速率高达12.07%,平均值±标准偏差SD为（10.70±0.88）%/d.