The rotated Cartesian coordinate method to remove the axial singularity of cylindrical coordinates in finite‐difference schemes for elastic and viscoelastic waves

When modelling the propagation of 3D non‐axisymmetric elastic and viscoelastic waves in cylindrical coordinates using the finite‐difference time‐domain method, a mathematical singularity occurs due to the presence of terms in the elastic and viscoelastic wave equations. For many years, this issue has been impeding the accurate numerical solution near the axis. In this work, we propose a simple but effective method for the treatment of this numerical singularity problem. By rotating the Cartesian coordinate system around the z‐axis in cylindrical coordinates, the numerical singularity problems in both 2D and 3D cylindrical coordinates can be removed. This algorithm has three advantages over the conventional treatment techniques: (i) the excitation source can be directly loaded at , (ii) the central difference scheme with second‐order accuracy is maintained, and (iii) the stability condition at the axis is consistent with the finite‐difference time‐domain in Cartesian coordinates. This method is verified by several 3D numerical examples. Results show that the rotating the Cartesian coordinate method is accurate and stable at the singularity axis. The improved finite‐difference time‐domain algorithm is also applied to sonic logging simulations in non‐axisymmetric formations and sources.     

线性光谱混合模型影响因子不确定性定量研究

线性光谱混合模型(Linear Spectral Mixing Model,LSMM)是一种像元分解模型,由于其简单和易操作性的特点,在目前亚像元研究中应用颇为广泛。其分离精度受多种因素的影响,但目前对该模型的研究多集中在对模型本身的线性假设评价及端元光谱选取方法上,而忽略了模型应用的环境条件(大气反射、散射、地形起伏等)对模型分解精度的影响等。本文以线性光谱模型提取植被分量为例,探讨环境大气条件、地形因素对模型精度影响的不确定性。研究将数据处理为四个层次,即原始的ASTER数据,利用MODTRAN进行大气校正的数据,经C-地形校正的数据,同时进行了大气校正和地形校正的数据。然后在四个层次上依次提取植被丰度,并将其和NDVI进行线性回归分析,检验植被丰度的分离精度,从而量化大气、地形等因子对LSMM的影响程度。研究结果表明:大气条件、地形因素都会制约LSMM分离精度的提高,特别在有地形起伏的中小空间尺度范围内,地形因子对线性光谱混合模型的影响远大于大气影响。     

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等间距法和均值标准差法界定城市热岛的对比研究

利用ASTER数据反演地表温度,采用等间距法和均值-标准差法,将研究区温度场分别划分为4级、5级、6级,并根据热岛区的界定进一步将4级、6级细分为4级(a)、4级(b)、6级(a)和6级(b).在此基础上,对两种方法从城市热岛数量结构差异、热岛空间分布及细节表达等方面进行了系统对比分析.结果表明:两种方法所界定热岛的面积百分比随着分级数不同均出现跳跃现象,趋势基本一致.但就热岛强度而言,均值-标准差法对分级数的敏感性较等间距法小,在热岛的空间分布和温度变异的细节表现力等方面,均值-标准差法也优于等间距分级法.因此,综合来看,均值-标准差法是城市热岛界定的较适合方法.均值-标准差法以地表温度相对于平均温度的变异程度为依据进行热场划分,在多时相城市热岛演变、对比等研究中,一定程度上可以避开时相的差异.     

等间距法和均值标准差法界定城市热岛的对比研究

利用ASTER数据反演地表温度,采用等间距法和均值-标准差法,将研究区温度场分别划分为4级、5级、6级,并根据热岛区的界定进一步将4级、6级细分为4级(a)、4级(b)、6级(a)和6级(b)。在此基础上,对两种方法从城市热岛数量结构差异、热岛空间分布及细节表达等方面进行了系统对比分析。结果表明:两种方法所界定热岛的面积百分比随着分级数不同均出现跳跃现象,趋势基本一致。但就热岛强度而言,均值-标准差法对分级数的敏感性较等间距法小,在热岛的空间分布和温度变异的细节表现力等方面,均值-标准差法也优于等间距分级法。因此,综合来看,均值-标准差法是城市热岛界定的较适合方法。均值-标准差法以地表温度相对于平均温度的变异程度为依据进行热场划分,在多时相城市热岛演变、对比等研究中,一定程度上可以避开时相的差异。     

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ADS辅助实现线极化到圆极化的转换

给出C波段双圆极化低噪声接收机中圆极化输出的实现方案,研究了利用90°电桥进行线- 圆极化转换时两个线极化通道增益及相位的平衡度对圆极化隔离的影响。分析了如何通过调节一对同轴电缆的长度差来补偿相位不平衡,并借助ADS软件计算了该长度差,实现了线-圆极化转换,取得接收机两个圆极化之间的隔离度好于20dB的效果。     

西北太平洋台风频数异常年的气候背景分析

利用中国气象局整编的热带气旋资料、NCEP再分析资料和Scripps海温资料,分析了台风季西北太平洋台风频数发生年代际和年际异常时的气候背景特征,并且比较分析了造成台风频数发生年代际和年际异常的影响因子的异同。结果表明:台风频数的年代际变化主要和副热带高压和赤道西太平洋的温跃层海温有非常显著的关系,而年际变化则与副高、季风槽、越赤道气流以及赤道中东太平洋的混合层海温都有着密切的联系。