计算机图像处理方法初探

该文采用了一咱应用局部拟合技术检测图像边缘的方法，其中的拟合函数是由两个一维三阶多基式的张量积构成，图像中的边缘定义为梯度方向上二阶导数的过零点。本文说明了：采用正交函数进行曲面拟合后的图像主其各阶偏导数均可用卷积完成，崦它又可分解为两次一维卷积，从而使计算量大大下降。该方法具有良好的噪音抑制特怀和边缘点位置较准确等特点。     

高精度迎风偏斜格式的比较与分析

利用一种具有任意阶精度的一般显式有限差分公式构造出高精度迎风偏斜格式，并利用 Fourier分析法评估了这些迎风偏斜格式的耗散误差与频散误差。结果表明，偶阶精度格式的数值相速度快于实际相速度，而奇阶精度格式的数值相速度慢于实际相速度。并且，偶阶精度格式的耗散误差与频散误差低于相邻的奇阶精度格式。为了检验这些格式的计算性能，在一维问题上进行了应用。首先，考虑恒定风场条件下的一维平流试验。主要选择两种不同的初始条件来评价数值格式的精度，这两种试验问题分别是高斯函数、方波函数。试验结果表明，随着数值格式精度的提高，数值格式的误差逐渐减小。而对于高于六阶精度的格式来说，改进的程度并不是很大。其次，应用各阶格式到具有两种不同初始条件的无粘Burgers方程。数值结果表明，随着数值格式阶数的增加，数值结果也得到了明显改进。而对于高于六阶精度的格式来说，进一步的变化并不明显。总之，在兼顾效率与精度条件下六阶迎风偏斜格式是最好的。     

格点模式中水平扩散的隐式公式

格点模式中水平扩散的隐式公式Ｇ．Ｊａｋｉｍｏｗ；Ｅ．Ｙａｋｉｍｉｗ；Ａ．Ｒｏｂｒｔ１引言数值预报发展的早期，人们总是在模式中考虑水平扩散，这是把扩散项作为滤波器来阻尼虚假的短波。这种方法一直沿用至今，尽管最近改进的模式（不含有扩散）能产生合理的平滑预...     

层结性对大气边界层风场的影响

本文在地转动量[1]近似下，采用与Agee[2]公式相近的分段常数来描述湍流粘性系数K及其一阶导数（湍流摩擦力所包含的两项和均得到考虑），求得了层结大气中的边界层风场分布和边界层顶垂直速度的解析表达式。计算结果表明；不稳定层结的K比稳定层结的大，且Ekman抽吸作用强；在边界层低层，不稳定层结的全风速比稳定层结的大，而在中层以上则相反。还有，摩擦力中的一阶导数项和二阶导数项量级相同，以往忽略一阶导数项的做法会导致在边界层低层，不稳定层结的全风速反而较小，这与事实不符。因而考虑一阶导数项将进一步完善边界层动力学的理论和应用。     

全球质量守恒准均匀经纬网格三次样条函数变换准拉格朗日积分方案与模拟个例

三次样条函数(样条格式)为二阶可导非线性格式,但样条格式线性部分是二阶导数中央差。本文在简谐波真解条件下,推导证明二阶导数中央差比一阶导数中央差的空间截断误差以及相速和群速误差均减少一倍。借鉴谱模式动力框架核心思想,高斯网格二维谱变换半隐式-半拉格朗日积分方案,研究准均匀经纬网格样条格式变换显式-准拉格朗日积分方案。引入原始大气运动方程,推导样条格式二阶时空离散准拉格朗日预报方程通式,得出静力守恒气压、气温预报方程,在经纬网格基础上,设计两种基本准均匀经纬网格,通过对压、温、湿、风及广义牛顿力(加速度)场做"经纬网格-准均匀经纬网格"三次样条函数变换,求得"水平双三次曲面+垂直三次样条"拟合上游点三次运动路径,用"匀加速"变率预报风场,进而求得一个时间步长平均"静力平流"三维位移散度场,并用它预报气压场增压和气温场绝热增温,从而实现全球静力质量守恒经纬网格三次样条函数变换显式-准拉格朗日积分方案,经初步积分试验,证明上述动力框架是可行的。     

高阶Runge-Kutta-Li算法对二维线性平流方程的计算检验

利用高阶Li空间微分方案(Li, 2005),实现了时间积分为3～6阶Runge-Kutta-Li(RKL)格式的求解算法。二维线性平流方程的试验结果表明:在计算稳定的条件下,各阶算法的计算误差随时间的推移基本上是线性增加的。非转动背景场的平流算例中（高斯型的初值）,高阶RKL算法可以取得较好的计算效果。与3、4、5、6阶RK算法配合的Li空间差分方案有效阶数可以达到5、7、9、10阶。RK 算法的阶数为5（6）阶时,总误差控制在10-7（10-8）以内。随RK阶数增加Li微分的有效阶数有增加趋势,且总误差逐渐减小。定常转速的背景场算例中（偏心的高斯型初值）,当RK阶数为3时,最优空间差分阶数为10;相应的阶数为4、5、6时对应的空间最优阶为16,22,22,总计算误差可以控制在10-15～10-16。随着精度的提高,误差的绝对值减小很迅速,说明算法是非常有效的。对于圆锥型初值（定常转速的背景场）,4、5、6阶RK算法和3阶算法的效果差不多。高阶算法对此类具有导数不连续点的算例,效果不如高斯初始场好,结果不能保持正定,有些地方误差出现下冲和上翘。随着空间差分精度的提高,非正定的解数量和数值减小,误差的绝对值减小,说明了算法在一定程度上是有效的,但并不适合追求极高的算法阶数。这与谱方法中的导数不连续问题有些相似,误差的产生主要源于导数的不连续性,差分类方法仅能获得与导数连续性阶数相当的算法精度。各种算例中,采用恰当的边界条件是必要的,例如旋转背景场算例,比较适合使用无穷远边界条件,否则会出现计算不稳定或无法将计算误差控制到较小的范围内。     

旋转式风敏元件的动特性

一、前言 在不稳定的气流中,旋转式风敏元件的工作情况,可以用它们的动特性来表征。这一特性决定着叶轮对气流速度任何变化的反应,以及风速瞬时值和平均值的测量误差。就其动特性来说,风杯式和螺旋桨式叶轮属于非周期性环节,即一阶动力学系统,其反应仅仅取决于输入信号(风速)的形式和输出信号(仪表示值)的一次导数。 从数学上说,一阶动力学系统可以用一阶微分方程式来描述     

关于计算不规则网点、矩形、正方形网点偏导数的一种统一格式

本文基于广义导数,推演了一种计算平面不规则网点和矩形、正方形网点偏导数的一种统一格式。使用前者,我们可无需客观分析而直接从测站要素的测值计算其变化率(导数),以及诸如测站的涡、散度等量。 同时,为避免应用上述一般格式而过份削弱主要的气象波,我们在一种高度场客观分析方法的基础上,混合使用测风和高度值,循此方法讨论了一种计算上述诸网点高度场各偏导数的格式。 这样,不规则网点、矩形和正方形网点就有了一个统一的计算其上各要素变化率的格式。这对数值预告方法的探讨以及混合使用,三角形、正方形、矩形网格等方面,都可能是有益的。     

Runge-Kutta算法与Li差分法不同阶数配合对计算精度影响研究

为了充分发挥高阶Li空间微分方案（Li, 2005）的优点,实现了时间积分为2~6阶Runge-Kutta（简称RK）格式的偏微分方程求解算法（简称RKL算法）。然后通过多组数值试验,研究了时间积分阶数对计算误差的影响。线性平流方程的试验结果表明对于方波函数型初值,2、4、5和6阶RK算法能获得和3阶精度差不多的结果,而对于高斯函数型的初值,高阶RKL算法可以取得较好的计算效果。RK为5（6）阶时,对应的Li微分阶数可达9（10）阶,总误差控制在10-7（10-8）以内。随RK阶数增加Li微分有效阶数有增加的趋势,而总误差在逐渐减小。计算非线性无粘Burgers方程时,RKL算法能否获得好的计算结果,除了受初始场形式的影响,还与计算的目标时刻有关。当目标时刻解的各阶导数连续（且未出现无穷大数值时）,高阶（RK为4~6阶）算法是有效的;若出现了导数间断、或导数为无穷大,就会碰到冲击波解类型的问题,此时高阶RK算法也无法获得很高精度的数值解。此非线性的算例中,Li微分阶数仍然随RK阶数增加而增加,但增加的趋势不是线性的,具体变化关系可以通过实验结果拟合而获得。研究发现时间积分方案阶数大于3之后,对应的最优空间差分精度阶数可以比6阶提高很多,这再次证明了以前研究中6阶以上空间差分格式对结果无改进的现象,是由于没有使用足够高精度的时间积分方案引起的。相比于Taylor-Li（Wang,2017）算法,5~6阶的RK方法编程和实现简单,计算结果的精度比3阶算法要提高很多,因此,它是一种能够对复杂方程适用的简易高阶算法方案,具有一定的实用价值。     

平流方程的数值研究

二维平流方程分别用二阶差分方案、四阶差分方案、一维三次样条函数方案及谱导数方案(假谱方案)进行长时间的数值积分,其中风场是给定的均匀旋转风场或形变风场,并分别以不同大小的圆锥状的物理量分布作为初值。数值试验的结果表明,谱导数方案的精度最高,没有位相误差;其次是一维三次样条函数方案;再其次是四阶差分方案;二阶差分方案的精度最差,畸变严重,位相误差大。 对上述四种方案给出用权重系数形式表示的统一的导数计算公式,看到高精度的导数计算公式是非局地性的。     

蒸发量的计算及其动态变化特征分析

应用彭曼公式对蒸发量进行了气候学计算，并对近40a灯塔站蒸发量的动态变化趋势进行了年和生长季等不同时段的分布规律分析，以便为农业水分分析、农业气候影响评价、作物水分平衡等提供气候依据。     

利用地表温度推求日射总量

利用都昌蒸发实验站１９８０－１９８８年日射观测资料，建立计算时段分别为月，旬，日的日射总量与表面地温经验公式，检验结果表明，其拟合效果较好，可供生产中参考。     

经验公式在最低气温预报中的应用

经验公式在最低气温预报中的应用戴有学，秦爱民（临汾地区气象局０４１０００）最低气温预报是日常气象要素预报中的重要项目之一。我们使用经验公式￣［１］制作了１９９１年～１９９３年最低气温预报方法，并用平均绝对误差对该方法进行评价，结果表明该方法预报最低气...     

微分中值定理的进一步推广

微分中值定理是导数应用的基础，一般数学分析教材中给出了一元函数的3大微分中值定理，即罗尔定理、拉格朗日中值定理和柯西中值定理。本文进一步推广高维空间中的微分中值定理，给出3大微分定理在高维空间中的统一形式。下面是本文要用的几个符号。     

与其导数具有分担值的全纯函数的正规族

证明了一个区域上的全纯函数族是正规的。如果任意的两人相互判别的有限非零值为族中任意函数及其一阶导数在该区域中的ＣＭ分担值 。     

暴雨强度公式的图解法

对１９６３－１９８７年４－１０月降水量自记记录进行分析，从中每年挑选４次高强度降水，通过降水资料的频率调整用图解法编制暴雨强度公式。     

李雅普诺夫不稳定性与暴雨发生的关系

用李雅普诺夫稳定性理论第二方法的概念，找出一个与大气扰动微分方程组有关的李雅普诺夫函数δ￣２Ｓ，用δ￣２Ｓ与其导数乘积的符号确定系统的稳定性，诊断暴雨落区和强度。在１９９３年６～８月暴雨预报试验中，三峡地区发生８次暴雨过程，报出５次。     

分担值与全纯函数的正规族

证明了一个区域上的全纯函数族是正规的,如果任意两个相互判别的有限非零复数为族中任意函数及其一阶导数在该区域中的 Ｉ Ｍ 分担值。     

基于免疫进化算法优化的灾情评估指数公式及效果检验

在分析灾情评估指标特征的基础上,提出了一种适用于多指标的灾情评估普适公式;对不同的评估指标及其分级标准,用免疫进化算法对公式中参数进行优化,得到对不同灾情评估指标及评价标准适用的指数公式。公式用于我国部分省市和地区的多种自然灾害的灾度评价,评价结果比较符合实际。该公式具有可比性、普适性和简单实用的特点。     

1991年江淮暴雨期地气通量与混合层结构的研究

本文用１９９１年５—７月江淮及其北部地区的地面与高空资料根据３种不同的整体公式对地表通量（动量、感热和潜热通量）进行了估算，并对混合层结构进行了研究，揭示出这次持续性特大暴雨中陆面过程的一些特征，主要结果如下：１．地表通量依赖于大气稳定度，稳定度越强，地表通量越小。不稳定状况下平均地表动量通量为０．０１５４Ｎ／ｍ２，向上的感热和潜热平均值分别为２５．７Ｗ／ｍ２和１３２．３Ｗ／ｍ２；稳定状况下，地表动量通量为０．００６Ｎ／ｍ２，感热和潜热通量平均是向下输送的，分别为－１．５Ｗ／ｍ２和２．５Ｗ／ｍ２。２．地表通量与降水过程密切有关。雨期的动量通量略小于非雨期，而雨期的感热与潜热通量明显小于非雨期，雨量越大，这两种通量愈小。３．地表通量具有明显日变化。动量、感热和潜热通量的最大值出现在下午２时左右，最小值出现在凌晨２时左右。４．混合层与雨期关系密切，雨期的混合层高度较非雨期低，这时地表感热和潜热通量小；而非雨期情况相反