变分同化框架通过背景误差协方差构建动力平衡约束的研究进展

通过背景误差协方差构建动力平衡约束是变分同化框架设计的重要环节。它不仅帮助实现变量间的协同分析,提高观测使用效率,还能改善变分极小化问题的性状。本文在系统梳理通过背景误差协方差引入动力平衡约束的方式、流程的基础上,对求解目前全球和有限区域变分同化系统普遍采用的准地转平衡和静力平衡约束的共性问题和存在的不足作了归纳总结。分析了求解准地转平衡约束的三类方案:动力平衡方程方案、统计方案和动力-统计相结合方案的优缺点。对照比较了不同垂直离散方案下求解静力平衡约束时遇到的欠定问题的表现以及解决途径。最后,展望了基于背景误差协方差构建动力平衡约束在赤道等特殊地区、高分辨率同化系统、以及集合-变分混合同化系统发展中面临的挑战和机遇。     

多普勒雷达观测在北京7.21暴雨数值模拟中的三维变分同化研究

基于背景误差的特征长度理论,研究调整背景误差水平分辨率对多普勒雷达资料三维变分同化的影响。首先利用NMC方法针对暴雨落区统计不同水平分辨率的背景误差协方差,分析两种不同分辨率的背景误差的结构特征,研究水平分辨率对背景误差特征长度的影响。将其应用于雷达资料同化中,研究背景误差水平分辨率变化对雷达资料同化的影响。结果表明:背景误差水平分辨率由27 km提高到3 km时,在大气低层体现出更细致的动力场信息,其动力场水平特征长度按水平分辨率的二次根递减,而温度场与水汽场水平特征长度变化不明显。在将不同分辨率的背景误差用于三维变分同化时,更高分辨率的背景误差可以在分析场增量中体现更细致的中小尺度信息,能够明显改善雷达径向速度资料同化效果,并在随后的暴雨数值模拟中雨量及其分布形态更接近实况。     

黔西北含自然铜矿石样品加工方法研究

通过对黔西北某地含自然铜矿石样品加工过程中的分级、缩分及均匀性试验,确定样品经粗碎、中碎后,过1 mm筛(筛上物检测Cu,参与以后计算),筛下物混匀缩分(K=0.5),采用棒磨细碎,过160目筛(筛上物检测Cu,参与以后计算),筛下物混匀的加工流程是可行的,其经济性、可靠性、准确性能满足该矿区地质工作的实际需要。     

单个油包裹体和微区沥青显微红外光谱分峰拟合技术及应用

针对单个油包裹体和储层沥青等结构复杂样品傅里叶变换显微红外光谱吸收峰严重重叠的问题,基于高斯、洛伦茨函数或其组合(高斯-洛伦茨)模型理论,采用显微红外分峰拟合技术,对塔中北坡顺托果勒地区单个油包裹体成熟度和储层沥青成因进行了系统分析,并取得了4点认识:(1) 通过与Pironon对合成油包裹体的峰位坐标区域化划分吸收峰对比,认为分峰拟合技术更为真实地反映各子峰的面积,而且能够识别重叠区“隐蔽”的吸收峰,有助于准确判别有机质的结构组成;(2) 高斯、洛伦茨函数或其组合(高斯-洛伦茨)模型拟合子峰时,高斯-洛伦茨函数分布拟合的吸收峰与实测光谱吻合度较高,噪音目标越低拟合效果越好,但计算耗时越长,故优选噪音目标在1~10高斯-洛伦茨函数分布拟合各子峰;(3) 结合流体包裹体系统分析和均一温度-埋藏史投影法,单个油包裹体显微红外参数(CH_2a/CH_3a、X_inc、X_std等)揭示塔中北坡顺托果勒地区存在3期油充注,分别为加里东晚期、晚海西期和喜山期;(4) 显微红外光谱定量化分析是研究储层沥青多成因化和多期次油气充注叠加作用的有效手段,分析结果说明塔中北坡顺托果勒地区储层沥青经历了生物降解、氧化降解和水洗淋滤作用.      

基于层次分析法的德州地面沉降易发区的可拓学划分应用

基于物元模型的可拓学理论分析,提出华北平原德州地面沉降易发区的可拓学划分方法。利用地面沉降易发性分级、分类标准和影响因子分析,构造出经典域物元和节域物元,应用物元和可拓集合中的关联函数,建立了易发性等级综合评判的可拓评价模型,通过基于层次分析法的可拓学评价分析,采用正方形等间距(2km×2km)剖分了135个网格,再将剖分单元转化成面元,经过等值差分,得到了地面沉降易发区划结果。计算结果显示,可拓学方法能够实现定量化、多因子评价地面沉降易发性等级问题,从而科学合理地指导地面沉降综合分区防治。     

顾及高影响力要素的矢量地图质量评价方法

针对目前矢量地图质量多级模糊综合评价中使用的传统模糊评价算子易失效且准确性低的问题,提出了一种基于高影响力评价算子HEEO的矢量地图质量多级模糊综合评价方法。以包含国界要素的地图为例,制定了涉及国界要素的矢量地图质量评价指标体系;并依据相关地图审核标准制定了地图质量等级,利用HEEO较好地解决了传统模糊评价算子失效以及评价不准确的问题,准确给出了包含国界要素的矢量地图质量评价;最后运用HEEO分析6组地图数据质量。评价结果显示,HEEO有优于传统算子的评价能力,验证了HEEO的有效性。     

一种稠稀矢量瓦片的构建方法

针对矢量瓦片之间的数据不均衡影响浏览器加载与渲染效率的问题,提出了一种顾及矢量数据空间分布的矢量瓦片构建算法。首先利用平衡树的思想进行数据分割;其次构建顾及要素空间分布的稠稀瓦片并对瓦片进行编号;然后构建四维Kd树索引模型;最后开展稠稀矢量瓦片构建与可视化对比试验。试验表明,与传统格网矢量瓦片相比,稠稀矢量瓦片之间的数据量标准差较低,具有瓦片数据均衡性好、响应时间快、加载效率高等优点。     

像素级与对象级结合的变化检测方法

提出一种像素级与对象级结合的变化检测方法。通过像素级的主成分分析法获得代表差异信息的主成分影像;再用多尺度分割算法分割主成分影像,得到最终的变化检测结果。最后利用landsat影像进行实验,不仅可以有效抑制由误差造成的伪变化,同时提取的变化区域更加完整。     

西昆仑山古近纪隆升变形：时间、证据和争论

西昆仑山新生代隆升变形过程对于中亚的地貌与水系演化、资源和能源矿产分布、气候及环境变迁等都具有重要的影响,然而至今尚没有形成统一的认识。西昆仑山新生代初始隆升与变形的时间存在三种不同观点,分别为古新世、中—晚始新世、渐新世末期—中新世早期。本文通过对塔西南地区地层学、沉积学、物源分析和热年代学的研究综述,详细讨论了西昆仑山古新世、中—晚始新世隆升变形的时间、证据、解释和争议。在此基础上,确定了西昆仑山在古新世发生了隆升变形,中—晚始新世是新生代变形中的一个加速节点。这两期隆升变形分别对应于印度—亚洲大陆初始碰撞、新特提斯洋俯冲板片断离的远程响应,反映了印度板块向北的碰撞拼贴与持续挤压的过程。     

华南上泥盆统法门阶哲杜斯贝动物群的埋藏学和居群动力学特征*

哲杜斯贝是一种以高丰度和低物种分异度为显著特征、在全球广泛独立分布的小嘴贝类。笔者对华南台地相和台间盆地相5个含哲杜斯贝类上泥盆统剖面进行沉积环境和埋藏特征研究,确定华南哲杜斯贝类的原生沉积环境为台地的正常浅水,这与美国和摩洛哥生长在冷泉环境中的哲杜斯贝不同,表明其既可在浅海环境中生长,也可以在冷泉环境中生长,具有较强的生态可塑性。台地相(原地埋藏)的3个哲杜斯贝种群具有以下特征:(1)均呈现出壳体呈层状紧密堆积、集群生长特点,丰度极高,并且有相当数量的个体呈现出由于拥挤生长而导致的壳体生长畸形现象;(2)缺乏其他底栖后生生物,显示了极低的生物多样性;(3)壳体大小—频率分布和生存曲线揭示了3个哲杜斯贝种群都具有非常低的幼年期死亡率特点,同时同一介壳层内哲杜斯贝个体大小均一,表明绝大多数的个体能够达到或接近自然寿命后死亡。上述证据表明,哲杜斯贝具有密集群居生活的习性,其生活在一个独特的、不适合其他后生底栖生物生存的环境。