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木星和土星作为太阳系的气态巨行星,不仅占据了太阳系除太阳外总质量的 90%以上,更持有了整个系统绝大部分的角动量,在太阳系早期历史中起着至关重要的作用.二者形成过程中捕获了原行星盘中大量物质,其内部圈层结构和物质分布,本质上是太阳系早期物质相互作用、引力坍缩及后续热演化过程的共同塑造结果.因此,对气态巨行星的内部结构的深入研究,可以为行星科学领域多个核心问题提供关键支撑,包括追溯原太阳星云的状态条件和演化历史、揭示太阳系行星的形成与演化机制、阐明系外巨行星的内部特征与演化规律等.当前,气态巨行星内部结构研究主要依托重力场、磁场与大气性质等外部探测数据,通过行星结构模型构建、内部物态性质研究以及形状与重力场计算,开展多物理场联合反演分析.近年来,朱诺号(Juno)和卡西尼号(Cassini)探测器分别对木星和土星开展近距离环绕探测,获取了前所未有的高精度重力场数据;与此同时,极端温压条件下氢、氦等物质的物态性质研究也在实验和理论研究方面取得关键突破.基于上述科学背景与研究进展,本文首先回顾木星与土星的主要探测任务,继而围绕气态巨行星形状与重力场的理论计算、氢氦微观物态性质研究等核心环节展开叙述,系统梳理木星和土星内部结构的研究历程,并总结近年来具有代表性的前沿成果.
木星土星重力场氢氦状态方程内部结构
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气态巨行星的大气中存在多尺度的涡旋结构,这些涡旋不仅是行星天气系统的重要组成部分,也是理解其内部动力学和热力学过程的重要窗口.本文综述了近年来气态巨行星大气涡旋研究的主要进展,涵盖涡旋的形成机制、演化过程、空间分布、寿命特征及其与背景风场的相互作用,重点关注木星的大红斑和极地涡旋、土星的六边形风暴等典型现象,并探讨理论分析、数值模拟和遥感观测在揭示涡旋动力学中的作用.在理论方面,本文重点讨论巨行星大气涡旋的对流形成机制,包括天气层湿对流和深层热对流两种模式.天气层湿对流主要通过太阳辐射加热引起的大气潜热释放作为热源,扰动气流在科氏力作用下旋转并合并形成大尺度涡旋.深层热对流则由行星内部热能加热驱动,在对流层形成涡管,随后合并成大尺度涡旋.两种机制的共同点是均通过对流形成涡旋,差异在于热源深度不同,导致涡旋可延伸的垂直深度存在差异.考虑到木星大气的复杂性,这两种机制可能共同作用于涡旋形成.在数值模拟方面,本文结合流体力学中旋转对流的模拟结果,探讨涡旋形成的可能原因,包括浅水波模型、不可压缩流体模型和可压缩流体模型.浅水波模型主要研究平流层中随机扰动在旋转效应下的演化;不可压缩和可压缩流体模型则分别模拟薄层和厚层对流中涡元的演化.模拟结果显示,这些模型均能生成大尺度涡旋,提示它们可能是巨行星大气涡旋形成的重要机制.气态巨行星大气涡旋的具体形成机制仍需理论、模拟与观测的进一步结合研究.本文旨在为深入理解气态巨行星复杂的天气系统提供参考与启示.
巨行星大气对流涡旋流体动力学
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贵阳文通书局是中国近现代出版史上"七大书局"之一,其译介出版成果对贵州、西南乃至全国的社会文化发展影响深远.本文聚焦其1941年至1952年的译介出版活动,梳理译介书籍与刊载译文,并分析其社会影响.研究发现,文通书局译介出版呈现来源国别多元、文学性与实用性兼顾、译者协作网络多元等特点.其社会影响主要体现在推动思想启蒙与知识现代化转型,引介西方教育理念、助力本土教育改革以及回应时代需求、重建服务社会等方面.本研究不仅丰富了对文通书局的认知,也为中国近现代翻译出版史及区域翻译史研究提供了新视角.
文通书局译介出版
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为了研究T型加劲肋方钢管混凝土柱的轴压性能,采用 ABAQUS 建立足尺有限元模型,并对其进行验证,研究典型试件的受力机理,分析和总结各参数的变化对轴压力学性能指标的影响程度和影响规律.研究结果表明:T 型加劲肋能延缓钢管的局部屈曲,且对试件的承载力、刚度及延性具有显著影响,T 型加劲肋的存在使得试件极限承载力提高了 19％;通过参数分析发现,加劲肋类型、钢管壁厚、钢材屈服强度以及混凝土强度等参数的变化对试件轴压性能影响较大;钢材屈服强度由235 Mpa 增加至 345、420 Mpa 时,试件刚度变化较小,极限承载力分别提高了13.6％和18.2％;混凝土强度由30 Mpa 分别增加至 40、50、60 Mpa 时,试件承载力分别提升了18％、35.6％、55.9％,轴压刚度分别提升了18％、32.3％、45％;当钢管壁厚由3 mm 增加至5、7 mm 时,承载力分别提升了11.9％、21.3％,轴压刚度分别提升了8.21％、16.31％,合理的参数配置使得试件具有足够的安全储备.
T型加劲肋钢管混凝土柱轴压性能有限元分析
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M型钡铁氧体(BaFe12O19)作为一种典型的硬磁六角铁氧体,其晶体结构复杂、阳离子占位多样,稀土掺杂被视为调控其磁性能的有效策略,但掺杂离子的真实占位、诱导缺陷类型及其对磁畴钉扎与退磁的竞争机制仍缺乏系统认识.本文以稀土 La为掺杂剂,制备了 Ba1-xLaxFe12O19(x=0～0.15)单颗粒纳米纤维,综合运用XRD、球差校正电镜、原子级EDS、VSM、一阶反转曲线(FORC)及电子全息技术,从原子到微米尺度系统解析了 La占位、缺陷演化与微观磁结构和宏观磁性能的关联.结果表明:La主要取代Ba位,并诱导产生两种反相界缺陷(APB-R与APB-S);低掺杂时(x ≤ 0.075),APB成为畴壁钉扎中心,同时局域有效磁矩因超交换作用调制而提高,使Ms 由60.1 增至 62.7emu·g-1,Hc由 6.03 kOe 增至 6.43 kOe;高掺杂时(x ≥ 0.1)则析出 Fe2O3 和 LaFeO3 相,破坏了主相磁通连续性并增强局域退磁,导致Ms与Hc下降.FORC和电子全息直观揭示了钉扎型磁畴反转与退磁场分布演变.本研究直接展示了稀土占位、APB缺陷与析出相对磁性能的竞争调控机制,为合理设计低成本高性能稀土掺杂六角铁氧体提供了原子尺度理论依据.
钡铁氧体La掺杂离子占位磁性调控构效关系
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由于水合物赋存于复杂的孔隙介质之中,其地震响应特征与常规储层差异微弱,使得水合物勘探识别结果多解性强,限制了水合物识别精度.为此,提出了关于天然气水合物正演数值模拟与瞬时地震属性相关的分析研究.结合微分等效介质模型和White球状模型构建了地质—地球物理模型,以适配水合物赋存的地质条件.引入有限差分法对地震波场进行正演数值模拟,依托希尔伯特变换提取瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三类地震属性参数,进而剖析储层物性、储层厚度与三瞬参数之间的响应规律,为水合物识别提供判定依据.以青藏高原东北冻土区为实测工区,基于二维地震剖面资料、钻井测井物性数据以及水合物赋存地层物性参数等研究数据,对方法的应用性能进行验证.结果表明,正演数值解与解析解相对误差≤1.01%,满足正演精度要求;选取13个水合物勘探点位开展对比测试,通过横向比对可知,研究方法的储层横向定位平均偏差<1.1 m,提高了水合物识别的准确性.研究方法通过建立水合物储层参数与瞬时地震属性之间的映射关系,可有效削弱多解性,实现天然气水合物的精细化识别.
天然气水合物正演数值模拟瞬时地震属性水合物识别
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日光温室在保障我国北方冬春蔬菜供给中发挥着不可替代的作用.然而,传统南北垄向栽培因垄体短、垄数多、作业空间受限,导致农机作业"下地难、边上难耕、地头难掉头",严重制约了设施生产机械化水平的提升与可持续发展.将垄向调整为东西向,以延长连续作业距离、减少垄数,已成为推动日光温室宜机化改造的重要途径.近年来,该模式在农机农艺融合、区域适配等方面取得了显著进展,相关研究逐步深化,但缺乏系统的梳理与总结.本研究系统阐述了日光温室东西垄向栽培的宜机化特性,分析了该模式对光、温、水、气、土壤水热及作物生长的空间分布影响,归纳了主要分布区的应用实践与成效,并对未来研究方向进行了展望,以期为日光温室高质量发展提供支撑.
日光温室东西垄向宜机化空间分布特征
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为系统梳理中国西南地区农业碳排放研究的发展脉络与前沿趋势,比较中英文文献的研究差异及区域低碳转型重点,运用CiteSpace软件对2005-2025年中国知网(CNKI)数据库中的339篇相关中文文献、Web of Science和Scopus数据库中的330篇相关英文文献进行文献计量与可视化分析.结果表明:1)中文文献发文量在2005-2015年总体处于低位,2016年后在《巴黎协定》、"双碳"目标等农业绿色发展政策推动下增长并于2023年达到峰值65篇;英文文献总体呈持续上升趋势,2025年截至11月30日已达60篇.2)中英文文献高产作者与机构均主要分布于中国西南地区高校和科研院所,已形成多个围绕喀斯特生态、农田碳排放和温室气体调控等研究方向的研究团队,但合作网络整体仍较分散;相较于中文文献,英文文献作者合作网络连接程度更高,跨团队协作有所增强.3)中英文文献的研究热点存在差异,中文文献以"低碳农业""碳中和""土地利用变化""碳汇"和"固碳潜力"等高频关键词为主,侧重区域碳排放、时空差异及低碳发展;英文文献则以"land use""soil organic carbon"和"greenhouse gas emissions"等为高频关键词,更关注土地利用、土壤碳库及农田温室气体排放过程等田间微观机制.4)研究前沿呈现由早期的碳源/汇识别、土地利用变化和排放核算,逐步扩展到农田生态过程、减排措施及区域差异研究.近年来,"碳中和""时空变化""emission control""spatial distribution"和"sustainability"等主题持续活跃,表明研究开始更多关注碳排放机制、减排效果及可持续性.综上,未来应加强机构协同创新,进一步关注中国西南地区特有地貌下的固碳潜力、农田生态系统减排技术及农业绿色转型的政策激励机制.
农业碳排放西南地区CiteSpace"双碳"目标文献计量学
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[目的]探究农地流转与乡村振兴的耦合协调关系,为促进乡村高质量发展提供依据.[方法]基于2010-2023年全国省域面板数据,采用耦合协调度、空间自相关和经济计量等方法,分析了我国农地流转与乡村振兴耦合协调的时空特征及其影响因素.[结果]时序上,我国农地流转与乡村振兴水平总体呈波动上升趋势,以2017年为拐点从协同上升转向增速分化,区域差距由绝对扩大转向相对收窄,同时二者耦合协调度由濒临失调提升至中级协调,呈现东部>中部>西部的梯度变化特征;空间上,30个省份耦合协调度总体呈东部高、中部次之、西部低的分布格局,其增幅表现出多极引领、梯度跃升的空间差异特征,并形成以长三角地区为核心逐步扩展的高—高集聚区、西部四川低—低集聚区的空间集聚特征;经济发展水平、政府财政能力与土地政策是影响农地流转与乡村振兴耦合协调水平的核心因素,农业产业结构对耦合协调水平具有抑制效应,且区域间影响因素存在差异.[结论]2010-2023年我国农地流转与乡村振兴的耦合协调水平稳步提升且空间差异趋于收敛,受经济水平、政策效应等多重因素影响.
农地流转乡村振兴耦合协调关系时空特征影响因素
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[目的]评估干湿循环下鄂东大别山区草灌混合植被的根-土复合体力学特性,为该地区的生态修复和水土流失治理提供参考.[方法]以草灌混合植被根系为研究对象,通过单根抗拉试验和根-土复合体的抗剪强度试验,探究干湿循环下草灌根系的抗拉特性及根-土复合体的抗剪强度的演化规律.[结果]干燥状态下草、灌根系抗拉强度分别是饱和根的1.2~1.5倍,1.1~1.3倍;黏聚力受草灌根系类型和干湿循环的影响显著,而内摩擦角受上述因素影响较小;草灌混合根-土复合体的黏聚力大于单一灌木或草本,其中灌木占比75%时黏聚力达到最大值;黏聚力随着干湿循环增大呈幂对数降低的变化,劣化度达35%~43%;建立了可以考虑灌木占比、根直径和干湿循环次数的根-土复合体黏聚力预测模型.[结论]根径、根系类型与干湿循环共同调控鄂东大别山区草灌混合植被根-土复合体的力学特性.
根-土复合体黏聚力直剪试验草灌混合植被鄂东大别山区
