2011年, 第47卷, 第1期　
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  •  彗星的反常尘埃彗尾 *

     胡中为 1,3 ** , 史建春 1, 2 , 赵海斌 1, 2 , 林启生 4
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 1-12.
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     从地球上观测到的彗尾一般是在彗核的背太阳一侧延展, 但也观测到几颗彗星在某些特殊情况却呈现出从彗核朝向太阳一侧延展的扇形或长钉形的反常彗尾或向日彗尾. 反常彗尾是彗核抛出的
    大尘粒组成的尘埃彗尾, 由于受太阳辐射压斥力较小而成为其轨道面附近的太空垃圾, 这些垃圾会危害空间环境和航天安全, 因此, 观测和研究反常彗尾对于预防这些大尘粒撞击飞船有重要意义. 本文首先
    介绍了反常彗尾的基本解释和事例, 然后阐述了反常彗尾的尘埃彗尾动力学理论及其研究成果. 最后简述了我国彗星猎人发现的新彗星 C/2007 N3( Lulin), 即鹿林彗星及其在 2009 年 1- 2 月观测到的奇特
    反常尘埃彗尾情况, 并给出了初步处理的一些形态图像和解释, 初步测量和估算了反常彗尾长度.

  •  一种机载前视风切变雷达的信号分析及仿真*

     魏 耀 1, 2 , 张兴敢 1,2 ** , 柏业超 1,2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 13-18.
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     机载前视风切变雷达是飞机进行风切变探测和预警的重要工具. 为了设计一种可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器, 利用快速傅立叶变换( FFT) 法分析某型机载前视风切变雷达的回
    波信号, 分别用频谱估计法和经典功率谱估计法两种方法估计了雷达回波信号的多普勒频移, 比较两种方法的优劣, 进而选择经典功率谱估计法计算出风场的径向风速分布. 建立均一化静止对称的风场模型
    仿真了风切变雷达的回波信号, 从而设计出可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器, 可满足机载气象雷达航空部附件维护和维修时对便携性和灵活性的需求.

  •  基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测*

     吉林 1 , 丁华平 2 , 沈庆宏 2 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 19-24.
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     对于大跨度桥梁的结构健康监测, 传统的人工检测方法存在主观性强, 整体性、 时效性差等不足. 目前广泛使用的有线健康监测在应用中也存在着布线难, 系统易受环境影响等困难. 利用无线传感
    器网络技术对桥梁结构健康状态进行监测, 不仅保留了有线健康监测的优点, 而且弥补了其在应用中的不足. 文章首先对整个系统的组成进行了说明, 接着分别对无线传感器网络节点以及基站的组成和作用
    进行了说明. 在此基础上, 提出温度漂移对无线传感器网络节点的加速度传感器输出的影响, 并对如何利用温度补偿技术来校准加速度传感器的输出值进行了探讨, 且给出了数据校准前和数据校准后的对
    比图. 接下来, 提出节点时钟同步的必要性, 并对网络的时钟同步原理进行了探讨. 在润扬长江大桥锚索上安装无线传感器网络节点, 利用节点采集锚索的振动信息, 并将其发送到基站节点. 经数据分析可以
    得出锚索的振动频率, 根据振动频率, 便可以分析其受力情况, 最终可以判断桥梁的结构健康状态.

  •  半羟化的碳化硅片的第一性原理研究*
     高本领 1, 2 ** , 王宝林 3 , 熊诗杰 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 25-31.
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     通过密度泛函理论, 研究了碳化硅片被羟化时的电磁特性. 所研究的碳化硅片为六角蜂窝状结构, 碳硅原子之比为 1:1, 相间排列. 由于碳化硅片中含碳、 硅两种元素; 为此, 分别考虑了全部的碳原
    子以及全部的硅原子分别被羟化的情形, 结果发现了丰富的电磁特性. 由于羟基对羟化原子的吸引作用, 碳硅原子出现分层, 对应于碳、 硅原子被羟化时的碳硅层间距分别为 0 . 671 A 、 0 .390A  , 碳硅键长度
    也分别伸长为 1 .904 . A、 1. 861A  , 而对应的键角 C- O- H 与 Si- O- H 分别为 107 .8 、 114. 1 , 表现了新奇的几何结构特点. 由形成能计算发现羟化是放热的, 说明此过程易实现. 为寻找到最稳定的磁状态,
    分别考察了铁磁、 反铁磁以及非磁三种构型, 结果发现, 当所有碳原子被羟化时, 材料为非磁性的正常金属; 而当其中所有的硅原子被羟化时, 是直接带隙为 1:12 eV 的反铁磁半导体. 其中, 硅被羟化时的结构
    更稳定. 这些说明通过调节碳化硅片中羟化的不同位置, 可以有效地调节碳化硅片的电磁特性, 预示着在未来的纳米功能材料中可能的应用.

  •  一种大域数据流中缺失值的填充方法*

     赵飞, 刘奇志** , 张剡, 柏文阳
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 32-39.
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     在网络流量监控等数据流应用场景中, 数据流中的 IP 地址等属性的值域往往很大, 对于连续到达的数据流, 管理系统一般不存储全体数据集, 而是维护一个较小规模的数据概要. 对于这类大域数
    据流中的缺失数据, 难以采用邻近值填充等传统方法进行填充, 也不能轻易删除. 最小计数概要是一种轻量级的数据流概要, 适合大域数据流的概要维护. 本文基于最小计数概要及其维护技术, 提出最小频
    率概要, 并根据这两种概要填充大域数据流中的缺失数据. 该填充方法首先设计一组两两独立的 Hash 函数族, 将一段时间内大域数据流的属性值( 如网络流量) 映射并累加到非大域二维表数据结构中, 形成
    大域数据流的计数概要(如一段时间内网络总流量) , 与此同时, 在二维表中存储计数概要伴随的频率概要( 即数据流到达次数, 如数据包的个数), 然后根据最小计数概要与最小频率概要之比对大域数据流的
    缺失值(如某个数据包的流量) 进行填充. 采用模拟大域数据集在通用软硬件环境下进行大量实验, 结果表明, 基于最小计数/ 频率概要的填充方法可获得较高的精度, 而且填充误差随数据属性值定义域的变
    化呈非单调性变化, 另外, 随着数据量的增加, 填充误差虽然越来越大, 但是变化越来越缓慢, 最终趋于一个稳定值. 对于给定误差参数 £, 本文设计的填充算法时空界限为 1/£ , 部分应用的时间界限为 1.

  •  Lu 3 Fe 5 O 12 陶瓷的掺杂改性研究*
     吴晓波 1, 2 ** , 刘耀阳 2 , 蔡 炜 2 , 王晓飞 2 , 阚 益 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 40-44.
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     采用传统的固相烧结工艺, 制备了不同 Mg 掺杂量的 Lu 3 Fe 5 O 12 陶瓷样品, 并对样品的结构, 磁性能, 红外光谱及拉曼光谱进行相关研究. 发现 Mg 的掺入并未改变 Lu 3 Fe 5 O 12 陶瓷的石榴石结构, 同
    时 Mg 的掺入对于 Lu 3 Fe 5 O 12 陶瓷的磁性性能有着显著地影响, 当 Mg 的掺杂量较小时, 优先取代八面体 a 位的铁离子, 从而使得样品磁性增强, 而当镁离子的掺杂量达到一定程度后, 将会同时占据八面体 a
    位和四面体 d 位两种次晶格, 从而使得样品磁性相对减弱. 此外, 红外光谱及拉曼光谱的研究结果证实了 Mg 掺杂对 Lu 3 Fe 5 O 12 磁性改变的机制的推测.

  •  沉积盆地内侵入岩席对富含有机质围岩热影响的热传输模型研究 *

     王大勇 1 ** , 陆现彩 2 , 徐士进 2 , 胡文瑄 2 , 齐 天 1
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 45-50.
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     以澳大利亚 Gunnedah 盆地 Bellata- 1 井作为实例, 采用 3 种主要的热传导模型, 数值模拟了火成侵入岩席对相邻烃源岩的热影响. 结果表明: (1) 假设岩浆瞬间侵入且考虑地层孔隙水气化的复杂
    热传导模型估计的围岩的接触温度最高, 假设岩浆瞬间侵入但忽略地层孔隙水气化的简单热传导模型次之, 而假设岩浆缓慢侵入的简单热传导模型的估计值最低. ( 2) 岩浆瞬间侵入的简单热传导模型预测
    的岩席对围岩的热影响范围最高, 缓慢侵入的热传导模型最低, 岩浆的缓慢侵入方式在降低侵入体对相邻围岩的热影响方面, 可以比孔隙水的气化作用更为显著. (3) 岩浆瞬间侵入的简单热传导模型的计算
    结果与镜质体反射率温标最为吻合, 说明岩浆为瞬间侵入且孔隙水的气化及流动在低渗透率且超高压的地层内受到了限制.

  •  城市发展对区域气象环境影响的数值模拟:以苏州为例* 
     宋迅殊 1, 2 , 陈燕 3 , 张宁 1 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 51-59.
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     本文采用中尺度天气模式 WRF( Weather Research Forecasting Model), 以苏州地区为例, 对稳定天气过程下的城市热岛效应进行了数值模拟(2007 年 7 月 31 日- 8 月 2日). 利用 Landsat 卫星观
    测的 1986 年、 1995年、 2004 年、 2006 年下垫面资料进行了敏感性试验, 分析了城市化导致的城市下垫面变化对城市气象环境的影响. 结果表明, 在这次高温过程中, 城市气温一直较郊区高, 高温区随着城市扩
    展而扩大; 城市化对郊区气温影响较小, 而城市气温会有所增长, 且夜间较明显; 随着城市的发展, 城市热岛强度也随之增长, 在夜间增长显著; 由于城市下垫面的特征, 城市中上升气流区与下沉气流区顺着
    风向成条带状相间分布, 这表明在城市中可能存在水平对流涡旋, 并且随着城市的发展, 水平对流涡旋强度有增强的趋势.

  •  台风季中国热带气旋降水的典型模态及显著影响因子*
     曹 勇, 江 静 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 60-70.
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     本文利用客观分离的热带气旋降水的台站资料, 运用经验正交分解法分析了台风季中国热带气旋降水的前两个主要典型模态及其与同期西北太平洋热带气旋源地路径的关系, 以及与海表面温度
    和 500hPa 环流场的关系. 结果表明: 热带气旋降水第 1 模态表现为以华南西南为正中心而华东为负中心的偶极子振荡型, 此模态出现于赤道中东太平洋海表面温度一次冷异常过程的鼎盛时期, 对应的西北
    太平洋 500hPa 环流异常主要表现为低纬中西太平洋海域的东风异常以及中国区域北高南低的环流异常, 在这样的环流异常配置下, 热带气旋源地显著偏西, 西行路径显著偏多, 而北折路径较为偏少. 热带
    气旋降水第 2 模态表现为以华东及海南南端区域为正中心的中国大部地区的一致同步型, 此模态出现于赤道中东太平洋海表面温度一次冷异常逐渐减弱并向暖异常过渡的相位变化时期, 对应的西北太平
    洋 500hPa 环流异常各月差异较大, 7、 9 月份的环流异常配置使热带气旋路径偏南更易侵袭我国海南等南端区域, 而 8 月的环流异常配置导致热带气旋源地偏北, 中国东南近海热带气旋生成频数显著偏多,
    且其路径更易北折影响华东地区.

  •  城市化对 2008 年 8 月 25 日上海一次特大暴雨的影响*

     吴风波, 汤剑平**
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 71-81.
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     本文利用新一代中尺度数值天气模式 Weather Research and Forecasting Model( v3. 1. 1, WRFV3)、 日本气象厅20 km分析资料及自动站观测数据等模拟了 2008年 8月 25 日上海一次特大暴雨
    过程, 并研究了城市化对这次暴雨过程的影响. 研究结果表明: WRFV3 模式能够较好地模拟出上海0825 暴雨的主要分布特征, 强降水中心以及暴雨随时间变化趋势; 上海城市化使得这次暴雨过程在城
    市中心区域和迎风区降雨增强, 城市背风区降雨减少; 而城市化引起的陆面粗糙度等变化的动力作用对城市地区低层风场产生阻挡, 使得城市迎风区垂直上升运动增强、 水汽增多, 是造成城市迎风区降雨增
    强的主要原因.

  •  四水系中华绒螯蟹天然群体遗传特征的微卫星标记分析*
     许志强 1, 2 , 葛家春 1, 2** , 李跃华 1 , 李晓晖 1,2 , 柏如发 1 , 朱清顺 1 , 潘建林 1
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 82-90.
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     利用 6 对微卫星引物对当前长江、 辽河、 瓯江 3 个中华绒螯蟹天然群体以及莱茵河水系 F2 代群体共计 80 个个体进行群体遗传学研究. 结果表明: 4 个中华绒螯蟹群体均具有较高的遗传多样性( 其
    总体平均期望杂合度 H e 为 0 1 741 1) . 各群体在 6 个微卫星位点上的观察杂合度( H o) 均高于期望杂合度( H e), 其中长江群体、 辽河群体、 瓯江群体以及莱茵河 F2 代群体的平均观察杂合度分别为 0 1 916 7、
    01958 4、 0 1 9306、 0 1 799 5, 平均期望杂合度分别为 0 1 7496、 01741 6、 0 1 7585、 0 1 714 9. 瓯江群体的平均期望杂合度最高(平均 H e 为 01758 5) , 莱茵河水系 F2 代群体最低( 平均 H e 为 0 1 714 9) , 各群体间无显著
    性差异(P> 0105) . 本研究中各中华绒螯蟹群体在 6 个微卫星位点上的固定指数 Fis 多为负值, 其中辽河群体的 Fis 最小( - 0 1 348 5) , 莱茵河水系 F2 代群体的 Fis 最大( - 0 1 166 9) , 提示本研究中各中华绒
    螯蟹群体内部存在着较为明显的远缘繁殖现象. 本研究中各中华绒螯蟹群体间遗传距离介于 0 1 0688 至01174 3 之间, 其中长江群体与辽河群体间的遗传距离最小( 0 1 0688) , 瓯江群体与莱茵河水系 F2 代群体
    间的遗传距离最大(0 1 174 3) . 各群体间的平均基因流 N m 均大于 1, 其中长江群体与辽河群体、 莱茵河水系 F2 代群体间的 N m 较大(分别为 20 1 362 9 和 14 1 3851), 遗传分化指数 Fst 较小( 分别为 0 1 0121 和
    01017 1) . 瓯江群体与莱茵河水系 F2 代群体间的基因流 Nm 最小(71742 1) , 遗传分化指数 Fst 最大( 0 1 0313). 聚类分析结果显示, 长江群体与辽河群体首先聚为一支, 然后与莱茵河水系 F2 代群体相聚,
    而瓯江群体单独聚为一支. AMOVA 分析结果表明, 各群体间的基因交流比较频繁( 总体 N m 为51943), 群体间的遗传分化较小( 总体 Fst 为 0 1 0403), 其中大部分遗传变异存在于群体内部(95 1 96%),
    存在于群体间的遗传变异较少(4 1 04%) (P< 0105) , 结果提示当前各水系中华绒螯蟹的种质混杂情况较为严重.

  •  角膜屈光力新公式与近视眼准分子激光角膜原位磨镶术后的角膜屈光力* 
     徐 唐 1 , 秦爱玲 2 ** , 李一壮 1 , 孙小银 1 , 钱?涛 1 , 王 梓 1
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 91-96.
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     推导出新的角膜屈光力公式, 并以此探讨由近视眼准分子激光角膜原位磨镶术( laser in situ keratomileusis, LASIK) 引起的角膜屈光力变化. 收集 710 只近视眼( 362 例)LASIK 术前、 术后数据, 获
    得本组近视眼 LASIK 术后角膜曲率增量(ΔS IM K ) 与眼总屈光力增量( ΔD) 的回归方程: ΔD = 1.209 ΔS IM K - 0  265 ( r= 0  979, P= 0  000) . 由角膜屈光率得出: 正常角膜前表面屈光分力 F 1 = K /[ 1- ( n 2
    - n 3 )/ (n 3 - n 1 )] ; 后表面屈光分力 F 2 = K/[ 1- ( n 3 - n 1 ) /( n 2 - n 3 )] . 结合上述回归方程和角膜前表面屈光分力的关系式可以得出近视眼 LASIK 术后 ΔD= 1 ?065 ΔF- 0 ? 265. 结论: LASIK 术后的角膜总屈
    光力: F L = 1.135 14K L - 0  13514 K; 近视眼 LASIK 术后的角膜总屈光力增量( ΔF) 与眼总屈光力增量( ΔD)基本一致; LASIK 术后, 常规角膜曲率测量仪测出的仅为角膜前表面曲率, 不能代表整体的角膜
    曲率; 近视眼 LASIK 术后的角膜总屈光力小于角膜曲率测量值; 该角膜屈光力公式计算过程简单、 结果可靠, 具有实用价值.

  •  三磷酸胞苷二钠- 乙基紫体系的显色反应及其分析应用*

     王祥洪** , 杨季冬
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(1): 97-101.
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     在 pH 6  3的 BR 缓冲体系中, 乙基紫与三磷酸胞苷二钠作用, 形成离子缔合物, 其最大显色波长位于 594 nm 处, 在最大显色波长处, 三磷酸胞苷二钠的浓度与溶液的显色强度呈良好的线性关系,
    可用于三磷酸胞苷二钠的测定. 在波长 594 nm 处, 三磷酸胞苷二钠的浓度在 0  13×10 - 6 ~ 5  0  ×10 - 6 g/mL 范围内符合比尔定律, 相关系数 R= 0.999 5, 摩尔吸光系数为 1   8×10 4 L/( mol• cm) , 检出限为
    0 038µg/mL. 方法快速灵敏、 操作简便, 用于样品中三磷酸胞苷二钠的测定, 结果满意.
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