预警的概念及相关物理问题

预警是现代社会减轻自然灾害的工作中最重要的物理概念之一,也是在预测/预报的物理问题没有得到解决的情况下最具实际意义的技术之一.文章介绍了与预警有关的概念和物理问题,包括预报和预警的概念,现地预警和异地预警,讨论了不同领域的预警技术中共同的物理问题,包括“有限传播”原理、“连锁效应”原理、“相似放大”原理,以及实际工作对预警系统的主要技术要求.     

海啸的物理

地震海啸的产生是地球表面固体层和流体层相互作用的结果．文章介绍了这种相互作用的物理过程，讨论了海啸的大小、能量、传播速度．指出：建立早期预警系统是减少海啸灾害的重要措施，目前的预警系统虚报率很高的问题，仍需要通过加强地球表层系统相互作用的研究来解决．     

寂静地震与地震预测的物理问题

寂静地震是指发生了缓慢的位错、但几乎不辐射地震波的“地震” .在目前的地震预测的物理学研究中 ,通常是通过计算历史上曾经发生过的地震所引起的应力变化 ,或者通过研究地震活动的统计性质或“图像动力学” ,来推测一个断层带上发生地震的危险性 .寂静地震的信息的缺失 ,形成了地震预测的物理学研究中的一个很大的“盲区” ,而在相当程度上 ,解决地震预测的物理问题的主要困难和可能的突破的希望 ,也许就在于此 .寂静地震的研究目前还很不深入 .关于寂静地震的性质 ,文章作者提出两个猜想 :(1)寂静地震的频度 ,满足类似于GR定律的幂律分布 ;(2 )最大的寂静地震的地震矩 ,与“可见”的最大地震的地震矩相当 .     

准静态过程及相关物理概念教学探析

本文运用类比方法, 引入爬台阶这一常见生活实例, 通过对其作细致的定性和定量分析, 直观形象地类 比了热力学中的准静态过程及相关物理概念, 揭示了平衡态、 非平衡态、 弛豫时间等概念之间以及他们跟准静态过 程的内在联系和本质区别, 进一步明确了将实际过程近似为准静态过程的定量条件     

基于中红外痕量甲烷检测的地震预警仪

随着地震断裂带气体观测技术的快速发展,为了对地震进行精确的预报,减少因地震给人民群众生命和财产带来的损失,根据甲烷气体的释放与地震前上地壳岩石的微裂隙有直接关系的这一微观变化,设计并研制中红外痕量甲烷气体检测仪。仪器采用激发波长为7.65 μm的量子级联激光器(QCL),结合双光路长度为76 m的多次反射herriott长光程气体吸收池,可以在4 s的采样时间内实现40 nmol·mol-1气体检测灵敏度。同时,采用半导体激光器频率调制直接光谱吸收技术,降低了该仪器噪声的主要来源1/f噪声,使气体检测下限达到5 nmol·mol-1 (40 s采用时间)。在野外实验中,利用可控震源车作为模拟地震源,将6个痕量甲烷检测仪以100 m为距离等间隔放置,对距震源中心不同距离下的地表面甲烷气体浓度进行动态测量。实验表明,该仪器可以监测地震前地下痕量甲烷气体的释放,为地震前兆预警提供新的途径。     

数值地震预测的关键物理问题

数值地震预测是地震物理研究中的一个重要课题,具有基础性的科学意义和潜在的应用价值。文章介绍了数值地震预测的三个关键物理问题——地震发生率与应力变化的关系、地震断层的摩擦函数、地球中应力的传递问题,讨论了这些问题的意义、研究现状和发展趋势。     

与地震预测预报有关的几个物理问题

文章简要介绍了与地震预测预报有关的几个物理问题,包括地震活动性问题、地球深部物质的物理性质及其变化问题、地球深部的流体问题、地震破裂问题、地球深部的形变和应力问题.这些问题的研究涉及当代物理学的一些前沿领域,唐山大地震后30年来有诸多重要进展.     

初中物理热学相关概念的教学实践探究

概念教学是课程教学的基础,物理概念在物理教学研究中占据重要地位,由于概念具有抽象复杂的特点,概念教学一直是物理教学的重难点,本文物理热学教学出发,对初中物理热学的相关概念进行教学研究.     

与地震预测预报有关的几个物理问题

文章简要介绍了与地震预测预报有关的几个物理问题,包括地震活动性问题、地球深部物质的物理性质及其变化问题、地球深部的流体问题、地震破裂问题、地球深部的形变和应力问题.这些问题的研究涉及当代物理学的一前沿领域.唐山大地震后30年来有诸多重要进展.     

数值地震预测的关键物理问题*

数值地震预测是地震物理研究中的一个重要课题,具有基础性的科学意义和潜在的应用价值.文章介绍了数值地震预测的三个关键物理问题——地震发生率与应力变化的关系、地震断层的摩擦函数、地球中应力的传递问题,讨论了这些问题的意义、研究现状和发展趋势.     

海啸的物理

地震海啸的产生是地球表面固体层和流体层相互作用的结果.文章介绍了这种相互作用的物理过程,讨论了海啸的大小、能量、传播速度.指出：建立早期预警系统是减少海啸灾害的重要措施,目前的预警系统虚报率很高的问题,仍需要通过加强地球表层系统相互作用的研究来解决.     

The diversity of the physics of earthquakes

Earthquakes exhibit diverse characteristics. Most shallow earthquakes are “brittle” in the sense that they excite seismic waves efficiently. However, some earthquakes are slow, as characterized by tsunami earthquakes and even slower events without any obvious seismic radiation. Also, some earthquakes, like the 1994 Bolivian deep earthquake, involved a large amount of fracture and thermal energy and may be more appropriately called a thermal event, rather than an earthquake. Some earthquakes are caused by processes other than faulting, such as landslides. This diversity can be best understood in terms of the difference in the partition of the released potential energy to radiated, fracture, and thermal energies during an earthquake. This approach requires detailed studies on quantification of earthquakes and estimation of various kinds of energies involved in earthquake processes. This paper reviews the progress in this field from historical and personal points of view and discusses its implications for earthquake damage mitigation.     

Early warning signals of abrupt temperature change in different regions of China over the past 50 years

In this paper, the early warning signals of abrupt temperature change in different regions of China are investigated. Seven regions are divided on the basis of different climate temperature patterns, obtained through the rotated empirical orthogonal function, and the signal-to-noise temperature ratios for each region are then calculated. Based on the concept of critical slowing down, the temperature data that contain noise in the different regions of China are preprocessed to study the early warning signals of abrupt climate change. First, the Mann-Kendall method is used to identify the instant of abrupt climate change in the temperature data. Second, autocorrelation coefficients that can identify critical slowing down are calculated. The results show that the critical slowing down phenomenon appeared in temperature data about 5-10 years before abrupt climate change occurred, which indicates that the critical slowing down phenomenon is a possible early warning signal for abrupt climate change, and that noise has less influence on the detection results of the early warning signals. Accordingly, this demonstrates that the model is reliable in identifying the early warning signals of abrupt climate change based on detecting the critical slowing down phenomenon, which provides an experimental basis for the actual application of the method.     

邮票上的物理学史(61)--粒子物理学:观念和理论

粒子物理学是1897年随着汤姆孙发现电子而建立的.其发展迄今可以分为三个阶段,每个阶段历经三四十年.     

邮票上的物理学史（62）--粒子物理学:观念和理论(续)

理论上的另一进展是对相互作用中对称性和守恒量的研究.原来以为,在各种相互作用中,都有空间反射变换P、电荷共轭变换C和时间反演变换T下的不变性.不过,这只是人们抱有的一种观念,除了泡利在1955年曾在一般前提下从理论上证明了在CPT联合变换下量子场论的不变性以外,其他的都未曾在实验或理论上得到过证明.1955年,出现了所谓θ-τ之谜.1956年,李政道和杨振宁分析了以往的实验,他们发现,在弱作用中宇称守恒从来没有得到过实验的确证.因此他们提出,弱相互作用中宇称不守恒(没有空间反射变换下的不变性),这样也就没有θ-τ之谜了.1957年,吴健雄领导的小组按照李政道和杨振宁的建议,进行了极化原子核钴60的β衰变实验,证实宇称不守恒.随后不久,其他的弱作用实验也证实了宇称不守恒,而且C宇称也不守恒.李政道(图12,内维斯1995年,诺贝尔奖设立百年)和杨振宁(图13,马尔代夫1995年,诺贝尔奖设立百年;图14,圭亚那1995年,诺贝尔奖设立百年)获得1957年诺贝尔物理奖.这是华人首次获得诺贝尔奖.他们的得奖,就像半世纪前詹天佑自力修建京张铁路一样,改变了中国人觉得自己不如人的心理状态,提高了民族自信心.     

基于深度学习的CSNS加速器预警系统样机

为了能在中国散裂中子源（CSNS）加速器的部分故障发生前发出预警信息,利用深度学习建立了基于CSNS加速器真空度和漂移管直线加速器（DTL）温度的特征模型,开发了一套CSNS加速器预警系统样机。该样机基于实验物理及工业控制系统（EPICS）架构搭建,主要由训练、识别和信息发布3部分组成,采用Python进行程序设计开发,实现了训练样本获取、深度学习网络设计和训练、在线识别和信息发布等功能。测试结果表明,该样机对基于CSNS加速器真空度和DTL温度历史数据生成的测试集的准确率达98.4%,且能根据实时数据识别出CSNS加速器真空度和DTL温度的异常,并能发出预警信息,证明了其可行性和有效性。     

A single dual-mode gas sensor for early safety warning of Li-ion batteries: Micro-scale Li dendrite and electrolyte leakage

Li dendrites and electrolyte leakage are common causes of Li-ion battery failure. H₂, generated by Li dendrites, and electrolyte vapors have been regarded as gas markers of the early safety warning of Li-ion batteries. SnO₂-based gas sensors, widely used for a variety of applications, are promising for the early safety detection of Li-ion batteries, which are necessary and urgently required for the development of Li-ion battery systems. However, the traditional SnO₂ sensor, with a single signal, cannot demonstrate intelligent multi-gas recognition. Here, a single dual-mode (direct and alternating current modes) SnO₂ sensor demonstrates clear discrimination of electrolyte vapors and H₂, released in different states of Li-ion batteries, together with principal component analysis (PCA) analysis. This work provides insight into the intelligent technology of single gas sensors.     

紫外告警系统探测距离的估算

介绍了紫外告警原理及紫外告警系统的结构组成。基于典型目标(导弹)的紫外辐射特征和紫外辐射的大气传输特性,结合紫外告警系统探测器件的性能参数,根据像平面照度公式,提出了紫外告警系统探测距离的估算方法及模型,实例计算并验证了紫外告警系统在不同观察方位角对固体推进剂导弹的探测距离。分析研究表明,改变CCD最小照度值,像管的增益,光学系统的透过率和相对孔径等探测传感器的性能参数,可以提高紫外告警系统的探测距离。