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高效的城市洪水表面重建:将深度学习与水力原理相结合,以应对观测数据稀疏的问题
Xu Lanjie|Hou Jingming|Wang Tian|Guo Qingyuan|Li Donglai|Pan Xinxin中国西安工业大学干旱地区水工程生态与环境国家重点实验室,西安 710048摘要基于深度神经网络的洪水淹没仿真模型已被开发出来,以解决传统二维(2D)水动力模型的高计算成本问题。然而,在具有高度异质表面和复杂人工结构的城市地区,仍然存在挑战。在这项研究中,我们提出了一种新的仿真框架——稀疏点学习与插值表面重建(SPIR)——以更高的效率和准确性模拟高分辨率的城市洪水淹没。该框架包括四个主要步骤:(1)通过阈值处理和形态学滤波生成洪水范围掩膜,以去除浅水、屋顶和孤立
来源:Journal of Hydrology
时间:2025-10-24
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QDeepGR4J:基于分位数的深度学习与GR4J混合降雨-径流模型的集成系统,用于极端流量预测并包含不确定性量化
### 深度学习与概念性降雨径流模型的结合:提升水文预测的可解释性与准确性在水文学和气候科学领域,准确预测极端流量事件对于水资源管理至关重要。这些事件对社区、生态系统和经济具有广泛而深远的影响,例如洪水可以造成巨大的经济损失、环境破坏和人员伤亡。因此,构建一种能够有效模拟和预测极端事件的模型,对于提高灾害应对能力、优化水资源管理具有重要意义。近年来,深度学习技术在这一领域展现出巨大潜力,其强大的非线性建模能力和数据驱动的预测性能为传统水文模型的改进提供了新的方向。概念性降雨径流模型,如GR4J模型,因其对水文过程的物理解释和结构简单性而受到广泛应用。然而,这类模型在参数校准和极端事件预测方面存
来源:Journal of Hydrology
时间:2025-10-24
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一种基于GeoShapley的区域干旱风险评估新加权框架,以及可地理解释的洞察力
干旱对农业生产、自然生态系统和社会稳定造成了严重的影响。因此,明确干旱风险的时空动态及其成因机制对于灾害的预防和缓解至关重要。然而,当前的干旱风险评估主要集中在风险图谱的绘制,缺乏深入的因果分析,导致风险评估结果与适应性策略制定之间的联系较弱。本研究通过整合灾害、暴露、脆弱性和适应性因素,在一个新的加权框架下,对陕西省1990年至2022年的干旱风险进行了动态评估。接着,我们采用地理可解释的机器学习方法,从全球影响、边际效应和空间模式三个视角全面评估了干旱风险的驱动因素。研究结果表明,陕西省的干旱风险呈现出一个时间模式,即早期风险较低,随后在中期呈现出波动上升的趋势,最后又呈现出振荡下降的趋势
来源:Journal of Hydrology
时间:2025-10-24
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Zn和Ni共掺杂MgO的制备、表征及其物理性质
本文探讨了镁氧化物在不同掺杂条件下的结构、光学、电学及磁学特性。研究通过化学沉淀法合成未掺杂的镁氧化物,并采用化学共沉淀法制备了镍和锌共掺杂的镁氧化物。在合成过程中,保持了镁盐和镍盐的浓度不变,而锌盐的浓度则被调整。研究目的是评估掺杂对镁氧化物性能的影响,并将其与之前的研究结果进行对比,以进一步了解其在不同掺杂条件下的行为。镁氧化物作为一种重要的金属氧化物,在自然界中广泛存在,是地壳中最常见的金属氧化物之一。它具有良好的生物相容性、化学惰性和非毒性特性,同时具备较大的电导率和光学透明度,以及较低的热导率。这些特性使其在多个领域中具有广泛的应用潜力,例如电子、光学、抗菌和催化等方面。此外,镁氧化
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-10-24
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通过单原子共催化剂在酸性介质中促进乙烯的电解生产:其在抑制氢气释放和增强C–C偶联反应中的双重作用
电催化二氧化碳还原(eCO₂R)技术在实现可持续化学合成方面具有重要潜力,尤其是在将二氧化碳转化为高附加值产品的过程中。然而,在酸性电解液中进行该反应时,面临的一个关键挑战是氢气析出反应(HER)的快速动力学,这会显著降低电流效率,尤其是在高电流密度条件下。HER通常与CO₂还原竞争,其反应速率快且易于发生,因此在酸性环境中,电催化CO₂还原的效率往往受到抑制。为了克服这一障碍,研究人员提出了一种创新策略,即在酸性电解液中引入一种单原子NiNC共催化剂,它不仅能促进CO的生成,还能释放OH⁻以中和H⁺,从而有效抑制HER并增强C–C耦合反应。这一策略的实现,为在酸性介质中实现高电流密度下的多碳
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-10-24
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掺钕离子的电解质添加剂:通过诱导静电屏蔽和定向沉积实现高性能锌阳极
在当前社会对全球能源需求不断上升的背景下,可持续的能源存储技术已成为科学家们关注的重点。其中,水性锌离子电池(Aqueous Zinc-Ion Batteries, AZIBs)因其丰富的锌资源、低成本、固有的安全性和环保性而受到广泛关注。锌离子电池作为一种极具潜力的储能设备,其理论比容量高达820 mAh g⁻¹,体积比容量达到5855 mAh cm⁻³,且其氧化还原电位较低(−0.76 V vs. 标准氢电极),这些特性使其在实际应用中展现出巨大前景。然而,锌负极在实际使用中仍面临诸多挑战,尤其是严重的寄生副反应和不受控的锌枝晶生长问题,这直接限制了其在商业储能系统中的推广。锌枝晶的形成通
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-10-24
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直接与间接的二维/三维异质结工程:为超稳定钙钛矿太阳能电池设计有序的界面结构
Kaiyu Wang|Xiuhong Sun|Cheng Peng|Qiangqiang Zhao|Bingqian Zhang|Tianci Wu|Xiaoxu Zhang|Shenglai Wang|Xiao Wang|Shuping Pang山东大学晶体材料国家重点实验室,中国济南250100摘要尽管2D/3D异质结构被广泛用于提高钙钛矿光电器件的稳定性,但其有效性从根本上取决于界面结构的结晶度——这一因素常常被忽视。无序的界面表现出热力学亚稳态,其中离子扩散会引发从低n相到高n相的连续相变。在这里,我们使用纯相的2D钙钛矿作为覆盖层构建了原子级有序的2D/3D界面,这将界面相变速率降低
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-10-24
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专为高效倒置钙钛矿太阳能电池表面调制设计的双组分分子
苗文静|尹然|王克祥|游婷婷|郝伟昌|尹鹏刚北京航空航天大学化学学院,中国北京100191摘要钙钛矿表面由于缺陷引起的非辐射复合现象对其光伏性能有显著影响。本文研究了双位点钝化策略对钙钛矿/C60界面处理效果对倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能的影响。理论计算表明,4-(2-氨基乙基)四氢吡喃(4TH)倾向于在钙钛矿表面水平排列,并且双位点同时对钙钛矿起作用。实验结果表明,4TH能够钝化钙钛矿表面并调节界面能级。经过钝化处理后,钙钛矿表面的能级与C60更加匹配,从而促进了载流子的传输。采用4TH改性的倒置PSCs的功率转换效率(PCE)达到了25.02%。此外,改进后的未封装器件还表现出更好
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-10-24
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老化问题至关重要:降解途径如何影响锂离子电池的热失控现象
锂离子电池(LIBs)作为现代电子设备、电动汽车以及大规模储能系统中的核心组件,其安全性始终是研究和应用中的重要课题。随着电池在各种场景中的广泛应用,电池老化问题逐渐成为影响其安全性能的关键因素之一。老化不仅会降低电池的容量和效率,还可能引发严重的热失控(Thermal Runaway, TR)现象,这对电池系统的设计、使用和维护提出了更高的要求。因此,深入理解老化如何影响锂离子电池的热危害,对于提升其在实际应用中的安全性和可靠性具有重要意义。本研究通过系统分析,探讨了不同老化路径对锂离子电池热失控行为的影响。其中,重点研究了综合老化路径,即同时考虑充电/放电倍率(C-rate)和温度因素的组
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-10-24
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全球锂离子电池供应链的循环经济路径:协同减排与价值优化
在全球脱碳进程中,锂离子电池(Lithium-ion Battery, LIB)供应链扮演着关键角色,但其地理分布分散的生产环节给碳管理带来巨大挑战。为了系统评估脱碳路径,研究人员开发了锂循环可计算一般均衡(Lithium Cycle Computable General Equilibrium, LCCGE)模型,将生命周期思维与全球经济动态相结合。分析揭示出供应链中存在显著的“价值-排放悖论”:下游的阴极(cathode)生产环节以34.82%的排放贡献了42.56%的经济价值;相比之下,上游采矿(mining)环节虽然仅创造18.78%的价值,却产生了38.52%的总排放。情景分析表明,
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具有共线自旋螺旋结构的金属性p波磁体实现巨大反常霍尔效应
在凝聚态物理领域,具有自旋分裂电子结构的反铁磁态尽管净磁化强度接近零,却能产生自旋电子学、磁子学和电子学现象。最简单的奇宇称自旋分裂——p波(p-wave)最初被认为源于相互作用电子系统中的集体不稳定性。最新理论发现了一条无需强关联即可实现p波自旋分裂电子能带的新途径,称为p波磁性(p-wave magnetism)。本研究通过实验实现了金属性p波磁体。局域磁矩的反铁磁纹理(即共面自旋螺旋)与离域传导电子耦合产生了奇宇称自旋分裂,X射线散射实验显示其磁周期为化学晶胞的偶数倍。该纹理打破了空间反演对称性,但通过半晶胞平移近似保持时间反演对称性,从而满足p波磁性的对称条件。与理论预测一致,该p波磁
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经典引力理论可产生量子纠缠——对量子引力实验检验的范式挑战
在物理学圣杯般的追求中,引力量子化问题始终笼罩着神秘面纱。尽管电磁力、强力和弱力均已成功纳入量子力学框架,但引力的量子化路径仍深陷迷雾,衍生出弦理论、圈量子引力等学说,甚至出现"引力本质是经典场"的大胆假说。这场争论长期缺乏实验判决的关键证据,直到1957年费曼在Chapel Hill会议上提出一个思想实验:让处于量子叠加态的普朗克质量物体通过引力相互作用,若产生纠缠则证明引力量子性。该方案被近年量子技术进展推向现实前沿,但其理论基石——"经典引力无法产生纠缠"的LOCC定理正遭遇挑战。传统LOCC定理将经典引力相互作用限定为局域经典信息传输,但该结论基
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高强度和中等强度间歇训练对绝经后女性在高脂肪饮食后餐后血脂的影响
本研究聚焦于更年期后女性的血脂反应,特别是她们在摄入高脂餐后血液中甘油三酯(TG)的变化。随着女性进入更年期,由于激素水平的变化,特别是雌激素的下降,她们的身体代谢过程会发生显著改变。这种变化通常伴随着血脂水平的升高,尤其是甘油三酯,从而增加了心血管疾病(CVD)的风险。因此,如何通过运动干预来改善这一状况,成为了一个重要的研究课题。研究表明,短期的剧烈运动(如高强度间歇训练,HIIT)和中等强度间歇训练(MIIT)都可能对血脂水平产生积极影响。然而,对于更年期后女性而言,现有的研究主要集中在年轻、健康的男性群体上,缺乏针对这一特定人群的深入探讨。因此,本研究旨在填补这一知识空白,通过比较HI
来源:Journal of Bodywork and Movement Therapies
时间:2025-10-24
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血管风险因素负担与APOE基因型对痴呆症的乘积效应和加性效应:基于大型队列研究的关联及外周生物学机制
这项研究探讨了血管风险因素(VRF)与载脂蛋白E(APOE)基因型之间的相互作用,以及它们对全因痴呆(ACD)和阿尔茨海默病(AD)的影响。研究结果表明,APOE基因型与VRF的交互作用在痴呆和AD的发生中起着重要作用。具体而言,高VRF负担不仅与更高的痴呆和AD风险相关,而且其影响在不同APOE基因型的个体中表现出差异。研究团队通过构建VRF负担评分(VRFS),结合了高血压、糖尿病、高血脂和当前吸烟等指标,并利用Cox比例风险模型评估了其与APOE基因型之间的加性与乘性交互作用。此外,研究还通过血液蛋白质组学、生物信息学和中介分析等方法,探索了这些相互作用背后的生物学机制。在方法上,研究团
来源:Journal of Affective Disorders
时间:2025-10-24
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马拉松选手耐力跑步相关参数的持久性
本研究探讨了耐力运动表现的生理标志物在长时间跑步后的耐久性,以及这些标志物的耐久性是否与马拉松表现相关。研究对象是18名2024年伦敦马拉松的参与者,包括11名男性和7名女性,平均年龄为41岁,马拉松完成时间平均为3小时17分钟。研究者通过两次实验室测试,分别评估了他们在“新鲜状态”(PRE)和长时间跑步后(POST)的峰值摄氧量(V̇O2peak)、乳酸阈值的相对摄氧量(FULT)、跑步经济性(RE)和乳酸阈值对应的速度(sLT)。研究发现,长时间跑步会导致V̇O2peak和sLT的下降,但RE和FULT则保持不变。其中,sLT的百分比变化与马拉松表现显著相关,sLT的下降幅度越小,马拉松成
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-10-24
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在Pb(Sc0.5Ta0.5)O3钙钛矿铁电陶瓷中实现B位阳离子的高有序度
摘要 钙钛矿弛豫铁电体通常具有一个微观结构特征,即不同的阳离子占据化学上等效的位置。这些阳离子的排列程度对弛豫铁电体的宏观性能至关重要。Pb(Sc0.5Ta0.5)O3是一种经典的弛豫铁电体,多年来人们一直对其B位点的排列程度进行调控研究。在这项工作中,我们提出了一种方法,通过调节补偿性Pb3O4粉末的含量,在烧结过程中直接控制Pb(Sc0.5Ta0.5)O3陶瓷的排列程度。研究发现,B位点的排列程度与Pb(Sc0.5Ta0.5)O3陶瓷中的铅空位密切相关。这项工作可能为设计具有所需B位点排列程度的弛豫铁电体提供新的思路。
来源:Journal of the American Ceramic Society
时间:2025-10-24
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涂有ZnO致密层或ZnO纳米颗粒的等离子体银纳米线作为有机光伏发电的透明电极
在现代的光电和光伏技术中,透明导电电极(TEs)扮演着至关重要的角色。它们不仅需要具备高光学透明度,还必须保持较低的电阻,从而在不影响光传输的情况下实现良好的电导性能。传统的透明导电氧化物(TCO)材料,如氧化铟锡(ITO),虽然性能优异,但存在成本高、机械稳定性差、制备工艺复杂等缺点,限制了其在柔性电子和大规模生产中的应用。因此,近年来研究者们致力于寻找性能更优、成本更低、工艺更简便的替代材料,其中金属氧化物-金属-金属氧化物(OMO)结构因其在光电性能方面的独特优势而受到广泛关注。ZnO/Ag/ZnO(ZAZ)结构是一种具有潜力的新型透明导电电极材料。该结构由银纳米线(AgNW)夹在两个氧
来源:Progress in Photovoltaics: Research and Applications
时间:2025-10-24
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在NMP/DMF和DMSO/DMF溶剂中利用真空辅助法制备钙钛矿晶体,用于大面积太阳能电池模块
摘要 真空辅助结晶是一种用于大面积钙钛矿薄膜形成的有前景的策略,但在真空辅助结晶过程中溶剂环境对中间相演变的影响仍不甚明了。在本研究中,系统地比较了两种常见的混合溶剂体系——NMP/DMF和DMSO/DMF,旨在探讨它们的配位特性如何影响真空辅助结晶过程中的薄膜形成结果。使用NMP/DMF得到的中间相具有独特的性质,最终形成的钙钛矿薄膜晶粒均匀、表面光滑、缺陷密度较低,并且光电性能优于使用DMSO/DMF得到的薄膜。经过优化的钙钛矿光伏组件的最大功率转换效率达到了19.14%(活性面积:96.5平方厘米)。这项研究强调了溶剂配位与结晶行为之间的密切
来源:Solar RRL
时间:2025-10-24
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通过核-环结构提高(V, Zr, Nb, Ta)C高熵陶瓷的硬度和韧性
摘要 高熵陶瓷(HECs)因其广泛的应用潜力而受到广泛关注;然而,它们相对较低的断裂韧性仍然是实际应用中的一个关键挑战。在这项研究中,通过利用短程有序性和长程无序性的特点,采用火花等离子烧结技术制备了具有新型内部“核心-边缘”结构的(V, Zr, Nb, Ta)C基高熵陶瓷。随后,利用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算研究了所合成材料的性能。结果表明,与具有单相微观结构的HECs相比,在(V, Zr, Nb, Ta)C中引入“核心-边缘”结构有效地提高了断裂韧性,同时没有牺牲硬度。压痕测试显示其硬度为21.1 GPa,断裂韧性为
来源:Journal of the American Ceramic Society
时间:2025-10-24
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掺杂了Y型Ba2Co2Fe12O22的Ni1-xZnxFe2O4(x=0.2, 0.3, 0.4)铁氧体的磁性质
摘要 通过传统的固相反应方法制备了掺杂了2 wt.% Y型Ba2Co2Fe12O22的Ni1-xZnxFe2O4(x=0.2,0.3,0.4)铁氧体。分别使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和磁通密度-磁场分析仪来研究其结构、形态和磁性能。X射线衍射仪和扫描电子显微镜的分析结果表明,样品具有均匀的晶粒分布、较高的整体密度和较小的孔隙率。磁性能测试显示,随着x值的增加,样品的磁导率、饱和磁化和磁损耗相应发生变化;当x=0.3时,磁损耗达到最小值。系统研究了不同锌含量对Y型Ba2Co2Fe12O22掺杂样品磁性能的影响,这为高性能软磁铁氧体
来源:Materialwissenschaft und Werkstofftechnik(Materials Science and Engineering Technology)
时间:2025-10-24