2019年, 第37卷, 第20期　刊出日期：2019-10-28

  

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封面图片说明
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  封面图片说明：国际减灾日

  科技导报. 2019, 37(20): 0-0.

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  2009年，联合国大会通过决议将每年10月13日定为国际减灾日，旨在唤起国际社会对防灾减灾工作的重视、敦促各地区和各国政府把减轻自然灾害作为工作计划的一部分、推动国家和国际社会采取各种措施以减轻各种灾害的影响。
卷首语
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  加强高性能科学与工程计算应用软件的研制

  陈志明

  科技导报. 2019, 37(20): 1-1.

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  最近几年，中国计算机硬件发展迅速，国产超级计算机已多次排名世界第一，但在超级计算机上运行的科学与工程计算应用软件水平离国际先进水平还有不少差距，适用于国产硬件的科学与工程软件更是匮乏，国外大型科学与工程计算应用软件的许多功能对中国都属于“卡脖子”问题。例如，用于芯片设计的大型EDA软件都掌握在美国和欧洲的大公司中，而EDA软件对中国信息产业的基础性和重要性大大超过高科技公司生产的芯片。
智库建议
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  当前中国生物质能源发展的若干战略思考

  石元春, 程序, 朱万斌

  科技导报. 2019, 37(20): 6-11. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.001

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  国际能源署《2018可再生能源年度报告》首次指称生物能源是“被忽视的巨人”，预测在未来5年内，以供热/暖和车用生物燃料为主的生物能源将引领全球范围可再生能源的发展。结合中国生物质能源近年发展实践，对生物质能源的再定位、发展生物天然气的战略意义、开发生物质“二代原料”、以多联产提高竞争力，以及建设国家生物质油气田等战略提出思考。
专题：气象防灾减灾
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  气候变化对雄安新区城市建设的影响及应对策略

  艾婉秀, 肖潺, 曾红玲, 王凌, 肖风劲

  科技导报. 2019, 37(20): 12-18. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.002

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  利用全国近50年气象资料（雄安1974年以来的完整资料），研究分析了全国尤其是雄安近几十年来的气候变化和气候生态特征。雄安属暖温带半湿润季风气候，气候背景与北京、天津类似。近几十年来，气温、降水等气象要素的变化趋势明显但幅度较弱，年平均气温变化趋势为平均每10年升高0.2℃，高温日数平均每10年增加0.8 d，暴雨日数呈减少趋势，上述要素的变化幅度虽低于全国及周边城市，但均显示出了气候变化对雄安的影响，且极端天气事件也呈增加的趋势，如强降雨重现期缩短，极端强降雨量明显增大等，这与IPCC（联合国气候变化政府间专门委员会）的报告和中国大部地区趋势一致。结合灾害历史资料分析和气候模式预测，指出在全球气候变暖背景下，雄安新区在发展中将面临气候变化背景下增加的气象灾害和气候风险，进而给出了相关城市建设的建议。
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  中国北方春季沙尘天气气候趋势的多因子客观预测

  杨明珠, 竺夏英, 艾婉秀, 宋文玲

  科技导报. 2019, 37(20): 19-29. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.003

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  分析了中国北方春季沙尘天气日数的时间演变特征及不同阶段大气环流的分布特征，探寻前期关键区海表温度和海冰密集度等外强迫信号，并研究了敏感沙源区夏季降水对次年春季中国北方沙尘天气趋势的影响。在此基础上，建立了春季沙尘气候趋势多因子客观预测模型，从近5年在国家气候中心的实际应用看，对华北区的预测效果最好。经过改善，对西北区的预测技巧也有明显的提高。
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  南方冰冻交通危险度预警评估技术

  杨静, 柳艳香, 郜婧婧, 李宛育, 郝淑会, 李蔼恂, 潘进军

  科技导报. 2019, 37(20): 30-39. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.004

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  通过对南方地区影响公路交通的冰冻过程确定，利用灰色关联方法，构建基于过程日平均降水量、日平均气温、降水持续天数、冰冻持续天数等4个因子指标量的冰冻交通危险度预警模型。为了检验危险度预警模型的可信度及预警效果，采用2016年1月21—25日中国“超级寒潮”事件南方地区地面站实况资料和实时公路阻断灾情数据，进行冰冻交通危险度预警等级结果与公路阻断灾情的对比分析。结果表明，预警最高等级（5级）区域内极高交通风险路段与区域内实际发生公路阻断路段呈现非常好的吻合关系；随着预警等级升高，更大比例的公路阻断发生在预警区域内。高速、国道、省道等不同等级道路阻断里程百分比都随预警等级的增加而呈现上升趋势，且国家高速阻断比例在等级较高时表现突出，省级道路阻断比例在等级较低时开始凸显。体现出预警模型不仅对实际公路阻断灾情有很好的关联性，而且较好地反映了模型中不同等级道路对冰冻灾害响应的区别，对公路阻断灾情的预判起到很好指示作用，为交通运行风险控制提供参考。
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  1965年以来张家口地区季节干旱变化特征分析

  胡雪, 马光, 李春强, 车少静, 康西言, 刘星燕

  科技导报. 2019, 37(20): 40-48. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.005

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  干旱对河北省张家口地区农业生产具有重大不利影响，典型干旱年份导致了严重的经济损失。基于张家口地区14个气象站1965—2018年的气象观测资料，采用标准化降水指数（SPI）和数理统计方法，分析了张家口地区季节干旱的时空变化特征。结果表明：影响农业生产显著的夏季干旱呈显著增加趋势，特别是20世纪90年代以来，干旱持续时间较长，空间范围较大；春秋季干旱出现减轻趋势，21世纪以来干旱相对偏轻；冬季干旱没有显著的变化趋势。因此，应重点加强对夏季干旱的防御管理。
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  气象卫星遥感陆表温度产品在公路路面温度监测中的应用

  冯蕾, 张楷翊, 郜婧婧, 戴至修

  科技导报. 2019, 37(20): 49-64. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.006

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  使用FY-2G和Himawari-8卫星反演陆表温度产品，以天津境内津蓟高速和山西境内京昆高速有交通站观测的路段为试验对象，开展了卫星反演陆表温度产品在公路路面温度监测中的适用性及应用方法研究。卫星遥感陆表温度能够较好地反映出公路路面温度的日变化特征和逐日变化趋势，两者之间具有较好的相关性。使用线性回归方法，建立了卫星陆表温度的订正模型，并对实时卫星陆表温度产品进行滚动订正，大大降低了卫星反演陆表温度与实际路面温度之间的偏差。夏季时段平均绝对偏差由订正前的6.98℃降低至2.57℃，冬季时段由订正前的3.84℃降低至1.62℃。该方法在2017年5月18日京津冀周边地区一次高温过程路面温度的监测分析中具有较好的应用效果。
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  修正的布龙-戴维斯森林火险气象指数模型在中国的适用性

  梁莉, 杨晓丹, 王成鑫, 袁媛, 张英男, 张渝杰

  科技导报. 2019, 37(20): 65-75. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.007

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  利用国家气象信息中心提供的2005—2014年中国基本、基准、一般气象站的历史观测资料，建立了基于布龙-戴维斯方案的修正森林火险气象指数模型，制定森林火险气象等级划分标准，利用国家林业和草原局提供的对应全国林火、灌木火逐日次数统计进行验证，并结合实例进行效果检验。结果表明：修正后的森林火险气象指数在5大区域的春、秋季均为高值期，这与国家林业和草原局制定的重点防火服务季节大体一致，指示性较好；在中国三大森林防火气象服务重点区（东北、华南、西南林区），修正后的森林火险气象指数实际森林火灾次数相关度较高，2017年内蒙古林火实例分析说明适用性较高。
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  美国国家火险等级系统原理及应用

  韩焱红, 苗蕾, 赵鲁强, 杨晓丹, 吴昊

  科技导报. 2019, 37(20): 76-83. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.008

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  介绍了美国国家火险等级系统（NFDRS）的发展历程、原理方法、系统结构，指出系统通过考虑不同类型可燃物对火灾发生的贡献，基于燃烧原理和点烧实验建立物理模型，计算输出全面的防火指标，其思路方法适用于气候复杂、植被类型多样的中国。对系统中值得借鉴的可燃物含水率计算、防火指标计算等关键技术进行重点分析，并结合中国火险等级预报业务现状对系统的本地化改进和业务化应用进行了展望。
综述
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  高铁接触网悬吊线索疲劳寿命研究进展

  何凡, 孙娟, 陈立明

  科技导报. 2019, 37(20): 84-93. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.009

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  由于列车速度的不断提高，接触网悬吊线索的振动幅度也随之增大，对列车的安全行驶造成了不良的影响。接触网悬吊线索疲劳寿命与列车安全行驶密切相关。分析了接触网悬吊线索在材料疲劳、弓网关系等方面的性能，并在已有研究成果的分析与总结的基础上，指出了目前接触网悬吊线索疲劳性能研究中存在的接触网部件变形、弓网空气动力学、研究方法等问题，展望了接触网和环境风场之间的双向流固耦合、接触网实测数据的维度等方面的研究与趋势。
研究论文
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  车载方舱手术室颗粒物质量浓度分布仿真与参数优化

  宇慧平, 蔡安文, 皮本松, 龙连春, 李朝辉

  科技导报. 2019, 37(20): 94-100. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2019.20.010

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  为有效降低车载方舱手术室的颗粒物质量浓度，提高室内空气洁净度，通过对某车载方舱手术室颗粒物扩散分布规律的仿真分析，以工作平面颗粒物质量浓度最小为目标，以工作平面平均风速为约束条件，建立优化模型，采用序列响应面法对送风速度和送风角度参数进行了优化求解研究。结果表明，手术室的回风口在长边壁面对称布置时，能有效促进室内空气的流动，有利于颗粒物质量浓度的降低；在顶部送风、两长边壁面下侧回风的非单向流手术室内，颗粒物质量浓度主要受气流的影响，主导颗粒物扩散的方向为下风向时，主流区的颗粒物质量浓度较小，医护人员周边及壁面的颗粒物质量浓度较大；优化后的送风速度和送风角度使手术室的颗粒物质量浓度降低78.19%，室内空气质量达到洁净标准。该优化方法可为野外环境下的洁净手术室通风系统设计提供依据。