EXPERIMENT WITH ONE DIMENSIONAL DATA FOR REPRODUCTION OF ATTRACTOR STRUCTURE IN N-DIMENSIONAL SYSTEM

Illustrated with the Rossler and Lorenz systems, the topological structure is reproduced using univariable temporal series. The study shows that there are a number of principal vectors reproduced withone-dimensional temporal series,which reflect from a certain aspect the topological structure for the system attractors.     

自适应多分辨数据滤波器及其在我国气候诊断中的应用

本文以小波分析的多分辨分析理论为基础，建立了一个自适应的多分辨数据滤波器。该滤波器不仅具有传统方法所不具有的局部化、多层次、多分辨的优点，而且对于突变点的判断也象M-K方法一样的精确。此外，该滤波器还具有可以同时判别多个突变点而不改变原时间序列的大尺度结构的优点。本文的应用表明:中国近百年来的气温变化主要经历了三个持续近30年的冷暖交替，它们分别是1919年以前的偏冷期；1920年至1954年的偏暖期和1955年至1986年的偏冷期。对应于这种较大时间尺度的气候演变，中国的气温变化表现出了十分明显的突变特性，其冷暖交替的突变点分别发生在1920年、1955年和1987年。对应于较小时间尺度的气候演变来说，中国近百年来的气温变化则增加了更多冷暖交替的层次结构和突变点。云南近百年来的气温变化与中国的气温变化是基本一致的，但与北半球和全球的气温变化并不完全一致，其中最主要的差异是北半球和全球的气温变化在1955年至1978年是一个极弱的偏冷期，1979年发生明显增暖的突变，而云南和中国的气温变化在1955年至1986年则是一个极强的偏冷期，从1987年开始才出现明显增暖的突变。     

基于动力反演方法的亚洲季风机制探讨

为探求董哥洞石笋δ18O值所指示的亚洲季风的驱动机制,用非线性动力反演的方法建立亚洲季风的动力方程。研究发现:董哥洞石笋δ18O值所指示的季风为印度季风,印度季风系统是由南极温度和其他驱动因子共同驱动的复杂非线性动力系统;太阳活动、北极温度和青藏高原温度对印度季风起稳定作用,太阳活动越强烈,稳定作用越弱;北极温度和青藏高原温度越高,稳定作用越弱;印度季风背景值对下一刻印度季风起稳定作用,且强度越大,稳定作用也就越强。     

近千年东亚季风变化统计动力反演与驱动机制研究

利用观测数据和非线性统计-动力学方法,构建了东亚季风变化的动力方程。量化了单因子强迫及各因子间相互作用在东亚季风演化中的相对贡献率,为东亚季风驱动机制研究提供了量化参考。研究发现:（1）过去千年东亚季风是多种因子共同作用下的复杂非线性动力系统。有些因子以起驱动作用为主,则有些以反馈调节作用为主,因子间交互作用与东亚季风演化存在耦合效应机制。（2）季风的驱动力主要来源于副热带太平洋海表温度、青藏高原动力热力强迫、CO₂和N₂O交叉项、太阳辐射和N₂O交叉项、CO₂与CH₄交叉项等的耦合作用机制;调节作用主要是石笋δ18O指代的地理位置、单因子CO₂浓度、太阳辐射变化、CH₄与N₂O交叉项、太阳辐射与ENSO交叉项等的耦合作用机制。温室气体（CO₂、CH₄与N₂O）浓度对东亚季风演化的驱动与调节作用贡献较大。（3）通过动力反演机制推论副热带太平洋和热带西太平洋对东亚季风均有驱动作用,但主要驱动力来自副热带太平洋,即驱动东亚季风变化的主源地在副热带太平洋海区,次源地在热带西太平洋海区。（4）由海-陆温差对季风演变贡献大小推测石笋δ18O指代的也主要是夏季风信息。      

基于灰色关联模型对江苏省PM2.5浓度影响因素的分析

采用克里金插值法分析2014年江苏省PM_2.5浓度空间分布特征,运用灰色关联模型计算PM_2.5浓度与影响因素间关联度,分析主要影响指标因子与PM_2.5浓度空间分布的相互关系。结果显示：① 江苏省PM_2.5浓度具有沿海低、内陆高,南部高、北部低的空间分布特征;② PM_2.5污染来源指标层的权重值最大（w_i = 0.4691）,空气质量与气象要素指标层的权重稍大（w_i = 0.2866）,城市化与产业结构层的权重值最小（w_i = 0.2453）;③ 在27个指标因子中,与PM_2.5浓度关联度为中度的仅有公路客运量、房屋建筑施工面积、园林绿地面积、人口密度等4个指标因子,PM_2.5与其余指标因子均呈强度相关联,其中与PM₁₀、O₃、降雨量、公路货运总量、地区工业总产值和第二产业占地区生产总值比重等指标的关联度较高;④ PM_2.5污染源指标层与PM_2.5浓度关联度值较大的城市分别是南京、无锡、常州、南通、泰州市;城市化与产业结构指标层与PM_2.5浓度关联度值较大的城市分别是徐州、苏州、盐城、常州市;空气质量与气象要素指标层与PM_2.5浓度关联度值较大的城市分别是盐城、扬州、常州、南通市。综合分析可知,影响指标因子关联度值与PM_2.5浓度空间分布有较好相关性。研究表明,灰色关联模型可有效分析影响PM_2.5浓度的主要因素,能对PM_2.5浓度影响指标进行定量分析与评价。     

基于EMD分析的山东省土地承载力的动力学预测

利用经验模态分解(EMD)方法对1949年以来山东省耕地变化和粮食生产波动的周期进行分解,运用动力学建模方法对山东省未来20年耕地数量和粮食产量进行数值模拟和预测。结果表明:山东省粮食生产存在 3.5、7.5、10和20年左右的4个周期;山东省耕地面积存在9、12、35和57年左右的4个周期。山东省粮食生产量呈上升趋势,由于粮食种植占用土地比重过大,易引发生态问题。调整农业种植结构,缩减粮食种植比重,易引发粮食安全问题。     

中国耕地保有量的动力预测模型及对策

围绕如何确保2010年1.2×10⁸ hm²的耕地保有量,运用经验模态分解方法分析中国耕地保有量的趋势作为建模依据,构建了中国耕地保有量的动力预测模型,并对中国耕地保有总量现状进行了分析和预测。从建设占用、耕地补充、生态退耕、农业结构调整和灾害损毁五个方面进行单要素分析,在数值模拟的基础上提出高、中、低三种方案,研究结果表明:只有在各方面严格把守的前提下,才有可能实现目标保有量,并且科学的确定生态退耕的数量具有关键意义。     

内蒙古羊草草原优势物种生产力对气候变化响应的动态模拟

气候变暖影响植物生产力,进而影响群落的结构和演化。本文提出在不同的温度年变化率条件下内蒙古锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原主要物种演化的动力学模型,模拟了近几十年来4个主要物种羊草、大针茅、变蒿和西伯利亚羽茅的地上初级生产力对气候变暖的响应过程。模拟和预测结果表明,在气温升高幅度不大的情况下,这4个物种的优势顺序不会发生改变,当温度年变化率高于0.06℃时,竞争能力相近物种的优势顺序发生了转换,即第一、三奇数优势物种羊草和变蒿退化为第二、四偶数优势物种,原来的偶数优势物种第二、四大针茅和西伯利亚羽茅进化为第一、第三奇数优势物种,出现的物种优势顺序为大针茅、羊草、西伯利亚羽茅和变蒿。如果温度年变化率达到0.17℃,物种的强弱顺序将重新组合,变为大针茅、西伯利亚羽茅、羊草和变蒿。现有的观测资料初步验证了这种变化的可能性。研究结果为该区羊草草原群落动态预测和草原管理提供依据。     

海冰-海温非线性耦合系统的研究

对Ｓａｌｔｚｍａｎ模式进行了两个方面的改进试验：（１）引入气溶胶非线性参数方案并提高模式阶次;（２）在改进（１）的基础上,对Ｓａｌｔｚｍａｎ模式的云反馈机制再进行修正。定态解析解表明,改进试验（１）,（２）均克服了Ｓａｌｔｚｍａｎ模式中海温二个平衡态仅相差０．００１２Ｋ这一严重缺陷。数值模拟表明,系统存在二个平衡态,而当气溶胶光学厚度增大时,两极的冰冻面积将以指数形式增大。     

区域经济和环境对新兴城市影响的模拟

在参考现代经济增长模型、Logistic模式基础上,建立了资源和投资环境约束下的区域经济发展动力模式,有关模拟研究表明：(1) 影响新兴城市 (区域) 劳动力规模的主要因子是区域资源对人口的承载力和劳动力的实际增长率,前者决定了区域 (城市) 劳动力的规模,后者则决定了城市 (区域) 增长的速度。而且承载力对平衡态区域劳动力规模的影响以及实际劳动力增长率对区域增长速度的影响都是线性的;(2) 改善新兴城市的投资环境,使其比临近区域 (城市) 的投资环境更优越,该新兴城市 (区域) 的经济规模就将迅速发展。反之,如果该新兴城市 (区域) 的投资环境比临近区域 (城市) 的投资环境差,则该城市的经济规模将受极大的限制而无法做大。