遗传小波神经网络在变形预报中的应用

目前常用的变形预报方法有BP人工神经网络和小波神经网络,但是都存在收敛速度慢且易受局部极值的影响。针对这两种算法的不足,本文利用遗传算法的全局寻优特性,将遗传算法与小波神经网络结合,形成遗传小波神经网,将其应用于变形预报,取得了良好的效果;并将算法的预报精度、稳定性、有效区间及运算时间作为评价算法优劣的4个标准,对BP神经网络、小波神经网络及遗传小波神经网络进行对比,结果表明遗传小波神经网络具有明显的优势。     

GPS辅助空中三角测量技术在无人机海岛测图中的应用

本文通过示范区海岛大比例尺测图应用,试验了不同地面控制点数量、有无GPS辅助空三对比实验,测试验证了利用控制航线的GPS辅助空三技术方法,在少量控制情况下可满足海岛大比例尺测图精度要求,能够填补国内低空无人机海岛大比例尺测图空白。     

新疆阿勒泰地区不同盐池大型底栖动物的群落结构

 2008年7月～2009年5月,分别于平水期（7月）、枯水期（10月）和丰水期（5月）对新疆阿勒泰地区5个盐池进行了大型底栖动物及相关环境因子的调查,共采集到底栖动物23种,其中水生昆虫18种,软体动物4种,环节动物1种。优势种为羽摇蚊（IV=59.00%）、水蝇幼虫（IV=6.86%）、扁蜷螺（IV=6.67%）、Diplocladius sp.(IV=4.69%）和卵萝卜螺（IV =4.34%）。新疆阿勒泰地区盐池大型底栖动物的平均密度和生物量分别为316.36±117.27 ind/m2和4.09±2.73 g/m2。对大型底栖动物和相关环境因子的CCA分析结果显示,新疆阿勒泰地区盐池大型底栖动物物种分布在很大程度上受到环境因子的影响,种类与环境因子排序轴的相关系数高达0.992和0.990。盐度和电导率是影响大型底栖动物分布的两个主要因子,海拔、pH和温度对大型底栖动物的分布也有一定程度的影响。     

乌鲁木齐地区一次强沙尘天气过程分析

利用环境监测资料、常规气象资料、高低空环流形势数据和卫星遥感图像资料,对2004年4月19日造成乌鲁木齐地区强沙尘天气的天气背景进行了系统的分析。结果表明,此次天气过程在北疆沿天山88°E一带产生了严重风沙灾害。乌鲁木齐市可吸入颗粒物浓度从沙尘天气前的0.79mg/m3猛增到沙尘天气发生时的10.0mg/m3,API指数为500,属于重度污染。沙尘天气发生前后,乌鲁木齐市温度、气压、风速以及能见度发生了显著的变化。其中,风速>17m/s的大风持续时间较长,能见度降到了很低的水平,乌鲁木齐以外的地区能见度甚至降到了强沙尘暴能见度级别;由卫星云图、高低空环流形势分析和物理量分析可以得出,造成2004年4月19日强沙尘天气的主要原因是冷锋过境。锋前的抬升作用和高低空散度场的配置是沙尘天气的启发因素,而持续时间较强的锋后西北风是产生此次强沙尘天气的主要动力。     

利用深地震反射剖面揭示峨眉山大火成岩省下地壳结构

峨眉山大火成岩省位于扬子板块西缘,紧邻三江构造带,其复杂的地质背景使得该火成岩省的内带受到强烈改造和变形.由于缺少高精度的地球物理探测,导致对该地区地壳的精细结构了解不够,很大程度上影响了对大火成岩省形成机制的认识.我们在大姚元谋段实施了一条深地震反射剖面,试验了一种基于节点地震仪的深地震反射数据采集方法,得到了峨眉山...     

热带太平洋地区风场异常和与El Ni?o有关的年际变化

利用1964～1993年NCEP/NCAR再分析风应力资料和中国科学院大气物理研究所发展的14层热带太平洋环流模式(OGCM),对热带太平洋与El Ni?o有关的年际变化进行了研究.首先,分析了西太平洋暖池次表层海温异常(SOTA)与Ni?o3区海表温度异常(SSTA)的年际变化关系,发现在El Ni?o事件之前,暖池的次表层海温都有明显正异常出现,它的东传导致了El Ni?o的发生,并且SOTA的传播随纬度变化,沿赤道东传,在赤道外西传.然后,选取了20世纪70年代和80年代两次最强的El Ni?o事件讨论了引起这种机制的可能原因--西风异常的作用.最后,对1964～1993所有的El Ni?o年的风场、次表层海温和海表温度的异常进行了综合分析.     

全球海洋资料同化系统ZFL_GODAS的研制和初步评估试验

本研究发展了一个全球海洋资料同化系统ZFL_GODAS。该系统是一个短期气候数值预测业务系统的子系统,为短期气候预测海气耦合模式提供全球海洋初始场。系统能够同化的观测资料包括卫星高度计资料、卫星海表温度(SST)资料,以及Argo、XBT、TAO等各种不同来源的现场温盐廓线资料。系统使用的海洋模式为中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室开发的气候系统海洋模式LICOM1.0,同化方案为集合最优插值(EnOI)方案。系统使用一个由海洋模式自由积分得到的静态样本来估计背景场误差协方差。这样的基于集合样本的背景场误差协方差具有多变量协变、各向异性的特征,且能反映海洋物理过程固有的空间尺度特征。针对EnOI同化程序的特点,开发了一套特色鲜明、负载均衡、高效的并行化同化程序。本文通过与不同类型观测资料的比较,对同化系统的性能进行了评估。通过比较海表温度和海面高度的年际变率,海表温度异常随时间的变化,SST、海面高度异常(SLA)以及次表层温盐预报产品的均方根误差,5年平均温度偏差廓线、平均盐度廓线、平均纬向流速廓线等发现:系统工作正常、同化效果较好;经过同化以后,各变量都更加接近观测,误差更小,与观测场的相关性更好,可以为短期气候预测系统提供较好的海洋初始场,也可以为物理海洋学的研究提供有效的再分析资料。     

Developments of the Three-Dimensional Variational Data Assimilation System for the Nonhydrostatic GRAPES

Based on the original GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 3DVAR (p3DAR), which is defined on isobaric surface, a new three-dimensional variational data assimilation system (m3DVAR) is constructed and used exclusively with the nonhydrostatic GRAPES model in order to reduce the errors caused by spatial interpolation and variable transformation, and to improve the quality of the initial value for operational weather forecasts. Analytical variables of the m3DVAR are fully consistent with predictands of the GRADES model in terms of spatial staggering and physical definition. A different vertical coordinate and the nonhydrostatic condition are taken into account, and a new scheme for solving the dynamical constraint equations is designed for the m3DVAR. To deal with the difficulties in solving the nonlinear balance equation at σ levels, dynamical balance constraints between mass and wind fields are reformulated, and an effective mathematical scheme is implemented under the terrain-following coordinate. Meanwhile, new observation operators are developed for routine observational data, and the background error covariance is also obtained. Currently, the m3DVAR system can assimilate all routine observational data. Multi-variable idealized experiments with single point observations are performed to validate the m3DVAR system. The results show that the system can describe correctly the multi-variable analysis and the relationship of the physical constraints. The difference of innovation and the analysis residual for ∏ also show that the analysis error of the m3DVAR is smaller than that of the p3DVAR. The Ts scores of precipitation forecasts in August 2006 indicate that the m3DVAR system provides reduced errors in the model initial value than the p3DVAR system. Therefore, the m3DVAR system can improve the analysis quality and initial value for numerical weather predictions.     

西南天山特克斯科桑溶洞火山岩的锆石U-Pb年代学研究

新疆特克斯县乌孙山科桑溶洞火山-沉积岩剖面由变质岩、火山-沉积岩(中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、生物碎屑灰岩)和侵入其中的花岗质岩石组成,花岗岩中保留着英安岩-安山岩顶垂体。夹在火山岩地层之间的厚层生物碎屑灰岩(其中发育溶洞)发生褶皱变形。在剖面多处见到逆冲构造,断裂带局部塑性变形。采自剖面下部英安岩样品的锆石232Th/238U比值为0.4～0.6,U-Pb谐和年龄368.3±1.7Ma(MSWD=1.5,n=15)。剖面上部流纹岩中锆石的232Th/238U比值为0.8～2.2,U-Pb谐和年龄为356.4±1.7Ma(MSWD=1.3,n=19)。大约12Ma的时差说明存在两次火山喷发事件,在这两次火山喷发的间歇形成了巨厚生物碎屑灰岩(1000m)。这种间歇性的火山喷发在西天山地区普遍发育,形成了规模巨大的滨海相火山-沉积盆地。剖面下部的英安岩与剖面上部的流纹岩的锆石具有不同的微量元素组成,预示着其岩浆源区性质的差异。     

白水煤矿煤矸石基本性能研究与分析

通过对白水煤矿煤矸石进行外观分类、化学组成、矿物成分分析和X衍射分析将其分为5种不同外型的煤矸石,其中,第Ⅲ类矸石属于高岭石质矸石黏土岩类矸石,其矿物相主要包括石英、高岭石、伊利石和少量的黄铁矿。实验研究不同类别矸石的粒径范围、陈化时间等对原材料塑性的影响表明:降低原料最大粒径,可以提高塑性,当粒径从-1.0 mm降低到-0.1 mm时,Ⅰ类矸石塑性指数IP提高了6.9;Ⅱ类矸石的IP提高了10.8;Ⅲ类矸石的IP提高了5.6;延长陈化时间,可以提高煤矸石的塑性,当陈化时间3 d时,陈化时间对塑性的贡献明显,当陈化时间4 d,陈化时间对塑性的贡献甚小。据此认为除第Ⅲ类煤矸石不适合制砖以外,其他矸石均可作为制备绿色墙体保温砌块的原材料,混合破碎至-0.5 mm,陈化3天,适合制备绿色墙体保温砌块的需要。