气候变暖下太湖极端洪水的归因探讨

全球增温引起的降水变化是否引起极端洪水的增加,发生在不同气候背景的极端洪水事件可提供不同参照系;而不同驱动因子下气候、水文数值模拟为认识洪水发生和归因提供了有效途径.本文结合机理数值模拟和随机统计模拟两种途径,针对1990s和1880s的太湖流域特大洪水,通过GCM气候模拟驱动的流域水文模拟和不确定性的阈值模拟,分析19世纪末和20世纪末极端洪水的发生强度和频率的变化,从而论证极端洪水发生的风险系数.结果表明,1990s的极端洪水流量(0.1%的极端洪水流量(Q0.1%)为2929~3601 m³/s,0.5%的极端洪水流量(Q0.5%)为1842~1893 m³/s)比工业革命前大气温室气体状况下(Q0.1%为2069~3119 m³/s,Q0.5%为1436~1561 m³/s)显著增大.与19世纪末相比,由于太湖流域人类活动改变的流域下垫面在1999年特大洪水中引起最大增量占35%,本文模拟和分析的20世纪末气候下的洪水最大增量占60%.去除人类活动影响的下垫面变化,估计特大洪水风险的最大增量为25%,因此认为20世纪末气候变化引起的太湖极端洪水风险在增加;这将为认识与全球增温相关联的洪水灾害预测预警提供科学依据.     

二维时间空间域弹性波全波形反演-理论模型数值试验

本文使用炮并行和区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,节约单个CPU内核的内存使用量,快速进行正演数值模拟)两种并行算法.该方法的每一步迭代都能确保近似海森矩阵的正定,因此,算法稳健.将时间正向传播的炮波场和反向逆时间传播的残差波场(伴随波场)进行零延迟互相关计算,得到误差泛函的梯度,然后对梯度乘以一个预条件算子,从而加快反演的收敛速度.通过抛物线搜索方法而估计步长,使用L-BFGS算法(限定内存的BFGS算法)求解模型的更新量,进行二维时间空间域弹性波全波形反演.将该反演方法应用到Marmousi2弹性波理论模型,分别反演Marmousi2理论模型的纵波速度、横波速度以及密度等三个参数.我们分别使用截止频率为2 Hz、5 Hz、10 Hz和20 Hz四个阶段的低通巴特沃斯滤波器,采用多尺度的策略,从理论模型数据的低频分量开始反演,将低频分量的反演结果作为高频分量反演时的初始模型,然后依次反演数据的高频分量.理论模型数值试验反演所得到的结果证实:二维时间空间域弹性波全波形反演计算灵活,适用于各种观测系统,能够方便地对地震数据进行加时窗;二维时间空间域弹性波全波形反演所得纵波速度模型的分辨率最高,横波速度模型的分辨率次之,密度模型的分辨率稍微差些.     

利用谱元法计算SNREI地球的表面负荷变形

谱元法作为一种基于变分原理的数值方法,已经成为地球动力学数值模拟的重要手段.本文旨在对Martinec(2000)正演模拟表面负荷问题的谱-有限元方法进行改进.简单地介绍了谱元法计算负荷边值问题的相关理论,并推导了中性分层液体中的平衡方程以及其对应的弱形式解.在地球半径方向上,采取高阶样条函数作为负荷解的基函数,并利用高斯-勒让德方法进行数值积分.均质地球模型数值试验表明,相较于Martinec的方法,本文方法可以有效地加快数值解的收敛速度.最后,利用PREM模型计算了SNREI地球的负荷勒夫数.数值计算结果表明本文方法的收敛性和稳定性都非常好.本文方法获得的负荷勒夫数与采用传统龙格-库塔积分方法获得的结果相对误差在0.01%的量级.     

五桂山北麓断裂的重磁资料解释

通过对重力和航磁资料的处理,确认了五桂山北麓断裂的存在。在中山市城区等重点地段得到的地质、钻探、物探、形变与流动重力测量等资料也证实该断裂为一深大断裂,并且第四纪以来还具有一定的活动性。     

我国海洋外来生物入侵现状、监管问题及建议

外来生物入侵是指非本地生物(植物、动物和微生物)以自然或人为方式对本地生态系统、人类健康、物种多样性造成危害的现象。外来生物入侵不仅对本地生态系统和物种造成严重破坏,而且会对一个产业、一个地区的经济和社会稳定造成严重影响。文章就部分入侵面积和危害较大的海洋外来生物(包括互花米草、沙筛贝、尼罗罗非鱼、米氏凯伦藻、桃拉病毒)的入侵现状进行综述,并提出海洋外来生物入侵防控存在的主要问题及建议。     

中国城市市政基础设施水平影响因子及非均衡性——基于城市分层分析框架

采用因子分析、空间统计分析、总体差异指数及分解等方法,分析2006年、2011年、2016年中国36个重点城市,253个普通地级市和338个县级市的市政基础设施因子、非均衡性及与经济发展水平关系的演变情况.研究表明:①不同层级城市市政基础设施的因子、非均衡性、空间分布及演变情况既有共同点,也有不同点.②"十八大"以来,...     

多类型遥感影像在高原机场选址中的应用初探

针对西藏山高路险、气候恶劣、人车无法到达等特点,将遥感技术和三维可视化技术运用到工程地质勘探的前期工作中,虚拟了各个拟选机场场址的高精度三维遥感动态模型,完成了场区的构造地质、工程地质、环境地质的综合评价,为工程技术人员从宏观把握拟选机场场址的工程地质概况提供了最直接的资料,同时为宏观决策者(各级领导、工程负责人等)提供了很好的工程评价平台.     

AREM模式对0604、0605号台风的预报分析

卫星资料已大量应用于数值天气预报,占据了所用观测资料的主体并对数值天气预报效果的改善具有明显的作用.目前卫星资料的同化应用一方面在努力解决受地表辐射、云和降水影响的卫星观测资料的同化问题,以充分利用现有卫星资料并发挥其效能,同时发展适应伴随全球观测系统建立而带来大数量和多种类新类型卫星资料的同化应用.文章介绍了为满足卫星资料在数值天气预报中同化应用现状与发展而建立的两个卫星资料同化研究中心(JCSDA:Joint Center of Satellite Data Assimilation和NWP SAF:Satellite Applications Facility for Numerical Weather Prediction)的基本情况,并简要讨论我国数值天气预报中卫星资料同化应用.     

基于16S rRNA与COI基因40种石斑鱼亚科鱼类分子系统进化关系

本研究采集了分布在西太平洋的石斑鱼亚科10属共40种鱼类,采用PCR扩增及测序技术获得所有样品16S rRNA、COI基因部分序列,利用最大似然法构建系统进化树并分析。结果表明:40种鱼类COI基因为651 bp,编码227个氨基酸,16S rRNA基因同源序列566 bp,序列存在一定的碱基插入与缺失,各物种16S rRNA基因序列变异比COI要少,序列较为保守。构建的系统进化树上,在本研究的石斑鱼亚科10个属中,鳃棘鲈属分类地位最原始,位于进化树基部,6种鳃棘鲈能聚成一个单系;烟鲈属与九棘鲈属关系较近,两者聚为一支,侧牙鲈属的进化地位介于鳃棘鲈属与九棘鲈属之间;石斑鱼属的进化地位最高,位于进化树顶部,形成两个平行分支,但是石斑鱼属种类未能聚成一个单系;驼背鲈属、鸢鮨属、下美鮨属、光腭鲈属及宽额鲈属均未能形成独立分支,而是与石斑鱼属种类聚在一起,显示其与石斑鱼属有很近的亲缘关系,部分可能是石斑鱼属的特化类群。