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关键词： 客机   总体设计   敏感性分析   氢燃料电池   混合动力  

摘要： 氢燃料电池混合动力客机是未来降低航空业碳排放的可行技术路线之一。然而目前对于不同氢燃料电池混动技术对飞机整体特性影响的机理分析和定量趋势研究较少。针对该问题，建立氢燃料电池混合动力客机关键参数敏感性分析方法，定量研究关键技术参数变化对飞机整体特性的影响和作用趋势。同时根据当前至未来十年内，各阶段氢能技术发展所能达到的不同技术水平，匹配不同阶段的最佳动力分配策略。针对窄体干线客机案例，开展关键参数敏感性分析。敏感性分析结果表明，氢燃料电池功率密度对飞机的最大起飞重量和使用空重影响最大，而巡航时的氢动力配比对飞机的碳排放量、以及燃料和碳税成本影响最大。在不同技术水平下，提高巡航时的氢燃料电池提供的推力占比整体而言可以降低飞机的最大起飞重量以及燃料和碳税成本，但起飞氢动力占比不能过大。在未来混动技术预期发展过程中，巡航氢燃料电池提供的推力占比取0.4，起飞氢燃料电池提供的推力占比取0.15，飞机可获得最轻的最大起飞重量和最低的燃料和碳税成本。对比传统飞机，氢燃料电池混合动力飞机在未来十年将降低燃料和碳税成本达15%～26%。

关键词： 质子交换膜燃料电池   气体扩散层   碳纸   工艺优化   导电性  

摘要： 质子交换膜燃料电池（PEMFCs）被认为是新能源动力终极解决方案。气体扩散层（GDL）是PEMFC中的关键组件，起到导电、传热、透气、排水的作用。碳纤维纸是目前GDL首选的商业化材料。以湿法成型为基础，研究分散剂种类、碳纤维长径比、树脂浸渍和碳化石墨化工艺对碳纤维纸结构与性能的影响规律。结果表明，聚氧化乙烯（PEO）与羟甲基纤维素（HMC）复配为最佳的分散剂体系。6 mm和3 mm短切碳纤维的最佳配比为80%和20%。采用真空浸渍法浸渍酚醛树脂能显著提升碳纤维纸的树脂碳残留量及导电性。碳化石墨化温度的提高有利于碳纤维纸的孔隙率和导电性增加，当热处理温度为2400 ℃时，碳纤维纸的孔隙率为82.5%，电阻率为8.1 mΩ·cm。

关键词： 耕地保护   气候变化   土地管理   气候智慧型农业   再生农业  

摘要： 在剧烈变化的气候面前如何保护有限的耕地，是当前我国面临的重要公共政策议题之一。目前气候变化对我国耕地的数量、质量和生态保护构成了严峻的现实挑战，而我国现有的耕地保护政策在这一严峻挑战面前表现出较大局限，主要体现为无法可依、执行困难。鉴于此，我国公共部门应着力优化耕地保护政策：一是改进政策设计，加快耕地保护立法，提升政策设计的系统性；二是投资尖端科技，推动气候智慧型农业技术的研发和应用，优化耕地利用效率和预警机制；三是优化土地管理，发展生态农业和再生农业，增强农业的生态系统服务功能；四是助推政策执行，引导激励耕地利用主体，提升耕地利用的气候适应性。

关键词： 地下水埋深   GRACE重力卫星   时空变异特征   北京市   Co-Kriging法   水资源   气候变化   降雨  

摘要： 【目的】北京市水资源形势不容乐观，地下水作为主要供水水源，长期被超量开采，为及时掌握地下水位时空演变规律，【方法】以2002—2022年GRACE重力卫星和地下水监测井数据为基础，运用COK模型，反演北京市地下水位变化，并从土地利用、气候变化和生态补水等方面定量分析影响地下水位变化的原因。【结果】结果表明：GRACE和实测地下水位数据反演结果的均方根误差为0～10 m，反演结果较为可靠；北京市地下水水位自2002年开始持续大幅下降，2015年至历史低值；自2014年底南水北调中线江水进京等措施使得地下水开采量逐年减少，截至2022年地下水埋深持续回升。从年内变化来看，1—2月地下水位相对稳定，3—6月逐月下降，7—10月份受降雨等因素影响，地下水位明显上升；11—12月，地下水位变化不大；而空间维度上，全市地下水位以中轴线及延长线为界，呈现条带状，南北差异明显；影响北京市地下水位变化的主导因素有降雨量（q=20.14%）和生态补水（q=11.98%），显著大于土地利用类型（q=3.96%）。【结论】GRACE重力卫星反演的北京市地下水动态变化与实测结果一致，降雨及生态补水是影响地下水动态变化的主要因素，研究成果对区域水循环演变规律认识及水资源管理与开发利用具有重要的现实意义，可为科学评估与合理利用地下水提供有效支撑。

关键词： 固体火箭冲压发动机   水冲压发动机   含硼固体推进剂   直连试验   燃烧性能   沉积  

摘要： 为了探究两种含硼固体推进剂在水冲压条件下的燃烧与推力性能，本文以跨介质飞行器水下动力装置为应用背景，设计了水冲压发动机原理样机并开展了地面实验研究。试验结果表明，发动机实现了持续稳定工作，燃烧产物沉积主要集中于进水口位置，验证了硼基水冲压发动机的可行性。四次试验中燃烧效率最高达到了86.8%，在水燃比为3.2时比冲达到了4712.5N·s/kg。在水燃比相近时，两种推进剂的燃烧效率均在69%左右，但推进剂Ⅱ的补燃室内存在更多沉积物，发动机比冲效率降低了13.8%。提高水燃比能提高燃烧效率和比冲，水燃比从1.75增加到3.20，燃烧效率提升了6.1%，并且还能减少燃烧产物的沉积。两种推进剂中一、二次燃烧产物中均含有碳化硼和硼酸等物质，但由于推进剂Ⅱ中Mg、Al的含量较高，其产物中能明显检测出氧化镁和铝酸镁。

关键词： 一体式再生燃料电池   发电模式   电解模式   双功能   双极板   水气传输  

摘要： 一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell, URFC)在同一装置内集成了燃料电池(fuel cell, FC)发电和水电解(water electrolyzer, WE)制氢双功能,具有高比能量、高能量转换率、清洁高效等优势.随着氢能的发展,URFC在储供能、长时动力系统、空间电源等领域极具应用价值.然而, URFC规模化应用存在诸多瓶颈,如双工作模式往返效率低、催化剂贵金属载量高、性能衰减快和运行不稳定,主要原因是关于URFC的研究尚在起步阶段,对于URFC反应机制和水热管理调控仍不明确.本文从URFC工作原理及分类出发,重点关注恒定气体构型URFC的部件及材料研究进展,阐述双功能模式对催化剂、多孔传输层和极板的材料、结构和寿命的影响机制,分析两种工作模式带来的水气传输规律及模式切换需求,旨在为提升URFC综合性能提供方法指导.本文系统地对URFC双功能部件的研究进展进行总结,并对未来高功率、高效率的URFC发展进行展望.

关键词： 额尔齐斯河   洪水风险要素   MIKE模型   SRM   CMIP6  

摘要： 在气候变暖影响下，干旱区河流洪水风险显著提升。本文在额尔齐斯河富蕴县城段及以上河道采用SRM预测径流，耦合了MIKE 11、MIKE 21 FM模型，研究未来额尔齐斯河上游流域洪水风险。利用额尔齐斯河上游三个水文站实测数据率定模型参数，采用CMIP6的3个气候模式两种未来气候变化情景（SSP2-4.5、SSP5-8.5）数据模拟额尔齐斯河流域未来的洪水风险要素，输出洪水风险区划图。结果表明：2025—2065年，两种未来气候变化情景均显示额尔齐斯河流域洪水风险防治范围为河道北岸，原因是河道北侧地势比河道南侧低，洪水向北侧漫溢；洪水风险从东南向西北逐渐降低；SSP5-8.5情景下的洪水风险比SSP2-4.5情景更为严峻，高风险区域面积比SSP2-4.5多7.2%，中风险区域面积比SSP2-4.5少7.7%，差异体现在县城中部地区，SSP5-8.5情景下该区域为高风险，SSP2-4.5情景为中风险。

关键词： 昌马河流域   径流变化   气候变化   Budyko假设  

摘要： 昌马河是疏勒河的主要干流段，其径流变化对气候变化和下垫面变化极其敏感。以昌马河流域为研究对象，运用Budyko假设对径流变化进行归因分析。结果表明：（1）径流、气候和下垫面因子均具有明显的突变特征，气候特征总体上呈暖湿化趋势。（2）径流对降水量变化的敏感性最高，其次为下垫面和潜在蒸散发；气候变化和下垫面变化分别贡献径流量变化的37.31%和62.79%，下垫面变化是径流变化的主要原因，降水增加对径流变化起到次要作用。（3）叶面积指数是与径流变化最相关的影响因子，其次为降水量和土壤水分；气候变化引起下垫面变化能够在更大程度上解释径流变化。

关键词： 极端降水指标   Mann-Kendall趋势分析   Sen斜率估计   连续小波分析   滇中地区   气候变化   时空分布   降雨  

摘要： 【目的】极端降水是产生洪涝灾害的首要原因之一，对农业生产有重要影响，为探讨云南省滇中地区极端降水指标的时空演变规律，【方法】利用1960—2020年滇中地区44个气象台站日降水数据，采用Mann-Kendall趋势分析、Sen斜率估计、连续小波分析研究了极端降水指标的年内、年际及周期性变化特征。【结果】结果显示：60年来，发现在年内1d最大降水量(Rx1day)、5d最大降水量(Rx5day)、降水强度(SDII)、中雨以上日数(R10)、大雨以上日数(R20)、持续湿期日数(CWD)、强降水量(R95p)和特强降水量(R99p)均呈现先增加后减小的趋势；持续干期日数(CDD)表现为先减小后增加的趋势。在年尺度上，Rx1day、SDII、R99p呈显著增加的趋势，CDD、Rx5day、R10、R20、R95p和总降水量(PRCPTOT)变化趋势不显著，CWD呈显著减小的趋势；Rx1day、Rx5day、R10、R20、R95p、R99p和PRCPTOT高值区位于滇中地区的西北部、东北部及东南部，低值区位于滇中地区的中偏西部；SDII高值区位于滇中地区的西北部，低值区位于滇中地区的中偏西部；CDD呈自西北向东南增加减小的趋势；CWD高值区位于滇中地区的西北部、东南部和中部，低值区位于滇中地区的中偏西部；小波分析显示Rx1day、Rx5day、R10、R20、SDI、CDD、CWD、R95p、R99p和PRCPTOT均存在8a内的周期特性。【结论】结果表明：Mann-Kendall趋势分析对于降水要素时间序列变化趋势和突变点分析，能发挥重要的作用；Sen斜率估计针对降水要素长时间序列数据的趋势分析，起到至关重要的作用；连续小波分析能够推断出降水要素存在的周期性变化，有很大的推广应用价值。通过对滇中地区极端降水指标时空演变规律研究，可为滇中地区灌溉排水规划及防灾减灾提供参考依据。

关键词： 三江源国家公园   水源涵养   InVEST模型   气候变化   人类活动  

摘要： 三江源国家公园是我国重要的生态屏障区，研究其水源涵养服务变化对区域生态保护、绿色发展与生态系统健康诊断等具有重要意义。基于参数地方化修正的InVEST模型，分析三江源国家公园2000—2022年水源涵养服务的时空变化特征，并利用逐像元相关和残差趋势方法辨识对其产生影响的驱动因素。结果表明：（1）2000—2022年三江源国家公园水源涵养量显著上升，变化速率为1.01亿m3/a，年平均水源涵养量为91.66亿m3。三江源国家公园体制的建立有助于水源涵养服务的提升，试点建立后（2016—2022年）水源涵养量增长速率高于试点建立前（2000—2016年）。地方化的Z参数可用于相似自然条件下的水源涵养研究。（2）水源涵养量空间上表现为东南高西北低的分布格局，高值区位于东南部澜沧江源园区，低值集中于国家公园北部，草原是区域水源涵养量的主要贡献地类。水源涵养极重要区和高度重要区占比小，多为各河流发源地。（3）三江源国家公园水源涵养服务与降水呈正相关、与蒸散发呈负相关，降水发挥着主导作用。2000—2022年间，气候要素对水源涵养服务的影响有所下降。（4）气候变化是驱动三江源国家公园水源涵养能力提升的重要因素，自2016年国家公园试点建立后，单一气候的积极影响区域占比从98.42%下降至82.44%。气候人类共同作用和单一人类活动的积极影响逐渐显现，说明国家公园的建设与生态保护对水源涵养起到积极作用，但仍存在气候变化与人类活动叠加引起的水源涵养能力下降现象。