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剧烈的太阳活动是灾害性空间天气的源头,其伴随的强电磁辐射、等离子体喷发以及高能粒子加速等过程,会在短时间内显著扰动日地空间环境,进而引发地球电离层扰动、高频通信中断等一系列连锁效应,对航空、航天、通信等关键领域构成严峻威胁.随着空间技术的不断发展,人类社会对精度高、可靠性强的空间天气监测提出了更高要求,构建高性能太阳射电观测系统,已成为提升空间天气预警与防御能力的重要举措.在太阳物理研究中,不同频段的射电辐射对应着太阳大气中不同高度、不同等离子体密度环境下的辐射机制,获取尽可能完整的频率覆盖数据不仅是揭示耀斑高能电子加速机理的关键证据,也是理解太阳爆发的时空演化过程的重要支撑.因此,从仪器研制的角度出发,构建覆盖更宽频段、更高时间与频率分辨率的太阳射电观测系统具有重要意义.本文系统回顾了国内外太阳射电观测仪器的发展进程,梳理了从分米波、厘米波再到毫米波的典型射电望远镜与频谱仪的结构特点,并对比不同仪器的系统设计方案、信号处理链路以及观测频率范围,进而分析当前太阳射电观测设备现状,指出现阶段面临的关键技术瓶颈及未来发展趋势.期望本文的归纳与分析能为后续太阳射电观测系统的规划设计与关键技术攻关提供参考与借鉴.
太阳物理射电观测仪器研制辐射流量计宽带频谱仪信号处理
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[目的]桉树人工林作为滇中地区兼具生态效益与经济效益的重要林分,却因林下植被稀疏、地表覆盖不足而存在加剧水土流失的风险.通过探究不同地表覆盖处理方式对桉树人工林土壤斥水性(SWR)及水土流失的影响,对滇中地区防治水土流失具有重要意义.[方法]在昆明市海口林场设置径流小区,观测保留杂草与枯落物(WL)、仅保留枯落物(L)、清除所有覆盖(O)和计划火烧(F)4种处理的SWR动态与产流产沙特征.[结果](1)地表覆盖显著影响SWR,土壤自然斥水性(NSWR)和土壤潜在斥水性(PSWR)均以WL处理SWR最强,L与F处理次之,O处理最弱,且各处理的NSWR时间变异性大于PSWR;灌草盖度对SWR的影响显著大于现存枯落物生物量(p<0.05).(2)O(68.01 mm)和F(63.06 mm)处理的产流量显著大于L(2.34 mm)和WL(4.42 mm)处理(p<0.05),O(1 784.76 kg/hm2)处理的产沙量显著大于F(54.66 kg/hm2)、WL(4.95 kg/hm2)和L(2.34 kg/hm2)处理(p<0.05),WL与L处理能有效抑制水土流失.(3)与SWR相比,灌草盖度与现存枯落物生物量是除降水量之外影响产流产沙的主导因子.[结论]灌草与枯落物覆盖虽然显著增强SWR,但并未因此导致产流产沙的增强,地表覆盖的物理防护作用在水土保持中仍然起主导作用.维持良好的灌草与枯落物覆盖是控制桉树林地水土流失的关键管理措施.
土壤斥水性产流产沙径流小区地表覆盖滇中桉树林
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[目的]明确红壤丘陵区不同林草覆被类型在不同降雨条件下对坡面产流产沙及氮磷流失的调控作用,探究降雨特征与林草覆被类型对坡面产流产沙及氮磷流失的影响机制,为红壤丘陵区水土保持与生态修复提供理论依据.[方法]以江西省赣州市兴国县蕉溪小流域内 5个坡度 15°的标准径流小区为研究对象,于 2023年 3月 23日—2024年7月26日,对逐场次自然降雨下的产流、产沙及氮磷流失情况开展了监测,并运用K均值聚类法将降雨划分为3种类型,比较了不同林草覆盖类型下各雨型的产流产沙及氮磷流失特征.[结果](1)雨型Ⅰ(高频次、小雨量、短历时、大雨强)是引发水土流失的主导类型,观测期内发生频率达60.94%,贡献了50.76%的径流量和51.40%的泥沙流失量,不同林草覆盖类型径流小区累积径流量、泥沙流失量总体表现为草地(T4)<针阔混交林(T2)<经果林(T5)<针叶林(T3)<裸露小区(T1);(2)不同林草覆盖措施均具有明显减流、减沙效益,试验期内T2,T3,T4,T5综合减流效益分别达94.28%,80.96%,99.16%,85.59%,综合减沙效益分别达99.35%,96.45%,99.90%,96.36%,且减沙效果大于减流效果;除T4处理外,各处理的径流深、侵蚀量与降雨量、最大30 min雨强、降雨侵蚀力均呈极显著正相关(p<0.01);(3)氮磷流失与径流、泥沙极显著相关(相关系数0.799~0.987),泥沙携带是氮磷流失主要途径,各处理泥沙氮磷消减率多超过91%,以T1为对照,T2—T5在径流、泥沙中氮磷流失量显著降低,T4成效最佳,总氮、总磷随泥沙流失占比远高于随径流损失占比.[结论]降雨特征与林草覆被类型对坡面产流产沙及氮磷流失影响显著,雨型Ⅰ会加剧水土流失,草地和针阔混交林水土保持效果突出.
红壤丘陵区降雨特征林草覆被类型坡面产流产沙氮磷流失
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随着网络技术的飞速发展,频频发生的网络攻击事件,尤其是高级持续性威胁(advanced persistent threat,APT),严重影响国家安全和社会稳定.在当前网络流量加密、混淆、伪装技术不断发展的背景下,网络流量的智能化分析可以有效提高网络威胁的检测能力.但在处理海量的网络流量数据时,现有诸多方法仍存在分析复杂度高、模型可解释性弱等问题.流谱以"域变换"作为总体解决思路,通过为网络流数据构建更加精确、可分离度更高、可观测性更好的描述空间,实现对网络行为的高效刻画、表征与分析,从而有效解决上述问题.类比原子光谱,提出一套新的流谱方案.该方案核心思想是通过将网络流映射到一维谱空间实现对网络行为的具象表征,并以流谱比对方式检测网络流量威胁,其中良好的流谱分解器设计是关键.基于半监督自编码器构造流谱分解器并结合数据重构、类型分类任务完成训练,从而使不同网络行为的谱线分布具有良好的可分性.该方案在 NSL-KDD、UNSW-NB15 和 CIC-DDoS2019 数据集上进行验证.实验结果表明,所提出的流谱方案对网络威胁行为在实现高准确率识别的同时,可以差异化表征不同网络流量行为,使得网络行为的可观测性显著提高,从而增强检测方法的可解释性.因此,所提出的流谱方案对网络流威胁行为检测是有效的.
流谱威胁检测网络流低维表征自编码器
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针对宽带业务审计中规则阈值刚性强、异常模式隐蔽、人工标注成本高等问题,提出一种基于Transformer 空间相似性网络的异常审计方法.该方法以用户 6 个月业务行为为观测窗口,构建由上下行流量、上网时长、活跃天数、装维行为、用户状态和入网时长组成的 28 维特征.经自适应归一化和位置编码后输入 Transformer 编码器,在连续低维空间中学习用户行为表示;再结合少量高质量标注样本与对比约束完成弱监督训练,实现由"硬阈值判定"向"相似性判定"的转化.以某省运营商547 017 条真实宽带用户记录进行验证,结果表明,本文方法准确率为 97.6%,F1 值为 92.5%,较专家规则和传统深度模型均有明显提升;对流量异常用户的召回率达到 100%,对装维异常用户的召回率达到97.3%.该方法兼顾识别精度、可扩展性和工程可实施性,可为宽带业务异常审计提供有效技术支撑.
宽带业务审计异常检测Transformer弱监督学习空间相似性
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抽蓄机组作为包含水利、机械及电气等多部分的复杂系统,其动态建模存在较大挑战.针对现有模型在非线性表征、数据依赖及抽水工况建模等方面的不足,本文在抽水工况理论模型基础上,引入递推最小二乘法,对功率-流量、扬程-流量、功率-导叶开度等关联关系进行多项式拟合及参数辨识.该方法利用新的数据对预估值迭代修正,无需依赖大量数据,简化了计算过程,可实现基于实时数据的模型在线更新与优化.最后在 Matlab/Simulink 平台中搭建了抽蓄机组整体仿真模型,对于弹性和刚性管道的稳态和过渡过程进行观测和分析,并将扬程、功率、流量和导叶开度的变化趋势和实际水轮机运行数据进行比较,对模型的模拟精确度进行了验证.
抽水蓄能最小二乘法参数辨识非线性
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[目的]探索皖南山区板栗林不同雨型下水土保持措施对水土流失的影响规律,为研究区水土流失防治提供科学依据.[方法]以山区板栗林坡面径流小区为研究单元,基于2024-2025年天然降雨观测数据,应用K-means聚类分析、方差分析等方法,针对植物篱、乔灌混交、植物篱+截排水沟、截排水沟、乔灌混交+截排水沟5种不同水土保持措施配置以及1个对照,分析不同雨型对坡面径流泥沙的影响.[结果](1)研究区降雨可划分为5种类型,Ⅰ雨型(短历时、中雨量、大雨强型降雨)、Ⅱ雨型(长历时、中雨量、小雨强型降雨)、Ⅲ雨型(中历时、小雨量、小雨强型降雨)、Ⅳ雨型(中历时、大雨量、大雨强型降雨)和Ⅴ雨型(长历时、大雨量、中雨强型降雨).其中发生频次较高的是Ⅱ雨型和Ⅲ雨型,是研究区主要侵蚀性降雨类型.(2)不同水土保持措施的减流减沙效益不同,在侵蚀性降雨条件下,相较于对照小区,植物措施结合工程措施的减流减沙综合效益高于单一措施效益;单一措施中,截排水沟截水效益较好,有效减少32.6%地表径流,植物篱和乔灌混交减沙效益最好,分别减少52.3%和52.2%泥沙.(3)大多数径流小区产流量和产沙量均与降雨量和最大30 min雨强呈显著正相关,与降雨历时相关性较差.[结论]降雨量和最大30 min雨强是影响该区域不同水保措施坡面产流产沙的关键指标;皖南山区板栗林坡面上植物措施结合工程措施的配置方式减流减沙效果最优,建议在侵蚀高发期布设乔灌混交+截排水沟综合防治措施.板栗林坡面不同水土保持措施中,植物措施和工程措施相结合的配置模式是减少坡面水土流失的有效手段,可以有效减少多种雨型下的水土流失.因此要因地制宜、合理布设水土保持措施,达到水土保持效益的最大化.
板栗林水土保持措施产流产沙雨型土壤侵蚀
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在西北高寒干旱山区,山洪对交通基础设施与社会经济发展安全的威胁尤为突出.近年来在全球变暖与环流异常背景下,西北地区短历时强降水增多,强降水触发型山洪呈频发态势,但祁连山高寒干旱区小流域的发生机制与阈值特征研究仍相对匮乏.2025年7月11日,位于祁连山中部的黑河流域上游摆浪河流域发生强降水,诱发山洪,造成省道313线及国道213线局部塌方、落石和路基冲毁,对交通线路造成严重影响.本研究基于分钟级气象、水文实地观测数据与ERA5再分析资料,从极端水文过程、山洪识别及归因、降水—洪峰响应滞时及天气学成因等方面,运用统计学方法展开分析.结果表明:(1)本次极端水文过程表现出显著洪水行为特征,流域最大降水强度达13.8 mm·h-1,汇流处洪峰流量瞬时激增至33.9 m3·s-1,汇流处及西岔水文站点洪水行为特征表现为低强度流量,峰现时间早,过程线呈现典型的"急涨缓退"形态,洪量集中,洪水形态偏尖瘦型;(2)短时强降水是本次山洪暴发的主导驱动因子,前期较高的土壤含水量有利于快速产流,冰川消融偏强对洪峰形成起到了放大作用;(3)流域水文响应极为迅速,降水质心至洪峰出现的滞后时间仅为3.5～4.5 h,体现了高寒山区小流域对极端降水的高度敏感性;(4)此次短时强降水过程由西风槽东移与副热带高压西伸北抬形成的特定环流配置所致,源自东海的暖湿水汽输送至祁连山北麓,在地形强迫抬升与"低层辐合、高层辐散"的动力抽吸共同作用下,触发了本次短时强降水.本文在事件尺度上初步识别了祁连山高寒小流域"短时强降水主导-冰冻圈背景放大"的致洪特征,并提出了基于本次典型事件的降水触发阈值与预警时间窗口.厘清此次山洪灾害的发生机理,可有效服务于未来的预警管控.
山洪响应滞时洪灾阈值短时强降水统计分析摆浪河
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[目的]探究适宜东北黑土区坡耕地的保护性耕作措施,系统评价玉米单作及玉米-紫云英、玉米-菘蓝间作模式的水土保持效益、养分流失阻控能力和经济效益,为黑土区坡耕地农业的可持续发展提供理论依据和技术支撑.[方法]在黑龙江省克山县典型黑土区坡耕地设置定位试验,设立玉米单作(CT)、玉米-紫云英间作(G1)和玉米-菘蓝间作(G2)3种处理,通过为期2 a(2023-2024年)的径流小区观测,测定地表径流、土壤侵蚀及养分流失动态,并结合成本-收益分析评估其经济效益.[结果]①与CT相比,G1和G2处理可显著降低径流量57.74%～59.92%,减少土壤侵蚀模数80.49%～80.84%.②两种间作模式显著降低了径流中总氮与总磷的流失总量,并改变了氮、磷流失的形态途径,从以泥沙结合态为主转向以径流溶解态为主.③紫云英间作(G1)在显著提高玉米籽粒产量(9.9%～12.7%)的同时,保持了全面且均衡的生态效益;菘蓝间作(G2)虽对产量无显著影响,但在土壤结构改良与侵蚀控制方面具有更好的稳定性.[结论]玉米-紫云英间作(G1)模式更适合以增产兼顾水土保持为目标的区域,玉米-菘蓝间作(G2)模式则适用于以防治水土流失为主要导向的区域.在东北黑土区推广玉米-覆盖作物间作系统,是同步提升水土保持能力,有效防治养分流失以及提高农业经济效益的可行技术途径.
覆盖作物间作水土保持经济效益土壤侵蚀东北黑土区
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三江源地区是我国重要的水源涵养区,受气候增暖影响,其冰川发生了显著变化.为系统量化该区域冰川时空变化特征并解析其对径流组分的驱动机制,本研究集成多源冰川观测、遥感反演与水文模型数据,分析了1981-2018年三江源地区冰川变化及其水文效应,并运用地理探测器量化了关键因子对径流的影响.结果表明:(1)三江源地区冰川呈显著退缩和减薄趋势,近50 a冰川面积累计退缩了433.44 km2(-26.26%),2000年后退缩速率尤为显著,冰川表面高程下降了8.82 m;冰川平衡线高度(ELA)维持在较高水平(平均值为5 658 m),冰川物质平衡持续为负(-0.46 m w.e.).(2)冰川变化深刻影响流域水文过程,1981-2018年三江源地区河川径流量与冰川径流量均呈显著上升趋势(P<0.05),从各径流组分的动态变化来看,冰川径流与降雨径流显著增加,而融雪径流有所减少.(3)相关性分析显示,气温升高是冰川径流增长的主要驱动因子(rˉ=0.81).地理探测器分析表明,降水是影响河川径流量的主导因子(qˉ=0.78,P<0.01),其次为冰川径流、气温和向下短波辐射.在当前气候背景下,冰川加速消融短期内增加了三江源及其中下游地区的水资源供给,但从长期看,冰川储量的持续亏损将加剧未来水资源的不确定性.本研究可为区域水安全评估与适应性管理提供科学依据.
气候变暖冰川面积冰川物质平衡水资源效应三江源地区
