融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据, 利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron, MLP)建立南海海域(108°E—121°E, 6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先, 将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据, 将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据, 训练MLP神经网络模型, 训练结束时决定系数R²为99%, 平均绝对误差MAE为39.33 m.然后, 将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中, 可得格网正中心点处的预测海深值.最后, 根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比, 其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时, 为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度, 本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得: MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度, 更能反应海底地形的变化趋势.

     

IDM模型分析及其影响力改进算法

影响力传播模型IDM用于挖掘和分析BBS上观点领袖以及热门话题,它主要以影响力作为衡量标准。通过简化影响力运算法则,对IDM模型进行改进,使其更加直观。此改进后的IDM模型可运用到社会网络中,能更深刻的揭示出社会网络中各通信个体间的相互影响和距离,从而更好地了解和研究社会网络。     

两类ENSO对我国华南地区冬季降水的不同影响

El Nino Modoki是近年发现的赤道太平洋海温异常分布的新特征,主要表现为热带太平洋海温异常为纬向"三极型"分布,与传统的El Nino的"偶极型"分布显著不同。本文利用1979～2010年冬季降水观测资料以及NCEP/NCAR再分析月平均资料,分析了El Nino和El Nino Modoki对我国华南地区冬季降水的不同影响。结果表明,El Nino年冬季,西太平洋副热带高压偏强偏南,我国华南地区受其西侧异常西南风影响,获得充足的水汽供应。另外,高层抽吸作用增强,上升运动加强,对流发展,降水偏多;而El Nino Modoki年冬季,西太平洋副热带高压位置偏北,我国华南地区受高压脊控制。华南地区高层抽吸作用减弱,上升运动减弱,对流减弱,并且水汽供应不足,导致降水偏少。     

一次东北冷涡过程的宏微观物理特征分析

利用2019年5月20日机载DMT和SPEC粒子测量系统获取的飞机云微物理探测资料,结合高空、地面、卫星云图产品等常规气象数据,分析了东北冷涡在发展成熟期的云宏微观结构特征。结果表明:飞机探测区域为冷性层积混合云,云水充沛。云粒子探头(CDP)和二维云粒子图像探头(CIP)探测到的最大粒子数浓度分别为362.10cm-3、191.08L-1,液态含水量变化范围为0~0.88g/m3;CDP粒子谱呈指数型下降,谱宽较窄;CIP粒子谱呈双峰结构。云粒子图像探测仪CPI表明,层积云上部主要为冰雪晶粒子,以冰晶的核化和凝华增长为主;中上部粒子主要为小冰晶形态,也有冰晶聚合体和枝状冰晶;中下部是过冷水和冰晶粒子的共存区,过冷水较为丰富。     

新一代"西北干旱监测预测业务服务综合系统"

新一代“西北干旱监测预测服务综合业务系统”,是一个具有较好物理基础,较强的监测、预测、服务能力,较高自动化程度并具有西北地域特色的业务服务综合系统。本系统以短期气候预测为依托,集气象信息采集、加工、信息存储为一体,并充分利用互联网技术和已有的系统、资料及信息,吸纳了项目其它子专题的系统和成果,节省了计算机海量空间,避免了许多重复劳动,在近几年日常监测、预测业务服务工作中发挥了积极作用。     

基于随机分析的滑坡稳定性二元评价方法

对利用随机分析方法建立安全系数与可靠性相耦合的滑坡稳定性二元评价体系进行了探索。利用随机分析方法可确定滑坡安全系数的分布形态,计算出最大可能安全系数下的滑坡破坏概率P_f,用最大可能安全系数和可靠性得出可靠安全系数来评价该滑坡的稳定性。在折减后的安全系数的极限状态中,根据典型的不同最大可能安全系数及相应的临界破坏概率,建立了二元滑坡稳定性分区,用于滑坡稳定性评价。研究实例表明:利用随机分析方法建立这种二元体系是可行的,可以更加精确和客观的对滑坡稳定性做出评价。     

基于传播矩阵法改进的SS及其前驱波合成算法

410 km和660 km地幔间断面在地球内部动力学研究中具有重要意义. 在研究地幔间断面的方法中, SS前驱波由于具有全球采样优势得以广泛应用. SS及其前驱波模拟可利用有限差分和谱元法等数值模拟方法, 它们在模拟全球尺度地震波传播时具有高精度的特点, 但往往计算量很大. 因此, 该类方法难以应用于反射点广泛分布的情形. 而基于传播矩阵发展的SS及其前驱波模拟方法在保持高精度计算的同时, 可大幅提高计算效率. 本文针对SS及其前驱波的传播特征, 改进了基于传播矩阵方法的波形合成算法FASHSHWF. 通过简单层状模型对该算法进行了测试, 验证了算法及相应程序的正确性. 计算效率测试表明改进算法相较常规传播矩阵算法可节约50%以上的计算时间. 通过与AxiSEM计算的波形对比, 验证了FASHSHWF用于SS及其前驱波模拟的有效性. 在上述工作的基础上, 本文进一步探讨了新算法在研究全球近地表结构对地幔间断面复杂性探测影响中的应用.

     

基于二三维一体化的智慧警务地理信息平台建设与研究

"智慧警务"是"智慧城市"的重要组成部分,也是社会治安防控体系发展的必然趋势,应提高认识,积极探索和论证建设"智慧警务"的模式和方法。本文阐述了基于二三维一体化的智慧警务地理信息平台建设内容和总体框架,并详细地介绍了警用地理信息系统及智慧警务应用系统建设内容和技术路线。     

Large scale northward expansion of warm water species Skeletonema tropicum (Bacillariophyceae) in China seas

Skeletonema tropicum is regarded as a species with an affinity to warm waters and it has never been reported in seas where temperatures drop below 11°C in winter. Previous studies in China reported that S. tropicum was restricted to subtropical and warm temperate seas (East and South China Seas), but the species was recently found during August cruises of 2009 and 2010 in Jiaozhou Bay, Yellow Sea, located several hundred kilometers to the north. Here, winter water temperatures often drop below 5°C. Identification of S. tropicum was confirmed under light and scanning electronic microscopes and maximum cell abundance in Jiaozhou Bay was estimated as 1.73×10 4 cell/L. This record of S. tropicum in Jiaozhou Bay represents a significant northward expansion in the geographic range of the species. Ship ballast water was identified as a possible carrier of S. tropicum from southern places along Chinese coastline, and in addition, thermal pollution from local power stations and seawater desalination plants may provide suitable conditions for species over-wintering.     

基于旋翼无人机观测的雾天和霾天VOCs垂直分布特征研究

为研究雾和霾天气下VOCs时空变化特征,于2020年11月19日—2021年1月15日在江苏省东海国家气象观测站进行为期58 d的外场观测试验。利用自主研发的多旋翼无人机捕获2次辐射雾和2次霾天气过程,获得气温、气压、相对湿度、风向、风速、VOCs、O₃等7种要素100多条垂直廓线。结果表明：时间上,霾过程夜间VOCs体积浓度(0.225～0.253 ppm(parts per million, 1 ppm=10^-6))明显高于白天(0.191～0.205 ppm),雾形成前体积浓度(0.121～0.239 ppm)显著高于雾过程(0.056～0.209 ppm)。雾过程中VOCs体积浓度与雾强度变化相反,雾层高度与VOCs体积浓度剧烈变化高度一致,雾层(<200 m)中VOCs体积浓度(0.172～0.178 ppm)明显减小,显著低于雾形成前(0.195～0.240 ppm),雾层以上浓度变化大,雾结束后1 h内保持雾过程中分布特点。雾对逆温层中的水溶性污染物有清除作用,VOCs体积浓度和O₃质量浓度均下降。