气候系统预测:基础创新和集成应用

随着全球变暖,极端天气气候事件增强,天气气候灾害造成的损失也愈发严重。当前气候预测的准确性远远不能满足社会需要,气候系统预测理论和方法面临着众多挑战性问题。为提档气候预测科学水平和准确率,由南京信息工程大学和中山大学承担的“气候系统预测研究中心”获得国家自然科学基金基础科学中心项目支持(2021年1月—2025年12月)。在该项目执行的前三年,项目团队开展了大量深入系统的研究,并取得了若干重要进展:1)揭示了气候系统的若干关键变化、驱动力和机制;2)剖析了海-陆-冰-气相互作用对我国重大极端气候事件的影响;3)在气候系统数值模式研发和预测系统集成方面取得重要进展;4)发展了延伸期-S2S-年代际的气候系统预测理论和方法。本文对这些进展作了扼要介绍,并针对气候与环境变化归因、古今气候环境研究融合、跨时空气候系统变异和极端气候、人工智能与气候科学、年代际预测和风险应对体系等关键科学问题做了展望。     

煤矿井下自动化钻探技术概况与智能化发展前瞻

针对煤矿井下钻场人员需求大、安全隐患多、一人操作难以同时控制钻机动作并从全局视角知悉钻机运行状态等问题,引入了数字孪生技术,设计开发了钻机远程服务平台。该平台系统以ZDY25000LDK钻机为载体,融合了钻机远程控制系统、数字孪生模型和参数监测系统3方面技术,通过检测与执行层、数据传输层和远程集控层实现钻机远程控制、钻机运行全生命周期映射与参数监测。钻机远程控制系统实现了实时远距离控制钻机,数字孪生模型能够映射钻机各运动部件的运动状态,并能通过仿真实验为钻探施工提供先验参考,参数监测系统实现了对钻机状态参数和钻进参数的实时监测。基于该钻机远程服务平台,进行了平台的功能性和实时性验证。试验结果表明：钻机远程服务平台能够实现钻机远程控制,并从全局视角上映射和监测钻机运行状态和参数,通过数字孪生体仿真,得出钻机上扣过程中动力头回转速度和给进速度的最优比值为4.28,与实际上扣情况相符。平台操作方便、实时性高、可靠性好、人机交互友好,为煤矿井下钻探工作的减人增效和智能化升级提供了解决方案。

     

内蒙古和林格尔新区核心区地下空间适宜性评价

本文以内蒙古和林格尔新区核心区为研究范围,利用已有调查数据,基于MapGIS平台,从水文地质、工程地质、不良地质及地貌4个方面选取9个因子组成了地下空间适宜性评价指标体系,采用层次分析法对研究区地下空间适宜性进行了评价。评价结果显示：研究区浅层地下空间较适宜区占总面积99.71%;中层地下空间较适宜区占总面积95.03%;深层地下空间较适宜区分布于研究区东南部,占总面积26.95%,次适宜区大面积分布于研究区中西部区域,占总面积72.27%。研究结果表明：研究区地下空间资源综合适宜性等级基本以较适宜、次适宜为主,区内不同竖向层次与不同区位地下空间资源的适宜性存在差异,资源条件总体上呈现\     

低温常压条件下NaCl-H_2O体系对铜活化迁移的影响因素Ⅱ:pH值和盐度

文章采用动态模拟实验研究了卤水NaCl-H2O体系不同盐度、酸碱度对砂岩中铜元素的活化迁移作用。结果表明,在常压室温环境下,卤水盐度越高,越有利于含铜砂岩中铜的活化迁移,不同盐度卤水对铜的活化强度表现为w(NaCl)为25%的溶液w(NaCl)为20%的溶液w(NaCl)为10%的溶液w(NaCl)为5%的溶液。酸碱度条件模拟实验,揭示了强酸(pH=0.71)或者强碱(pH=10.28)环境有利于铜的活化迁移,尤其是在强酸(pH=0.71)条件下,可极大增强铜的溶解性,这对于解释蒸发岩盆地含铜卤水的成矿过程具有重要的理论和实际意义。     

内蒙古阿拉善地区绿色戈壁玛瑙的宝石学特征与致色成因研究

内蒙古阿拉善地区经历数亿年的地质活动,产出颜色丰富且结构致密的戈壁玛瑙。通过常规宝石学测试、偏光显微镜及扫描电镜观察、X射线粉晶衍射、电子探针、红外光谱及紫外-可见光-近红外分光光度计等测试分析方法对绿色戈壁玛瑙的宝石矿物学特征及致色成因进行了深入研究。肉眼观察,阿拉善绿色玛瑙呈深绿色至褐绿色,微透明至不透明,相对密度、折射率、摩氏硬度等均符合石英质玉石的特点。偏光显微镜观察,绿鳞石富集于表层,并向内部呈放射状生长;方解石与石英均为隐晶质结构。扫描电镜观察,绿鳞石呈颗粒状分布于石英及方解石之间。X射线衍射分析结果表明,绿色戈壁玛瑙的物相组成主要为石英、方解石和绿鳞石。电子探针分析结果表明绿鳞石的主要化学组成为SiO₂、FeO、Al₂O₃、K₂O和MgO。红外光谱分析也显示存在绿鳞石对应基团的特征峰。表层绿鳞石在紫外-可见光-近红外分光光度计下显示出Fe²⁺与Fe³⁺的特征光谱,Fe²⁺与Fe³⁺之间的电荷转移是其...     

GIS空间数据不确定性与质量控制的研究现状

GIS空间数据不确定性和质量控制的研究是GIS基础理论问题研究中的一个重要内容。文中具体介绍了对该问题研究的几个阶段，对目前这一理论问题的研究现状作了简要介绍，并对GIS数据质量控制的策略提出一些看法。     

Sliding mode fuzzy control: Theory and verification on a benchmark structure

A sliding mode fuzzy control (SMFC) algorithm is presented for vibration reduction of large structures. The rule base of the fuzzy inference engine is constructed based on the sliding mode control, which is one of the non‐linear control algorithms. In general, fuzziness of the controller makes the control system robust against the uncertainties in the system parameters and the input excitation, and the non‐linearity of the control rule makes the controller more effective than linear controllers. For verification of the present algorithm, a numerical study is carried out on the benchmark problem initiated by the ASCE Committee on Structural Control. To achieve a high level of realism, various aspects are considered such as actuator–structure interaction, sensor noise, actuator time delay, precision of the A/D and D/A converters, magnitude of control force, and order of control model. Performance of the SMFC is examined in comparison with those of other control algorithms such as H_{mixed 2/∞}, optimal polynomial control, neural networks control, and SMC, which were reported by other researchers. The results indicate that the present SMFC is efficient and attractive, since the vibration responses of the structure can be reduced very effectively and the design procedure is simple and convenient. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

公路资产数据库的设计与可视化研究

公路资产包括基础设施及其附属设施等有形资产和相关的设备资源、人力调配等无形资产两部分。实现公路资产的数字化管理是数字交通、智慧交通的基础。本文以辽宁某县为实验区,研究提出了公路资产数据的分类体系及数据标准,基于地理信息系统(GIS)技术构建了公路资产数据库,实现了公路资产数据的可视化表达与管理,为该县公路的信息化管理奠定了坚实的地理空间数据基础,具有推广应用价值。     

关于推行岩土工程专业体制的思考与实例

岩土工程专业体制的核心内涵,是强调岩土工程勘查,设计,施工,监测,监理５个环节的整体和统一性。岩土工程师,不仅要为建设工程设计提供地质资料,而且还要积极参与或争取主持整个岩土工程项目的设计与施工,本文以实例阐明了其可能性与必要性。     

中尺度模式中不同对流参数化方案的比较试验

MM5模式中有多种积云参数化方案可供选择,粗细网格采用不同的积云参数化方案对降水预报有一定的影响。采用常用的四种积云参数化方案,粗细网格进行不同配置,对辽东半岛大暴雨过程进行试验发现：细网格信息可以通过嵌套边界向外层传递,影响外层预报结果。细网格选取GR方案比选取AK、BM、KF方案模拟效果好很多;细网格参数化方案不变,粗网格取不同的参数化方案,对细网格的模拟结果差别不大。但选取一个好的参数化方案对细网格的模拟结果会稍有改进。