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“雾失楼台,月迷津渡,桃源望断无寻处。”2016年12月,中国大部分地区都进入了秦观营造的“诗意”的世界。
北京、天津、河北、山西、山东、河南等省共23个城市,均已重污染天气红色预警,启动一级应急响应措施:能见度低于3公里,PM2.5浓度超过250微克/立方米,甚至500微克/立方米的地区也绝不在少数。最严重的时刻,17个省区市,142万平方公里――超过七分之一的国土被雾霾笼罩。
众所周知,雾霾中夹杂着一氧化碳、氮氧化物等物质,在雾霾天气下,近地层紫外线将减弱,而空气中病菌的活性将增强,从而使得细颗粒物携带更多病毒,对我们的神经系统、心血管系统、呼吸系统、内分泌系统造成破坏。
在这样的日子里,车辆限行,中小学停课,大量航班延误。市民纷纷戴上口罩,空气净化器卖到脱销。打开朋友圈,满目是一片片的灰色。这也意味着北方基本告别了户外运动,毕竟对于多数人来说,在这样的天气下进行户外运动意味着同运动最初的意义――追寻健康的生活背道而驰。而没有了健康,幸福又从何谈起呢?
针对这样的雾霾,也并非毫无解决方法。室外运动是不用想了,室内虽然也有污染,据了解,大多数一二线城市的健身房都配备了数量充足的空气净化器来进行空气循环系统改造,尽力提升运动的安全性。
对于数百平方米的健身房来说,这样一套设备造价在数万到十几万不等,这又是一笔不小的开销。而对于数千平方米的体育馆而言,空气净化和改造的成本太高,因此只好暂时搁置。
而另外一种解决方式则是近两年新兴的气膜馆。很早开始进行气膜馆业务的深圳博德维公司表示,他们起初真没想到,若干年后,更多的中国人选择气膜建筑是为了抵御雾霾。
原来,虽然气膜馆每平方米造价在1000元左右,但相对于砖石(4000-6000元)结构而言,这样的成本算是低的,且工期只要60天,建造时本身具备优势。北京的不少国际学校都配备了气膜体育馆,例如顺义国际学校斥资3000万元兴建了两座防霾体育馆,总面积在4300平方米。
目前,新三板公司约顿气膜就是从事的这个生意,从财报来看,约顿气膜2016年上半年营收2633万元,净赚163万元,在雾霾频发的情况下,下半年的财报应该会有更好的收益。
然而,对从事基层培训的公司而言,这样的成本还是很高的。一家棒球培训公司的负责人坦言,一个气膜场馆的造价在2-300万,他们是难以承担的。
另外,气膜馆的一大开支是维护成本。据了解,气膜馆的过滤系统的滤芯在糟糕的空气状况下,一个月甚至数周就要换一次,也带来了不小的开支。而整个行业标准的缺失,同样也在制约着行业的发展与进步。
倒退半个世纪,曾经的伦敦=现在的北京
历史不会重复,但总是合辙押韵。同样的事情,也曾发生在60多年前的英国。
1952年,同样是在12月,伦敦经历了最可怕的一场雾霾袭击,这场被称为“Great Smog”的雾霾,在日常生活、体育锻炼方面都对伦敦产生了巨大的影响,甚至对这个城市、这个国家,产生了磨灭不掉的后遗症。
与我们正在经历的雾霾相似,Great Smog从12月5日开始持续了4日。在那个没有空气净化器、防PM2.5口罩的年代,这场雾霾直接或间接夺走了1万2000人的生命。由于缺乏对雾霾的认知,在12月5、6日的时候,仍有不少伦敦市民顶着雾霾进行户外运动,而最终付出了惨痛的代价。
在此之后,人们意识到了在雾霾下运动所造成的巨大危害。无论是职业体育赛事还是大众在户外的运动健身,都会避开雾霾天气。
在1956年颁布空气清洁法案后,伦敦的空气质量才逐渐得到改善。即便如此,伦敦时不时还会出现大雾天气。
在此之前,有英国学者专门对雾霾天气是否会影响足球运动员表现这一课题进行过研究。近日,上海等5省市也展开了有关雾霾与健康因素的研究。虽然还没出现伦敦这样万人的灾难,但毫无疑问,雾霾会对人身健康有着直接的影响。
除了健康的因素外,英国学者研究发现,空气质量的好坏与球员的竞技表现有着相关性。当空气质量超过标准7%后,球员的表现平均则会下降15%。
但是,当年英国的雾霾,可不是靠着风治理好的。1956年、1968年、1974年,英国政府三度颁布了空气污染防治法案,通过将重工业强制搬迁到郊区等一系列法案,切实提高了空气质量。
后来随着汽车增多,空气又有了反复,但通过1993年一部有关新车必须安装减排催化器的《环境法》,以及2000年开始对私家车的限制,才真正帮助伦敦摘去了“雾都”的帽子。
运动,不仅仅是体育产业
在体育运动的全民推广过程中,除了体育文化价值观的传递与教育外,自然条件的改善也是必不可少的。可惜的是,雾霾的问题绝非体育行业本身就能解决的。事实上,即使是政府再三强调要解决好这个关乎所有人健康的环境问题,但目前看来也是收效甚微。
此前,北京市政府和中央签订责任书,承诺到2017年实现大气污染得到改善。时任北京市市长的王安顺表示,为了到2017年能够天蓝、水清、地绿,投资一万亿元是值得的。
眼看着2017年就将来到,这一万亿元究竟有没有花,花在了哪里我们无从知晓,但截至目前,浓浓的雾霾仍未散去。这当然不是北京市市政府不作为的问题,毕竟当整个华北都被雾霾笼罩,单单一个北京市又能改变多少呢?
值得一提的是,当谈及解决思路时,王安顺曾表示:“这些民生问题靠政府的资金,是远远不够的,必须发挥市场决定性的作用,综合推进投融资体制、市场准入、价格等各项改革,为民间资本进入创造条件。”
不难发现,雾霾的问题固然需要政府牵头来进行严格治理,但若想真正解决,恐怕离不开每个人自身的节制生活,以及经济体中各方的努力。抛开解决雾霾,光从这次事件中我们可以看到,政府的规划与事物真正的发展进程恐怕也有着一定的出入。
所以回到体育产业中来,道理也是类似的。虽然政府有着明确的发展目标与总体计划,但如果离开市场的支持,那么五万亿的产值目标都可能沦为泛泛而谈。
Haze is air pollution in which is mixed up with dust, smoke and other dry particles ,and it obscure the clarity of the sky and interacts with the natural environment.
This kind of air pollutant come from a variety of natural and manmade sources. Natural sources can include windblown dust, and soot from wildfires. Manmade sources can include motor vehicles, and industrial fuel burning, and manufacturing operations. The one of the main cause that touches off haze is manufacturing operations. Many factories were over measure produced the smog that had over the standard and the smog seriously influence the air become air pollution.
The components that make up haze may have negative effect on people's health especially that of the children and the elderly. Also not excluded are those who have certain diseases such as asthma, allergy, and pneumonia and lung disease. Workers working in the open air have a high risk in their health. One of effective solutions to help eliminate haze is to make some chemistry changes during the manufacturing process,so it could reduce harmful emissions which are produced by manufacturing operations. Caring for the environment, it should be started by each person.
雾霾是一种空气污染现象,其中夹杂了灰尘,烟雾和其他的干颗粒,它掩盖了天空的清晰度和与自然环境相互作用。
这种空气污染物来自各种自然和人为来源,天然来源可以包括扬尘和野火烟尘,人为源包括汽车和工业燃料燃烧和生产业务。引起阴霾的一个的主要原因是制造业务,很多工厂在生产产品时,都有超标准和严重影响空气并成为空气污染的烟雾。
雾霾的成分可能对人的健康造成负面影响尤其是儿童和老人,也不能排除那些拥有某些疾病,如哮喘,过敏,肺炎和肺疾病的人。工人在露天工作时,他们的健康有很高的危害。
一个消除灰霾有效的解决方案,是在制造过程中进行一些化学步骤,它可以减少由制造业务产生的有害气体排放。爱护环境,应该由每个人做起。
以雾霾为话题的高中英语范文【二】
Since the development of the technology, the society gets modernized, people make use of the high technology to pursue more profit. Though the government has noticed the problem that people do to the environment, they still can’t prevent negative result that the polluted environment brings.
打从科技的发展,社会已经变得现代化,人们充分利用高科技来追求更多的利润。虽然政府已经注意到了人们对环境所做的事情这个问题,但是他们仍然不能阻止被污染环境的所带来的后果。
Many years ago, the most prominent problem of the polluted environment is that the river and the water were changed their color, some fish even died for the polluted river. Now the situation becomes ever worse, lately, in the big city, like Beijing and Shanghai, people are annoyed by the bad weather. It is not the rainy day, but the haze around the sky, there is no way for people to run away for it. The haze contains toxic elements, people breathe it and hurt their bodies.
很多年前,环境污染所带来的最突出问题时河流和水的颜色被改变,一些鱼甚至死于被污染的河流。现在这样的情形变得更加的糟糕,最近,在大城市,比如北京和上海,人们受困于糟糕的天气。并不是因为雨天,而是因为雾霾包围天空,人们无处可逃。雾霾中含有有毒的元素,人们呼吸着雾霾,损害着他们的身体。
The haze problem is the result of people’s pursuit for the profit, what people did to the environment now has been paid back by the environment. Now people have realized the revenge from the nature is so huge, protecting the environment is the main task. No matter how bad the environment is, people still need to do something to fix their mistake.
雾霾问题是人们追求利润而造成的,人们曾经对环境所做的现在已经得到了报复。现在人们已经意识到了大自然的报复是多么的大,保护环境是主要的任务。无论环境变得多坏,人们仍然要去做一些事情来弥补自己的错误。
以雾霾为话题的高中英语范文【三】
aze is air pollution in which is mixed up with dust, smoke and other dry particles ,and it obscure the clarity of the sky and interacts with the natural environment.
阴霾是空气污染和灰尘,烟雾和其他干燥粒子,它掩盖了清晰的天空,与自然环境进行交互。
雾霾原因
This kind of air pollutant come from a variety of natural and manmade sources. Natural sources can include windblown dust, and soot from wildfires. Manmade sources can include motor vehicles, and industrial fuel burning, and manufacturing operations. The one of the main cause that touches off haze is manufacturing operations. Many factories were over measure produced the smog that had over the standard and the smog seriously influence the air become air pollution.
这种空气污染物来自各种自然和人为来源。天然来源可以包括风沙、烟尘从森林大火。人为来源可以包括机动车辆、工业燃料燃烧和制造业务。触动了烟雾的主要原因之一是制造业务。许多工厂测量产生的烟雾对标准和烟雾严重影响空气成为空气污染。
雾霾危害
The components that make up haze may have negative effect on people's health especially that of the children and the elderly. Also not excluded are those who have certain diseases such as asthma, allergy, and pneumonia and lung disease. Workers working in the open air have a high risk in their health.
组件构成烟雾可能对人们的健康有负面影响特别是儿童和老人。也不排除是某些疾病如哮喘、过敏、肺炎和肺部疾病。工人工作在露天有很高的风险在他们的健康。
解决方法
One of effective solutions to help eliminate haze is to make some chemistry changes during the manufacturing process,so it could reduce harmful emissions which are produced by manufacturing operations.
二、装备效能降低,影响灭火效率。冬季气温较低,此时,一线灭火人员既要穿着比较厚重的战斗服,又要携带众多必备的个人防护装备,加之长时间作战会发生灭火防护服、器材装备结冰现象,因而使灭火人员的行动速度、操作装备的灵活性、处置灾害的协调性、安全事故防范等都带来很大影响。一是消防车供水系统、灭火供水线路以及室外消防水源在灭火时很容易发生冰冻现象。其主要原因有以下几点:一是部分消防车辆服役时间过长,供水设备保温效能达不到要求。二是行车时间过长,取暖设施供热效能不能达到防寒要求。三是车内控水阀门密封不严,渗水漏水等现象容易造成水泵和出水口冻结。四是室外水源回水功能差,造成供水管内结冰。 二是举高类消防车液压油容易凝结。在寒冷天气执行任务时,由于举高车油箱、油管、接头采用金属制造,散热很快,就会造成液压油出现凝结,从而导致液压系统出现液压泵吸空的情况,造成举高类消防车不能正常运行。
解决方法:一、水罐类消防车的安全防护:设置水泵双回路过热器、水泵双回路加热器和设置水泵加热器保证驾驶室、水泵室和器材箱温度在零度以上;在消防车出水口和水带接口处加装蒸汽喷头,用于器材结冻;在每车配备一个喷灯的现有基础上研究开发对消防车出水口球阀、水炮球阀的加热装置,采取碳纤维加热原理和电芯片加热原理防止结冰。二、室外消防水源的安全防护:针对寒冷低温导致江河湖泊等天然水源结冰、市政消火栓、阀门、管道易被冻结冻裂无法使用的情况,执勤中队要及时掌握水源的变化情况,加大与市政、供水等部门的沟通,积极做好市政消防水源的维修和防护保暖工作,同时积极探索科学的自动泄水方式。三、举高类消防车的安全防护:考虑季节变化,在入冬前更换防冻液压油;合理配置举高类消防车的液压元件;可以采用加热器对液压系统进行加热,在加热过程中加热器应该充分被油液覆盖,同时还应考虑加热器的表面功率还要在液压油所能承受的范围之内;其次可采用节流辅助回路装置进行加热,通过节流阀和溢流阀的节流和溢流使液压能变为热能,使油液温度升高,同时可保证液压油不易劣化变质。
三、在火场救援过程中,冬季低温将会导致建筑物表面和路面湿滑,再加上灭火所进行的喷水作业容易导致消防员在火场中及周边区域的行动大受影响,使得指战员容易发生跌伤滑落事故。
解决方法:因地制宜开展恶劣气候条件下的体能、技能、战术等适应性训练,以提高指战员耐寒能力,掌握冰上、暴风雪、冰上等恶劣情况下的灭火救援方法。适时开展火场供水协同训练,熟练掌握在严寒条件下多种力量协同供水方法。
四、冬季低温天气将会导致路面湿滑、结冰,再加上雨雾、雾霾等将会严重影响驾驶员的视野范围和行车速度,从而使得消防员赶赴现场的速度被大大降低,无法在火势较弱的情况下完成灭火作业,从而耽误了火场救援的宝贵时间。
解决方法:多点调派,将微型消防站和专职消防队全部纳入调派范围。确保在火灾初期能有灭火力量到达现场,将火势控制在初期阶段。
五、在寒冷条件下,由于呼吸器面罩将面部完全罩住,妨碍了指战员面部皮肤的散热与排汗,面部周围的热气和汗液蒸气聚集在面罩与人体面部形成的狭小密闭空间内,并造成面罩内表面起雾,极大的干扰了救灾过程中指战员的视线和空气呼吸器佩戴的舒适性,进而影响事故救援效率和成功率,甚至一些时候会对指战员的人身安全造成威胁。
近段时间的雾霾天气给我国的环境问题敲响了严重警钟,我国作为一个发展中国家对自然资源的消耗和浪费严重。同时,随着全球经济的快速发展,环境问题日益突出,尤其是空气污染和水资源污染问题,成为我国现阶段关注的焦点问题。如何使我国在经济发展和资源保护方面做到协调统一发展,是我国目前面临的重要任务之一。
1.我国资源环境现状
在对全球污染最为严重的20个城市调查中,我国占了近3/4的比例,目前我国已经成为世界上环境问题最为严重的国家,尤其是在水资源、矿产资源、煤炭资源等方面的消耗,已经成为严重制约我国经济发展的重大问题。
1.1水资源方面
我国的水资源丰富,但是分布不均,水资源的人均占有量仅为世界平均水平的1/4,且存在着严重的浪费,尤其是北方地区水资源严重不足。据统计,在北方400多座城市中都存在着不同程度的缺水问题,其中较严重的有110多座城市,并且伴随着城市人口的增长,城市的缺水问题日益严重。
1.2矿产资源方面
在我国矿产资源的供需方面,煤炭、天然气的供需大体平衡,但是石油资源方面远远不能满足我国的建设需求,我国石油资源的进口量逐年增加严重制约我国经济的发展。并且我国的有色金属严重匮乏,其中铜、铅、铝、锌的矿产储量均严重短缺,同时又以地质勘查后备不足,严重制约我国有色金属工业的发展。
1.3环境污染问题
从近段时间一直持续不段的雾霾天气中,就已经说明目前我国环境问题的污染程度,由于我国正处在经济发展的迅速发展时期,各种工业气体和汽车尾气的排放严重污染着我国的大气环境,同时黄淮海等河流的水污染问题也相当严重:75%的湖波出现富营养化,30%的重点城市的饮水质量不能达标,90%流经城市河段的水域受到不同程度的污染,62%的断面达不到标准等,这些都是目前我国存在的严重的环境污染问题,严重影响着我们的生产生活。
1.4能源利用率低下的问题
我国煤炭等矿产资源的能源利用率低且浪费严重,据统计,我国工业燃煤锅炉效率低且污染严重,每年都会消耗原煤4亿多吨,排放烟尘200万吨,二氧化硫的排放约为600万吨,是一重大的烟煤型污染源。同时我国60%以上的电机产品效率比国外发达国家的水平低2-5个百分点,如不能切实改变我国生产和消费模式这一现状,必然会加剧我国资源环境的浪费问题,形成恶性循环。
2.解决方法与对策
针对目前我国资源环境短缺且污染、浪费严重问题,本文提出了几点具体的解决方法和对策。
2.1转变经济增长方式
目前我国经济的增长方式,正在努力从“粗放型”向“集约型”转变,“粗放型”是过去的经济发展方式,这种发展方式消耗大量的自然资源且破坏环境,而“集约型”的发展方式能更好地利用自然资源保护环境。目前我国的对外开放政策为给我国加速转变经济发展方式提供了良好的外部环境和条件,同时我国大力发展“科教兴国”战略,提高了劳动者的整体素质,同时健全法制,做到有法可依、执法必严、违法比究,对造成资源浪费和环境污染的企业和地方绝不手软,保证我国经济增长方式的顺利转变。
2.2依靠科技解决资源环境问题
科技是第一生产力,只有依靠科技才能更好的解决目前存在的资源环境问题。
2.2.1进行煤转化技术的研发
煤转化技术是节能减排的关键,在煤转化技术开发的过程中,以提高煤炭的利用率、减少水消耗和废水排放的污染程度做为技术开发的关键,着重处理煤化工废渣和污水处理加工的综合利用率,同时进行清洁高效煤转化的研究和开发,进一步实现煤转化的清洁高效利用。
2.2.2进行清洁车用燃料的研发
目前,世界各地都在积极研发清洁车用燃料,清洁车用燃料的研发是合理利用资源发展的必然趋势,但是清洁油品的生产还存在着原料和化工等方面的问题,随着市场竞争的激烈加剧,几乎所有的石化企业都在增加油品质量,我国的石化企业也迎难而上,成功的开发了多项包括降低汽油烯烃含量的催化技术和柴油超深度脱硫技术。同时中国石化还根据市场的供需情况和产品质量的要求,加快油品的开发和技术改造,对炼油装置进行结构改造,以更好的降低硫和烯烃在提炼过程中的损失,自主开发具有知识产权的重整催化技术。
2.3依靠循环经济解决资源环境问题
任何资源的循环利用才是对资源的最大开发。发展循环经济可以为我国经济的发展开辟新的资源,可以有效的减少污染物的排放同时更为重要的是可以有效的提供经济效益,实现经济的高速增长。循环经济就是以减量化、再利用和资源化为要求,在整个的生产和流通领域都进行资源的最大限度利用。减量化就是在工业节水节油和城市节约等方面做出控制,再利用和资源化就是对工业废弃物和余热余压的综合利用。
要想大力发展循环经济,必须首先做好循环经济的制度规划,对资金项目等方面的提前规划保证后续程序的顺利进行;其次是抑制各种资源的浪费和减少污染物的排放总量,发展循环经济首先就是抑制过度消耗,积极主动的实现节水节地和节能减排;再次是建立循环经济的评价考核制度,只有一套合理规范的评价考核制度才能更好的实现资源的充分利用。第四,建立以生产者为主要对象的责任延伸指导,使每一项责任都能具体到各个企业和各个生产主体。第五,对高能耗企业的管理。我国正处在一个工业化高速发展的事情,各种水资源、煤炭资源、有色金属、电力、化工和建筑等方面都造成了资源的高消耗,极强对这类企业的管理,可以更好的保证节能减排等各项指标的实现。
3.结语
当前我国的资源环境形势相当恶劣,我们现在必须抓紧时间积极的采取措施应对我国当前资源短缺和环境污染的各种问题,只有解决好环境污染和资源的有效合理利用问题,才能真正的实现我国经济又好又快发展。
【参考文献】
中图分类号X8 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)110-0135-02
1 空气质量评价的指标体系和评价方法
1.1 指标体系
空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数,参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(pm10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等六项。也就是说空气质量指数是个复杂的量,又由于影响空气质量的因素具有多样性和复杂性,在这里我们不可能将所有的因素全部罗列。所以本文列举了一些常见且具有代表的因素,包括:平均温度、最高风速、平均风速、海平面气压、露点、湿度、降水量、南京pm2.5浓度、周边地区空气质量指数(这里采用距离南京最近的四个市:扬州市、镇江市、滁州市、马鞍山市的平均空气质量指数)以及南京空气质量指数。
1.2 评价方法
图1 主成份分析法示意图
主成分分析(PCA)最早是由美国统计学家皮尔逊(PEARSON)在1901年的生物学理论研究中引入的,也称主分量分析或矩阵数据分析。它通过变量变换的方法把相关的变量变为若干不相关的综合指标变量,比如,建立一个指标体系,为了从不同的侧面反应系统分析和评价的综合性与全面性,在指标体系中要设立若干个(n个)指标,其指标权数的确定方法是基于数据分析而得到指标间的一种内在关系,摒弃了人工评价确定权数的主观性,是一种客观合理的方法,因此被广泛用于经济、社会、技术等领域,并起到了重要的作用。在环境质量评价方面,主成分分析是指把描述环境质量的多个要素(样本)化为少数几个综合指标的一种统计方法 。主成分分析的具体步骤如下:1)计算相关矩阵或协变量矩阵估计共同性(community,或称共通性):是设定主成分开始萃取时的共同性。共同性是指变量的方差由主成分决定的比例,若是相关矩阵则共同性设为1;若是协变量矩阵则共同性为各变量的方差;2)从相关矩阵或协方差助阵中萃取主成分;3)决定因素的数目,对因素分析进行命名和结果解释。
2 数据的收集和处理分析
2.1 数据的收集
本文所使用的数据来源于国家空气质量自动监测点位的空气质量自动监测结果,进行整理和处理后作为原始数据使用。
2.2 数据的处理
使用spss软件对原始数据进行录入并处理,得出以下结果。
表1 主成分特征值及贡献率
成份
1 2 3
平均温度 0.484 0.563 0.299
最高风速 -0.105 0.882 0.046
平均风速 -0.251 0.896 0.004
海平面气压 -0.528 0.547 0.072
露点 0.406 0.293 0.852
湿度 0.168 -0.062 0.953
降水量 -0.704 0.244 0.538
南京pm2.5浓度 0.918 -0.158 0.333
周边地区AQI 0.938 -0.091 0.210
南京AQI 0.926 -0.131 0.317
表2旋转因子载荷矩阵
选取特征值大于1或累积贡献率大于85% 因子为主成分。由表2可以发现,只有前三个成分的特征值是大于1的,其余都小于1,且前三个成分累积贡献率为85.262%,达到了85%的要求。所以本文将前三成分选取为主成分进行分析。对这三个主成分进一步分析得到标准化的正交旋转因子矩阵见表2。
3 数据分析
第一个主成分贡献率为44.757%,其包含降水量、南京pm2.5浓度、周边地区AQI(空气质量指数)、南京AQI,这些因素包含南京AQI,即与南京空气质量指数关系密切,所以本文将第一个主成分命名为“明显相关成分”。首先我们看到,南京pm2.5浓度与南京AQI之间有着极大的正相关性,也就是说,在数据采集的这两周内,pm2.5颗粒是南京空气质量的主要污染物,这正与国家空气质量自动监测点位给出的数据相一致,同时也符合南京12月初雾霾严重这一事实。在这里,本文可以给出一个初步的结论:在数据采集的两周内,影响南京地区空气质量指数的主要因素为pm2.5浓度。
接下来观察到周边地区AQI(空气质量指数)也具有较高的正载荷(0.938),这说明周边地区的AQI与南京地区AQI也具有极大的相关性。对于12月初南京的雾霾现象,有的市民认为是因为南京近期修路修地铁产生了大量灰尘所致。但是从数据中本文得到的结论是,南京空气质量和周边地区相一致,也就是说,12月初的雾霾现象涵盖面很广,并不仅仅是南京地区个别的现象。所以认为仅是因为南京近期的施工建设导致了空气质量的恶化是不严谨也是不准确的。
同时从第一个主成分中得到的还有降水量具有较高的负载荷,即降水量与南京空气质量之间存在很大负相关性。当降水量增加时,南京AQI显著下降,说明南京空气质量优化。本文认为这是由于雨水溶解了空气中的pm2.5颗粒,显著降低了空气中的pm2.5浓度,从而使南京空气质量指数减小。这也与上文得出的结论一致:在数据采集的这两周内,pm2.5颗粒是南京空气质量的主要污染物。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死,同时人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力。根据降水量与空气质量的关系,本文认为当pm2.5为主要空气污染物时,相关部门可以采取人工降雨的方式,有效地改善空气质量。
第二个主成分和第三个主成分贡献率分别为27.948%和12.557.第二个主成分包含平均温度、平均风速、最高风速、海平面气压,第三个主成分包含湿度和露点。这两个主成分均与南京空气质量指数关系较小,因此本文将其命名为“非明显相关成分”。虽然其相关性很小,但是依然可以对其进行一定的探究。由旋转因子载荷矩阵可以看到,平均温度与南京AQI、风速与南京AQI之间均有不明显的负相关性。相关资料显示,数据采集的两周内,南京地区温度的降低是受到北方寒流过境的影响,那么本文猜测,寒流的过境带走了一部分空气中的pm2.5颗粒,从而使得空气质量指数的下降,同时风速的影响也是同样的原因。虽然其相关性并不明显,但是从网络上查询的资料显示,南京空气质量好转之后一段时间,福建沿海甚至台湾地区出现了雾霾现象,这与上文的推论是相一致的。因此本文认为,寒流的过境很有可能也是促使南京空气质量好转的一个原因。
在得到了污染的主要因素的基础上,继续对造成这现象的原因进行分析。通过原始数据及相关系数矩阵,能够分析出南京地区12月初高污染时期温度与风速变化较小,且很长时间降水量均为零。通过查阅资料,南京全年消耗煤炭4400万吨,相当于每个南京人一年就要消耗5吨左右的煤炭。目前南京煤炭消耗已经超过北京每年消耗2200万吨,两者相差一倍,而今年南京在广泛地进行公路、地铁等设施建设,同时这一段时间是大部分农村地区燃烧麦秸的高峰期。那么基于这些条件,可以得出结论:南京雾霾严重的原因是工业废气、废物的排放;又由于上近期气流稳定、降水较少,加上农村地区麦秸的露天燃烧,更是加剧了空气质量的恶化。
4 结论
本文针对南京地区12月初空气质量恶化、雾霾严重的现象,对收集的因素进行主成分分析,发现降水能够有效地降低空气中的pm2.5指数,同时寒流也有可能是影响本次雾霾消散的一大原因。空气污染问题一直是近年来社会关注的焦点,也是损害民众身心健康一个很大隐患。2013年9月12日,国务院印发《大气污染防治行动计划》,提出经过五年努力,全国空气质量总体改善,重污染天气较大幅度减少;京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用五年或更长时间,逐步消除重污染天气,全国空气质量明显改善。当然,要达成彻底改善空气质量的目标还是任重而道远的,不仅需要运用科学的方法寻找解决问题的方案,更需要全社会共同而不懈的努力。
参考文献
[1]胡晓芳,王祖伟,王晓娟.基于主成分分析法研究内蒙古环境质量的统计分析,2012,2.
[2]杜敏.基于主成分分析法的环境质量综合指数研究,2011,12.
[3]孙东升.基于主成分分析法研究南京市环境质量的统计分析,2012,12.
1前言
环境问题近年来一直是全球热点问题,环境科学涵盖与环境问题相关的技术理论和方法指导,该门课程涉及内容广泛,具有较强的综合性,也一直受到环境相关专业的重视。但环境科学概论教学仍存在教学方法落后、内容更新不及时等问题,教学效果不佳,也无法全面地反映其科学内涵。为提高教学效果、紧跟学科发展步伐,可以在课程教学中引入研究前沿科技和热点,以科研促进教学,提高环境科学概论教学效果。
2环境科学概论教学现状
环境科学的高等教育虽然在上世纪70年代就已经开始,但在环境科学概论教学方面仍存在一些问题,影响了教学效果,没能发挥该学科应有的作用。
2.1教学内容落后
由于环境科学相关研究发展飞速,前沿热点实时变化,而教科书从修订、审批到最终通用,需要大量人力、物力和时间成本,因此教材很难紧跟科学前沿实时更新。一般来说,环境科学概论的教科书会用大多数篇幅介绍基础理论知识,极少涵盖近几年的科研成果和科研应用。教科书的局限性导致学生通过教材学习的只是理论知识和针对过去的环境问题的分析及技术方法,教学内容相对落后。
2.2教学形式单一
环境科学概论包含许多基础理论知識,且如上文所言,教科书的内容局限落后。在这种前提下,仍存在许多教师采取传统教学方式,以教师和教材为中心,单方面讲解理论知识,而不进行扩展和应用。学生面对枯燥无味的课堂,难以产生学习兴趣、激发创新思维,甚至会产生学生自学教科书的现象。在形式单一的课堂上学到的内容仅为纸上谈兵的理论,学生无法及时有效的了解其科研应用,也没有掌握该课程涉及的具体问题的解决方法。缺乏实践能力和创新能力锻炼的教学,也会影响毕业生质量。
3在教学中引入科技成果的途径
在社会经济和科学技术高速发展的新时代,环境科学问题也日渐增多,如雾霾、全球变暖、海洋污染、土壤污染、食品安全、工程三废排放等。但同时,不断涌现的环境问题也推动了环境科学的发展,大量科研人员投入到环境科学领域的研究中,研发新技术、新理论、新方法,为环境科学领域提供了丰富多彩的新案例。教科书存在难以及时更新的局限性,考虑到教科书的严谨性和受限制的信息量,也很难选择涵盖哪些案例和技术更为合适。因此,教师需要成为将科研成果应用于环境科学概论教学的主力。
3.1紧跟学科发展方向,关注科研动态
时刻关注前沿,了解学科发展情况和热点,是教师将科研成果引入教学之前需要做的准备。唯有多关注前沿动态,教师才可能选择合适的、前沿的学术成果补充进原有的知识体系,在激发学生学习兴趣和探究积极性的同时,还能够通过讲解并探讨案例,促进学生实践水平的发展。例如教科书中有关“伦敦烟雾”的叙述部分,教师可以补充中国治理雾霾的有效技术和措施,以及国内外对治理大气污染问题的新技术、新理论,同时还可以对几次重大大气污染事件进行对比讲解,让学生清楚大气污染问题的实质和严重性,也有助于他们了解国内外科学研究者解决这类问题时的思路。
3.2传统知识体系穿插前沿科研成果
传统知识体系所包含的理论知识仍然是学生需要深刻理解的主要内容,引入科研成果归根结底也还是为了让理论知识不止存在于纸面,而能成为学生日后解决相关问题时的有力工具。因此教师实际是在原来的教学计划中穿插介绍科研成果,丰富课堂教学形式,避免单一的“照本宣科”打消学生学习的主动性。对于传统知识体系中与最新研究进展有较大断层的内容,教师用科研前沿进行补充和完善,或进行对比讲解,让学生学习到更新后的更为实用的内容。教师讲解环境科学前沿领域的案例时,要注意引导学生进行分析和探究。通过剖析案例,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(2)英语教学与信息技术的整合实现了教与学的创新。英语教学与信息技术的整合就是要转变传统的教与学的方式,新型的教学强调师生互动,要求师生之间建立一种平等、和谐的关系。
(3)英语教学与信息技术的整合提高了教师自身的信息素养。新课改使教师的传统地位受到了挑战,教师由知识的传授者转变成信息的支持者和指导者。教师是教育改革和实施的关键因素,提高教师自身的信息素养可以促进新课改的顺利进行。
五环教学模式促进英语学科与信息技术整合的实例分析
由于学校规定每位英语教师必须带两个班级,学校分配给我的是八年级1班和2班。为了研究和对比的需要,我决定在八年级1班采用信息技术与英语课程整合的五环教学模式,在八年级2班采用传统的英语教学模式。以新目标英语――八年级下册Unit2 What should l do? Section A第一课时(1a―2c)为例进行了以下五环教学模式教学的设计:
1.教学对象 Class 1,Grade 8
2.教学目标
知识与技能目标:学习和掌握新的单词和词组,并学会听、说单词和词组。
过程与方法目标:通过讨论、交流学习实际生活中的一些问题并学会用“should/Could”给出解决建议。
情感态度与价值观目标:培养关心别人、帮助别人的良好品质和习惯。
3.教材与学生分析
本课是一堂听说课,重点训练学生的听说能力。在本课中所用到的句子时态为―般现在时和一般过去时,这两种时态学生都已学过,所以用这两种时态来描述学生遇到的问题对学生来说应该没有难度,对于句型What's the matter?已在八年级上册里学过,所以对学生进行情境构建引导学生说出此句型应该没有问题。
4.教学步骤
(1)情境构建。
在情境构建这个环节里,毫无疑问,主要内容就是情境构建。我先用一首周华健的歌曲《最近比较烦》引发学生的共鸣,让学生身同感受,从而联想到自己生活中的一些烦心事。等歌曲播放完毕,问学生是否也有烦恼,让学生畅所欲言,说说自己的烦恼,下一步,我也说出自己的烦恼,让学生给些建议,拉近了师生之间的距离。接着,再以―个老朋友Erin的烦恼为话题引入本课。在这个环节里,周华健的歌曲起着抛砖引玉的作用。
(2)问题探究。
在此环节里,我通过给学生展示图片和语言,让学生既直观地看到语言所表达的Erin面临的问题,又可以形象地看到他在各种烦恼下的表现,有利于学生对英语句子表达的理解和掌握。通过这些图片和语言的展示,让学生探究出询问某人烦恼的句型:“What’s wrong?”等以发展学生的自主学习能力。在这个环节里,用图片学习英语既让学生感兴趣,又可以让学生加深学习英语的印象。
(3)交流提高。
在本环节里,通过让学生讨论交流得出每个问题的解决方法,并通过对问题提出建议让学生总结出了给建议的句型。通过应用信息技术,我创建了若干个幸运大转盘,在转盘中写出了八个常见的problem,通过转动转盘让学生随机练习矩形框中的句型。通过转盘的使用,增加了学生的学习兴趣,集中了学生的注意力,提高了学生学习的积极性。
(4)应用拓展。
在这个环节里,我设计了三个应用。首先,我解决了课本上的听力问题,也就是应用1和应用2。由于在上一个环节里学生对听力中所要用到的句型进行了反复训练,所以,在此处听力的解决比较容易。在听力的处理上,可以使用多媒体音响设备来用计算机播放电子语音的听力,方便快捷。在应用3里,我给学生展示了几张西部地区孩子的生活和学习图片,当然,也可以通过在互联网上搜索西部儿童的视频放在此处。不论是图片还是视频,目的在于激发学生对西部儿童的同情,思考解决问题的方法,并让学生珍惜自己优越的学习环境,好好学习。
(5)反思升华。
在这个环节里,我给学生播放了一段关于北京雾霾天气的视频。北京的天气是当前人们议论的一个热门话题,也是我们亟待解决的一个大problem,所以,此处我用了这个材料,既锻炼了学生思考问题、解决问题的能力,又能让学生学会关心社会,关注热点话题。在此处,我通过北京雾霾天气视频的使用,既将信息技术和英语学科进行了整合,也将有关地理、环境的学科知识进行了课堂渗透,实现了英语、信息技术、地理、环境学科的整合和融合,更好地促进了学生对知识、技能、情感和态度的培养和升华。
中图分类号:G633.67 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)03-0073-02
1 高中信息技术课堂的理想与现状
2003年教育部制定的《普通高中技术课程标准(实验)》中多次提及“生活”一词,倡导高中信息技术课堂教学应与学生的现实生活紧密联系在一起,让学生在生活中学习,在学习中更好地生活[1]。然而,受传统教学思想和高考指挥棒影响,当前高中信息技术课堂普遍缺乏应有的真实感和生活感,教学目标的设置过于关注知识与操作技能的训练,而忽略引导学生利用信息技术解决学习生活问题意识的培养;教学内容的编排过于依赖教科书,而与学生的实际学习生活需求相脱节;教学任务的设计脱离学生生活经验,导致学生学习情绪不高,课堂失去应有的活力等。因此,高中信息技术课堂的当务之急在于关注学生的生活环境、生活经验以及未来生活的发展趋势,开发生活化教学主题“活化”课堂,使学生能依照生活经验对知识进行有效建构,感悟所学知识的生活意义和价值[2],更好地学习与生活。
2 生活“活化”高中信息技术课堂的教学实践
立足生活,制定教学目标,注入生活情趣 信息技术课程是一门基础性的工具课程,更是一门不能远离现实生活、脱离时展与社会进步的课程。因此,教学前,教师应钻研教材,明确并梳理教材所涉及的知识技能与学生实际生活的关系和差距,结合高中学生当前的思维特点、生活逻辑及已具备的信息技术水平,立足生活,制定教学目标,提高学生适应未来生活的信息素养。
例如,在制定“信息获取的一般过程”一课的教学目标时,笔者立足现实生活,将常州地铁引入到课堂中。2014年常州地铁1、2号线全面开工,常州市第一中学处于1、2号线交接换乘区域,学生实为地铁建设的见证者,但趋于学业任务等压力,对常州地铁的认识知之甚少。因此,笔者制定本课教学目标的核心在于:让学生在亲历常州地铁布局规划、标志确定、报批进程、开工建设等相关信息的获取过程中,引导学生掌握并理解信息获取过程的各个环节,一方面激发学生对家乡的自豪感与热爱之情,另一方面促使学生养成积极主动地学习和使用信息技术、参与信息活动的态度。在目标引领下,笔者设计了“常州地铁知识小百科”“常州地铁解说员”等活动,引起学生的热烈反响,使学生把课本知识转化为直接经验,体验到运用信息技术解决生活问题的乐趣,为今后步入信息社会、实现持续发展奠定良好的基础。
关注生活,创设生活情境,融入生活气息 德国著名教育家第斯多惠说过:“教育的艺术不在于传授知识和本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”作为教师,要留心生活中学生对信息技术的趣向,关注学生的生活环境、生活经验,找准生活与知识的契合点,创设真实而有意义的生活情境,提出富有启发性的问题,让学生感受到信息技术课堂教学的真实真切、丰富生动,从而引起认知共识,产生解决问题的欲望与兴趣,激发其创造思维的火花,自然进入最佳学习状态[3]。
比如在讲授“信息集成”一课时,全国几乎都笼罩在雾霾下,常州空气污染也很严重,这些都是学生亲历的。因此,笔者以雾霾为背景,引入“关爱自然,保护环境”主题,向学生分别展示环保文字口号、环保宣传报、环保PPT等作品,让学生在欣赏对比中谈谈哪种表达方式印象更为深刻、效果最为突出,从而引出利用信息集成来有效表达某一主题的课题。课堂导入有效结合学生的现实生活,让学生在熟悉的生活情境中探究学习,体验信息技术在现实生活中的应用,使信息技术课堂充满生活气息与情趣,进一步激发学生学习信息技术的积极性。
联系生活,活用生活素材,增强课堂活力 身处信息时代,信息技术与社会生活密切相关,生活是信息技术课堂最为丰富的资源宝库。苏联著名教育家赞科夫曾说过:“如果真正的、广阔的生活冲进教室的门而来到课堂上,教室的天地就开阔了。”因此,教师在教学中应联系生活,挖掘、捕捉、活用贴近学生实际生活的材料作为教学素材,精心组织成教学活动,融入课堂教学中,让学生的学习置于其生活周围广阔的环境中,既能实现知识的意义建构和能力的培养,又能让学生保持浓厚的兴趣,增强课堂教学活力。
在高中信息技术课程中有很多教学内容,如文本信息加工、表格信息加工、图形处理、音视频信息加工、网页制作等,其中的素材都可来自生活。如在教学Word时,笔者让学生访问校军训专题网站,搜集班级军训期间写下的感受和拍摄的照片素材等,进行“军训小报大比拼”,学生在比拼中为“站”到最后,不断提高自己作品的艺术性与技术性,课堂气氛活跃。在大比拼活动中,学生不仅掌握了文本信息加工的基本操作,也认识到利用信息技术加工信息的价值。
回归生活,参与生活实践,让信息技术融入生活 “教育要回归生活”的课程理念表明,学生充分利用自身生活经验对知识进行有效建构获取知识后,教师更应引导学生将所学的信息技术知识应用到现实生活中去,指导学生运用所学的信息技术知识为自己的生活、学习服务,增强学以致用的意识,实现教学内容从科学世界到生活世界的本色回归,增强对生活的感受、体验和领悟。
例如,在“文件的下载”一课中,常见的文件下载学生基本都已掌握,于是课堂中笔者并未花太多时间与学生讨论这方面的知识,而是向学生征集他们生活学习中在下载方面遇到的一些问题。问题提出后,大家七嘴八舌,讨论激烈。有人说:有些网页文字无法复制,该怎么下载?有人问:有一些平台的文件下载时需要下载券或相应的财富,如果没有,该如何下载?也有人问:是否可以不下载优酷或土豆客户端,直接下载其中的视频呢?等等。笔者将这些问题搜集起来作为本课的挑战任务,提醒学生利用所学的搜索引擎和文件下载知识,自主探究,完成挑战任务的学生上台演示解决方法。最终学生解决了所列举的问题,并为每个问题提供了多种解决方案。
通过这一活动,学生体验到生活处处都可看到信息技术解决问题的影子,感受到信息技术在生活中的功能和应用,增强了利用现代信息技术工具为学习和生活服务的意识。
3 结束语
作为新课程背景下的信息技术教师,要扎根现实生活,将立足生活、关注生活、联系生活、回归生活的理念植入心中,积极探索生活“活化”高中信息技术课堂的有效方法与途径,滋润信息技术课堂教学的生命活力,最终让学生学会适应信息技术环境下的生活与学习,提高与信息化社会相适应的信息素养,为继续学习和持续发展奠定坚实基础。
参考文献
[1]董玉琦.普通高中信息技术课程标准研制省思[J].电化教育研究,2004(9):64-69.
随着我国综合国力提高,各种军、民用飞机作业活动日益频繁;但受环境恶化的影响,我国中东部地区雾霾范围和程度不断加大,气象条件越来越恶劣,对机场飞行活动影响很大。而且大部分机场基础设施陈旧,未配置仪表着陆系统(INS)或微波着陆系统(IRS),地面进近灯光系统简易,飞行员主要靠目视完成进近下滑着陆,当能见度低时,飞行员无法及时确定自身偏离下滑航道的情况,飞行员目视进近着陆安全受到严重威胁。
在目视飞行中,驾驶飞机最困难的工作是在飞机进近、着陆时,建立和保持与跑道的动态三维相对角度关系(主要是下滑角和航向角)。飞机的进近速度很高、进近时间越来越短,且气象环境复杂,在没有目视助航系统的帮助的情况下飞机既要保持准确的进近方向又要保持准确的进近坡度就变得更加困难。
现有通用目视进近坡度指示器(PAPI)和进近助航灯光系统存在指示信号少、精度低、进近航道窄、作用距离有限等问题;本系统在航道指示上,能够提供横、纵两个方向上的偏差指示,且角度指示精度至少可达7级以上;且系统安装调试简单、光能利用率高,使得光束指向精度高,实现了低功率及高精度的航向偏差指示;系统常规气象条件下作用距离可达10公里,在雾霾天气条件下亦可达数公里,可有效保证飞行进近着陆的安全性。
1 助航系统构建
1.1 助航系统模型建立
系统放置在飞机下滑面与跑道面交线上,位于跑道一侧的固定位置。系统模型示意如图1所示。
飞机进场后,距离跑道入口约10km,此时,飞行员通过目视无法看到跑道入口,系统通过引导雷达来搜索飞机并获取飞机位置信息,之后再通过光电跟踪仪完成飞机眼位的精确提取和跟踪,此时,航道指示器发射的指示光束覆盖飞机眼位,飞行员可根据航道光束信息提示调整飞机航向和姿态,对准下滑通道安全进近,直到飞行员可观察到跑道入口。
1.2 系统基本流程
助航系统主要包括引导雷达、光电跟踪仪、航道指示器、精密伺服设备和数据融合控制单元。引导雷达、光电跟踪器和航道指示器均安装在伺服转台上,并将零位调校一致,光电跟踪仪包括红外成像和可见光数字成像两种工作模式,在常规气象条件下可采用高清可见光数字成像系统,可获得在夜间或雾霾情况下可启用红外跟踪模式。
助航系统总体数据流程如图2所示。
2 目标搜索和跟踪
为了辅助着陆助航系统尽可能的全天候、全天时有效地工作,将进场引导雷达与光电跟踪仪配合使用,引导雷达波束较宽,具有很强的空域搜索能力,能够及时发现进场飞机,而光电传感器测量精度比引导雷达高,但目标搜索能力较弱,故系统采用雷达引导光电传感器的这一基本协调方式。雷达引导光电跟踪仪是指通过雷达锁定目标并引导光电跟踪仪伺服转台转动指向向目标,通过雷达观测数据与光电跟踪仪探测数据融合,获取飞机眼位精确位置信息,并可在终端操控界面显示融合后的飞机下滑航线偏差信息。
2.1 雷达引导
进场引导雷达,将飞机引导到机场和最后的下滑航线上。进场监视雷达的天线不停地旋转扫描,发送一串超高频无线电波,无线电波碰触到目标反射回来,并在雷达显示器的屏幕上显示出来,高大建筑物、桥、高地等的反射波表现为一些小的亮点;飞行中的飞机的反射波表现为一条变弱的光迹,借以辨明飞行方向,精密进场雷达测量飞机目标距离和方位角度信息。
相应的,光学跟踪仪器协同低空进场雷达,或实现目标监视接力,与进场雷达的信息实现多源融合,从而更好的掌握各类低空航空器的飞行动态,保障低空空域畅通有序。总而言之,低空雷达与光学跟踪仪器融合有利于实现资源共享、功能互补,提升空中管制与低空监视的综合效能,如图3所示。
光电跟踪仪和引导雷达协同工作,只有目标进入其作用距离范围内,设备才能检测到目标并实施跟踪,光学跟踪仪器需要引导雷达作为目标指示设备加以引导,这样才可以对目标的快速精确捕捉和跟踪。引导光学跟踪仪器伺服转台转向雷达显示界面上被选中感兴趣的目标位置,以便观察人员通过光学跟踪仪器进行进一步的细节分析和判断。在雷达显示界面上移动雷达光标至选中目标,通过网络或串口把雷达的距离方位和高度数据传送给光学跟踪仪器,计算出伺服转台所对应的角度,将伺服转台引导到指定位置对应的伺服转台角度,引导伺服转台转向指定位置。
2.2 机头眼位的精确提取和跟踪
由于搜索雷达的有效搜索高度有限,且目标被搜索雷达发现时距离较远,目标的高低角和方位角变化缓慢,这为光电跟踪仪在小范围内移动光学镜头搜索目标提供了前提条件。由上可知,滤波器的运算需要一定的时间成本,而在这段时间内,高度估计值的精度往往不足以用来引导光电跟踪仪,如果变光电跟踪仪的被动跟踪为依据某一策略的主动搜索,则有可能提前捕捉到目标。
目司植刻卣魈崛∈枪丶点,对应迎头进近飞行的飞机来说,目标左右的几何特征是接近对称的分布,通过形状中心的提取及识别,可获得较为准确的飞机眼位位置目标点的图像像素位置坐标(如图4所示),进而完成眼位的提取和跟踪,详细流程如下图5所示。
光学跟踪仪仅能输出目标的高低角、方位角信息,目标距离是缺失的。引导雷达观测误差较大,只能给出目标的大致位置。为确定精确的目标位置,光学跟踪仪和引导雷达布置在同一承载小车上,目标指引数据和距离信息可方便的传输至光电跟踪仪。必须指出,本文的方法是基于目标沿下滑道进近飞行的假设前提的,对目标通场、过顶等其他飞行情形不予考虑。
3 下滑道指示
3.1 下滑指示器
当光电跟踪系统精确跟踪飞机眼位后,即可通过下滑道指示器发射指示光束,引导飞机目视进近下滑。下滑指示器由光学控制系统、光源组件、合光器件和光学系统组成。
半导体激光二极管能量利用率高、指向性好,可大幅度提高助航灯光系统的能量利用效率,降低机场能耗,具有良好的发展前景和广阔的市场空间;本系统采用多个LD集成的方式将单个小功率光源耦合进单根光纤,在通过后端光学系统将出光角度压缩至合适的数值,既要满足光束指示强度和一定穿透雾霾的要求,还要满足对飞机目标跟踪时,飞行员眼睛能够持续观察到指示光束(即在跟踪过程中光束能够一直覆盖到飞机眼位位置);通过计算分析可得光学系统最终出光角度范围约为10@,如图6所示。
从理论上说,一个灯具的光学系统,它发出的光在任何一条确定的进近路线和任何一个给定的大气环境条件下,光束的强度是恒定的;但随着飞机的进近,飞机和指示灯之间的距离的减小,飞行员观察到的指示光束的亮度会增强,为了使飞行员观察指示效果舒适,指示灯光的强度要随飞机进近距离做适当调整。光强调节等级可通过光学控制单元根据实际使用情况来确定,一般可根据雷达距离数据,飞机每进近200m~400m调节一次,调节刻度跨度亦不能太大,避免造成飞行员眼睛的不适。
光学控制单元通过分析伺服y量飞机的角度和引导雷达测量的飞机距离信息,确定飞机相对于下滑道的位置,从而控制光源组件,发出指定颜色、强度(可通过占空比确定)和闪烁频率的指示光束。其工作流程如图7所示。
3.2 下滑指示原理
本方法的下滑指示器与常规的目视下滑坡度进近指示系统(PAPI)不同,PAPI系统是通过固定安装的几个不同颜色指示灯在空中覆盖确定角度的指示光束;而本方法通过光电跟踪来确定目标的相对于下滑道的偏差俯仰和方位角度,进而提供事先规定好光束颜色和闪烁频率配置的指示光束,使得飞行员能够确定自身相对于下滑道的位置。下滑道指示器横向和纵向光束配置及覆盖情况如图8和图9所示。
对于纵向指示,红色最外侧的两灯与黄色最外层两灯有闪烁效果,提示飞行员下滑侧偏较大;根据飞行员的视觉习惯及航空标准,光束闪烁速率在50~120次/分钟范围内可调。总体覆盖角度可在较大范围内(大于30°)进行灵活调节,一般配置在在1°~5°的范围即可,中间稳定绿色光束可按PAPI灯的下滑指示标准来确定,一般不大于0.5°。
对于横向指示,左边红色最外侧的两灯与右边黄色最外层两灯有闪烁效果,提示飞行员航向侧偏较大;根据飞行员的视觉习惯及航空标准,光束闪烁速率在50~120次/分钟范围内可调。总体覆盖角度也可进行灵活调节,横向偏差角度范围较大,可配置为20°,中间稳定绿色光束可按跑道宽度与飞机宽度尺寸来确定。
4 指示精度分析
系统引导机理是向飞行员提供反映飞机当前高低和方位的偏差量和纠偏速率的光学指示信号,指导飞行员进行对中操纵。系统的引导精度首先取决于下滑道横向和纵向的指示光束的精度,而光束指示精度主要由目标提取和跟踪精度决定。
目前较常用的光电探测系统精度均可满足使用要求,总体跟踪精度与后端光学下滑道指示系统精度相配合的,下滑道指示灯的发散角度要远大于总体的跟踪精度,以满足光电跟踪系统跟踪飞机眼位的同时,飞行员能够观察到下滑指示光束,但发散角度易不能做得太大,若角度大对于光学指示亮度和雾霾透过效果影响较大,只要满足在光电跟踪时,光束能够覆盖到飞机整体即可,约为30@。光电跟踪的总体精度选取在2@左右即可,实际使用中较容易满足。
影响下滑道指示精度还有指示光束光轴与目标跟踪系统视场中心的离轴距;指示光束灯箱可制成口径为100mm左右的尺寸,而光电跟踪系统口径则在160mm左右,所以,离轴距约为130mm。此距离相对于引导距离范围10km~2km来说很小,角度误差偏差在0.004°(0.22@)对机引导下滑效果的影响可忽略。
从上述分析可以看出,系统总体的下滑道指示精度主要为光电跟踪部分的精度。对于系统总体引导效果还需要实际飞行试验验证,其影响因素主要有飞行气象条件尤其是能见度条件,飞行员的操作熟练水平以及飞行航线规划等。
5 总结
本文给出了一种新的飞机进近对准下滑道的解决方法,适用于各类飞机的目视进近着陆引导;该指示方法使飞行员对进近下滑偏差判别更加简单、明了,可显著提高辅助着陆正确率,确保飞机进近着陆的安全。系统设备耗能低、成本低廉,使用简单,引导和指示精度高,使用后可回收,系统气象和场景适应能力强,适用于各级军民用机场,具有广泛的应用前景。
参考文献
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如果一个小住宅可以实现“自给自足”,那么一个村落呢?答案当然是肯定的,迪拜垂直村就是一个答案。迪拜位于沙漠,以其充足的日照而著名。由格拉夫特建筑设计事务所设计的垂直村落便充分利用了这种优势。绵延不断、参差错落的太阳能板位于建筑的表面,且能自动旋转,它们通过调整与太阳之间的夹角,能够让日照时间最大化,就像一株富有生命的“钢筋向日葵”!此外,这株“向日葵”为了不让室内过于炎热,通过自身的形体控制,能够使人类活动区域的室内温度即使在太阳直射的条件下,也不至于太高,换句话说,“钢筋向日葵”能够通过自己的“枝叶”,挡住不必要的伤害,比真实的植物还要聪明呢!
能够“净水”的建筑
10年前,如果你说建筑本身能够成为一座淡水工厂,净化雨水或者海水,供生活在其中的人们使用,没有人会相信。然而今天,它已经实现了!由西班牙建筑师设计的泡泡形大厦,正如其名字“淡水工厂”一样,能够将海水净化为淡水供人们使用。
这个神奇的过程是通过它自身的一系列“红树林”净化泡泡来实现的。首先,它会把海水收集并储存在圆形温室中,通过潮汐能将海水运送到高处的循环系统中,然后通过红树林装置吸收海水中的盐分并析出淡水,在蒸发、回凝后就能被人类所使用啦!请记住,它的供水来源是海水,地球表面大约70.8%的面积都被海水覆盖着,如果全球都建起这种建筑,地球人可能再也不用担心用水紧张的问题了!当然这种建筑的选址还是有一定局限性的。
雨水收集大厦
既然海水可以被我们所利用,那么雨水呢?答案是肯定的。由波兰波兹南建筑美术学院两位学生设计的雨水收集大厦,通过外部酷似网袋的水槽网以及位于屋顶的“巨碗”收集雨水。“巨碗”里种植了芦苇,是天然的植物净水“设备”。当收集到的雨水流经大厦内部过滤净化处理设备后,就可以用来冲厕所、清洗地板,或做洗衣、灌溉植物等用途,多余的则储存到大厦的蓄水设备中。
在这些新建的能够“供水”的建筑中,不得不提RAFAA建筑设计事务所为2016年巴西里约热内卢奥运会设计的“太阳能城市塔”。这座建筑白天能够利用太阳能发电,夜间则利用抽蓄水系统发电,从而保证全天候的能源供给。当然,最大的亮点是它的造型,很容易让人联想到一句熟悉的古诗,正所谓“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”啊!
能够“孕育生命”的建筑
通常意义下的建筑,都是钢铁巨人,没有生机。然而近几年,随着生态环保理念的普及和建筑科技的迅猛发展,建筑也能够“孕育生命”了!
位于意大利米兰的垂直森林摩天大楼,便是其中的一个代表。该项目由两座高度分别为80米和112米的摩天大楼组成,通过在每层种植完整的树木,其绿化总面积相当于1公顷(1万平方米)的森林,从而创造了4万平方米的生态栖居区,是名副其实的“城市森林”。
而西班牙的设计师发展了其概念,设计了一座“漂浮的农场”。在计划中,它将位于海洋之上,分为3层,顶层被太阳能电池板和天窗所覆盖,既能发电,又能透射阳光,以供二层的植物进行光合作用。而二层的植物主要以能用营养液栽培的蔬菜和粮食为主,它们所产生的废物可用于饲养底层的鱼,而鱼的粪便又可用于植物的施肥。此外,这里的用水直接通过海水净化实现,基本上能够自给自足。据估计,这座农场要是建成的话,每年可以生产1.7吨鱼和8.1吨水果蔬菜!
能够“快速生成”的建筑
如果一座摩天大楼能够在半个月之内从无到有,你会相信吗?不管你信不信,事实已经给出了答案。我国的远大可建科技有限公司15天建成了30层塔式建筑――T30A塔式酒店,总建筑面积达到了1.7万平方米,可谓是定义了新一代的“中国速度”!
平地起高楼,那么它在安全性上会打折扣吗?其实不必担心,这座大楼其实是采用了全模块化建造技术,所有的墙体、门窗、电器等均是预先在工厂制作完毕,现场只需吊装、衔接、固定即可。更令人惊奇的是,这座摩天大楼竟能经受9度抗震测试,该数据高于我国大部分地区抗震设防标准的12倍。
除了模块化建造方式,近几年快速发展的3D打印建筑是“速生”建筑的另一主要成员。3D打印是一种以数字模型文件为基础,把特定的材料按照逐层打印的方式构成物体的技术。小到人造器官,大到建筑,只要所用材料具有一定的可粘连性,都可以“打印”出来,且速度极快。2015年1月18日,苏州工业园区内就出现了1栋面积约1100平方米的3层别墅,仅仅需要3天就可“打印”完成。当然,它的打印机也是个庞然大物,高6.6米,宽10米,长32米,底部占地面积有一个篮球场大,高度有3层楼高。最近,在第14届中国国际住宅产业博览会上,一栋精装两层小别墅,又创造了最快打印速度,从无到有仅仅花了3个小时!据工作人员介绍,房子的模块之间用钢结构连接,比用传统方式建造的房子还要稳固,且整个施工过程不需要使用水泥、沙土,干净方便,就连下雨、低温也一样能够施工,让人啧啧称奇!
能够“除霾”的建筑
如果一个小住宅可以实现“自给自足”,那么一个村落呢?答案当然是肯定的,迪拜垂直村就是一个答案。迪拜位于沙漠,以其充足的日照而著名。由格拉夫特建筑设计事务所设计的垂直村落便充分利用了这种优势。绵延不断、参差错落的太阳能板位于建筑的表面,且能自动旋转,它们通过调整与太阳之间的夹角,能够让日照时间最大化,就像一座“富有生命”的钢结构向日葵!此外,大家是否注意到它参差错落的布局?没错,这座“向日葵”为了不让室内过于炎热,通过自身的形体控制,使人类活动区域的室内温度即使在太阳直射的条件下,也不至于太高,换句话说,钢筋向日葵能够通过自己的“枝叶”,挡住不必要的伤害,比真实的植物还要聪明呢!
能够“净水”的建筑
10年前,如果你说建筑本身能够成为一座“淡水工厂”,净化雨水或者海水,供生活在其中的人们使用,没有人会相信。然而今天,它已经实现了!由西班牙建筑师设计的泡泡形大厦,正如其名字“淡水工厂”一样,能够将海水净化为淡水供人们使用。
这个神奇的过程是通过它自身的一系列“红树林”净化泡泡来实现的。首先,它会把海水收集并储存在圆形温室中,通过潮汐能将海水运送到高处的循环系统中,然后通过红树林装置吸收海水中的盐分并析出淡水,在蒸发、回凝后就能被人类所使用啦!请记住,它的供水来源是海水,地球表面大约70.8%的面积都被海水覆盖着,如果全球都建起这种建筑,地球人可能再也不用担心用水紧张的问题了!当然这种建筑的选址还是有一定局限性的。 雨水收集大厦
既然海水可以被我们所利用,那么雨水呢?答案是肯定的。由两位波兰波兹南建筑美术学院学生设计的雨水收集大厦,通过外部酷似网袋的水槽网以及位于屋顶的“巨碗”收集雨水。“巨碗”里种植了芦苇,是天然的植物净水“设备”。当收集到的雨水流经大厦内部过滤净化处理设备后,就可以用来冲厕所、清洗地板,或做洗衣、灌溉植物等用途,多余的则储存到大厦的蓄水设备中。
大家在惊叹于它们强大的功能时,是否有被它们独特的造型所吸引呢?在这些新建的能够“供水”的建筑中,不得不提RAFAA建筑设计事务所为2016年巴西里约热内卢奥运会设计的“太阳能城市塔”。这座建筑白天能够利用太阳能发电,夜间则利用抽蓄水系统发电,从而保证全天候的能源供给。当然,最大的亮点是它的造型,是否让你联想到一句熟悉的古诗,正所谓“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”啊! 巴西小岛上的“太阳能城市塔”
能够“孕育生命”的建筑
通常意义下的建筑,都是钢铁巨人,没有生机。然而近几年,随着生态环保理念的普及和建筑科技的迅猛发展,建筑也能够“孕育生命”了!
位于意大利米兰的垂直森林摩天大楼,便是其中的一个代表。该项目由两个高度分别为80米和112米的摩天大楼组成,通过在每层种植完整的树木,其绿化总面积相当于1公顷(1万平方米)的森林,从而创造了4万平方米的生态栖居区,是名副其实的“城市森林”。
而西班牙的设计师发展了其概念,设计了一座“漂浮的农场”。在计划中,它将位于海洋之上,分为3层,顶层被太阳能电池板和天窗所覆盖,既能发电,又能透射阳光,以供二层的植物进行光合作用。而二层的植物主要以能用营养液栽培的蔬菜和粮食为主,它们所产生的废物可用于饲养底层的鱼,而鱼的粪便又可用于植物的施肥。此外,这里的用水直接通过海水净化实现,基本上能够自给自足。据估计,这座农场要是建成的话,每年可以生产1.7吨鱼和8.1吨水果蔬菜! 米兰垂直森林
能够“快速生成”的建筑
如果一座摩天大楼能够在半个月之内从无到有,你会相信吗?不管你信不信,事实已经给出了答案。我国的远大可建科技有限公司15天建成了30层塔式建筑―T30A塔式酒店,总建筑面积达到了1.7万平方米,可谓是定义了新一代的“中国速度”!
平地起高楼,那么它在安全性上会打折扣吗?其实不必担心,这座大楼其实是采用了全模块化建造技术,所有的墙体、门窗、电器等均是预先在工厂制作完毕,现场只需吊装、衔接、固定即可。更令人惊奇的是,这座摩天大楼竟能经受9度抗震测试,该数据高于我国大部分地区抗震设防标准的12倍。
除了模块化建造方式,近几年快速发展的3D打印建筑是“速生”建筑的另一主要成员。3D打印是一种以数字模型文件为基础,把特定的材料按照逐层打印的方式构成物体的技术。小到人造器官,大到建筑,只要所用材料具有一定的可黏连性,都可以“打印”出来,且速度极快。2015年1月18日,苏州工业园区内就出现了一栋面积约1100平方米的3层别墅,仅仅需要三天就可“打印”完成。当然,它的打印机也是个庞然大物,高6.6米、宽10米、长32米,底部占地面积有一个篮球场大,高度有三层楼高。最近,在第14届中国国际住宅产业博览会上,一栋精装两层小别墅,又创造了最快打印速度,从无到有仅仅花了3个小时!据工作人员介绍,房子的模块之间用钢结构连接,比用传统方式建造的房子还要稳固,且整个施工过程不需要使用水泥、沙土,干净方便,就连下雨、低温也一样能够施工,让人啧啧称奇! 米兰垂直森林上郁郁葱葱的植物
能够“除霾”的建筑
“雾霾”近几年成为我们生活中出镜率颇高的环境问题关键词,可是到目前为止,一直也没有出现一个很好的解决方法。试想如果建筑可以除霾,是否能让人们远离雾霾的困扰呢?近日,一位荷兰的设计师给出了他的答案。 苏州3D打印别墅 上图: 真空吸尘塔