滑坡演化的非线性动力学与突变分析

基于对任-连续函数, 至少在较小的邻域内可以用多项式任意逼近的数学理论, 运用改进的Backus广义线性反演理论, 以斜坡位移时间序列为基础, 反演建立了斜坡演化的非线性动力学模型。并利用自治梯度系统与突变模型的等价性, 通过变量代换得到标准的尖点突变模型。以黄茨及卧龙寺滑坡为例对滑坡的发展孕育过程进行分析, 结果表明:该非线性动力学模型不仅预测效果十分理想, 而且具有较高的自我调整适应能力; 斜坡临滑前都以突变特征值D的突降至零为前兆特征, 可作为-个具有物理意义的前兆指标。     

论大气环流的季节划分和季节突变 Ⅰ:概念和方法

本工作系列讨论大气环流的季节划分和季节突变问题.本文是第一篇,提出普适的概念、理论和方法,使大气环流和其他气候场的季节划分和季节突变定义建立在客观定量的基础之上.首先用两个场的相关系数R作为其相似性度量,也可以用归范化的两个场之差的根方值d作为差异性的度量.当存在着冬、夏季的典型场F_n和F_s时,取任何时刻t函数F与F~*≡(F_w+F_s)/2之差F~'作为变量场,则其与F~'_w≡F_w-F~*的相关系数R_w(t)及标准根方差d_w(t)可以作为F与其冬季典型的相似性或差异性度量.R_w与d_w~2之间有一定关系,一般只研究R_w即可.(1)可以定义冬季对应于1≥R_w(t)>0.5,夏季为-1≤R_w(t)<-0.5,过渡季节为-0.5突变性度量.当有理想突变时,τ_w=0,1-τ_w/T_w=1;当季节变化为简谐函数给出时,有1-τ_W/T_w=1/2;而当过渡为缓慢的,就有1-τ_w/T_w《1/2,例如当τ_w=T_w时有1-τ_w/T_w=0.(3)个别年份的季节强度只能由R_w(t)[||F~'||/||F_w~'||]来度量,其中F_w为长期气候平均的典型冬季场.此外,当没有确定的典型函数场时,只能计算函数时间变化系列的滞后相关R_τ(t)和滞后离差d_τ(f),其中τ为时间间隔,由此可定义出持续性和突     

基于熵值法和突变级数法的泥石流易损度评价

泥石流易损度（危害性）评价是泥石流风险评估的重要组成部分.结合熵值法和突变理论的泥石流易损度评价方法，采用客观的熵值法判断指标间相对重要程度，利用突变级数法计算突变级数值进行评价，方法理论基础牢固且避免了确定指标权重值的弊端.以吉林省和龙市地质灾害调查与区划中的10条泥石流易损度评价实例进行验证，结果表明：数据获取、标准化和评价过程简便，易损度等级以轻度和中度为主的评价结果符合实际情况，该方法经过完善指标体系后可更加合理地应用于实际工作中.因此，基于熵值法和突变理论的泥石流易损度评价方法是可行的、可靠的.     

中国、北半球和全球的气温突变分析及其趋势预测研究

本文采用均值差异假设检验研究了中国、北半球和全球气温历史序列的突变现象。分析表明，中国气温从本世纪以来，在４０年代末扣年代初曾出现一次由暖到冷的突变。北半球和全球均曾在１９世纪末和本世纪２０年代发生了突变现象。功率谱分析表明，气温的突变指数曲线具有明显的周期性。一系列比较研究证明，按照分析出的突变点将气温序列分段建模，无论数值误差还是变化趋势，效果均优于整段序列的模型。所以，对未来气温变化趋势作预测，应首先搞清楚未来会处在怎样的气候阶段中，会不会出现突变。研究表明，本文叙述的均生函数累加延拓的时序建模方案，对气温序列有很好的拟合和预测效果。     

突变理论在工程地质中的应用

本文说明了突变理论应用于工程地质中的一般方法。着重通过实例介绍尖点突变理论在工程地质中的应用现状,其中包括用突变理论评价层状结构斜坡、地下洞室的顶板冒落及活断层的稳定性,以及斜坡失稳的时间预报等问题。同时对其应用前景作了展望。     

和田市近40年蒸发量的变化特征

利用和田市气象站1961-2000年20cm口径蒸发量资料，对蒸发量的年、季、月变化趋势、年代际变化特征、突变和周期等气候变化作了较全面分析。结果表明：40年来各季、月蒸发量呈现不同程度的上升趋势，年蒸发量以48．52mm／10a的倾向率增多，偏多趋势主要表现在春季、秋季，其中5月份蒸发量偏多趋势最明显。年蒸发量在20世纪60年代为相对偏少期，80年代为相对偏多期。采用累积距平曲线和标准Morlet小波方法对年总蒸发量进行突变检验和周期分析表明，年蒸发量在1978年发生一次突变，蒸发量变化具有4～6年、11年和22年左右的年周期变化。     

天山公路沿线年降水量分布特征及其变化趋势

以天山公路沿线9个气象水文站1956～2005年年降水量资料为依据,采用均值统计参数和线性方程分析了天山公路沿线年降水量分布特征以及变化趋势,在此基础上,应用小波分析方法对天山公路沿线各桩号代表站年降水量做周期分析,结果表明:天山公路沿线多数路段的年降水时间序列包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,具有10～17a、8～9a以及5a以下的周期变化,10～30a时间尺度突变点多出现于20世纪80年代熏     

气候变化与北疆北部2000年特大雪灾的必然性及预测

利用1960～2003年新疆阿勒泰地区7测站及塔城地区北部5测站当年11月至次年1月,44a气温、降水资料,研究了北疆北部冬季气候变化特征,解释了2000年该地区冬季特大雪灾极端气候事件出现的必然性,最后探讨了该地区冬季降水的预测问题;并得出一点很有意义的结论:在气候增暖、增湿背景下,特大雪灾也是可以预报的。     

黄河兰州以上气候要素长期变化趋势和突变特征分析

采用1960—2001年黄河流域兰州以上地区23个气象台站的气温、降水、日照时数和蒸发量4个气候要素的资料,分析了42年来兰州以上地区的气候变化和发展趋势。用非参数统计检验方法(Mann-Kendall法)分析了气候变化的长期变化趋势。结果表明,42年来全区平均变暖0.76℃,降水量、日照时数和蒸发量平均减少了17.89 mm,125.6 h和161.3 mm;用距平曲线法分析了气候变化的阶段性特征;用滑动T检验法(MTT法)、Ya-mamoto法和Mann-Kendall法对5年滑动平均的区域季节和年时间序列进行突变检测,讨论了黄河流域兰州以上地区的气候变化问题。MTT法的检测结果表明,气温、降水量和日照时数分别在20世纪80年代的末期、中期和初期发生了突变,蒸发量除了发生在80年代的突变外,90年代也有一次超过0.01显著性水平的突变;Yamamoto法检测结果表明,20世纪80年代的气候突变最为明显,1981年春季蒸发量和1985年的年气温均出现了强突变,年蒸发量突变的S/N值的位相明显提前于其他3个气候要素突变S/N值的位相;Mann-Kendall法检测结果表明,各气候要素年和季的突变年份中,气温主要发生在20世纪90年代,蒸发量主要发生在20世纪60年代,日照时数主要发生在20世纪80年代。这一事实也说明检测方法不同,评价结果会存在一定差异。     

数值预报产品在一次强天气过程中的应用

通过实况场分析表明：能量的积累和住势不稳定层结的建立是产生本次过程的基础，低空急流为本次过程提供了有利的动力条件，而水汽条件的突变、上升是产生本次过程的根本原因。将上述结论和具有预报时效的数值预报释用产品进行对比分析，结果表明，在连续几日数值预报比较稳定的情况下，形势场、要素场、变量场可信度高，可以作为预报的重要依据。数值预报要素场的突变是产生转折性天气的先兆条件之一。