赤道太平洋上层水体颗粒态生物硅分布及与营养盐的关系

依托中国“大洋一号”第20和第21调查航次,分析测定了东、西赤道太平洋4个站位的颗粒态生物硅浓度及其粒级结构。结果显示赤道太平洋采样站各层位颗粒态生物硅(PBSi)总浓度分布范围为5~65 nmol/dm³,东赤道太平洋的调查站位颗粒态生物硅的总浓度平均值达46 nmol/dm³,是西赤道太平洋的近3倍。PBSi的粒径结果显示在东赤道太平洋调查站位0.8~20 μm粒径颗粒是PBSi的主要来源,其平均贡献率高达64%;而在西赤道太平洋2种粒径的生物硅贡献率相当。营养盐分布对PBSi的浓度及粒径分布有显著的影响,并在一定程度上控制了“硅质泵”的组成结构,是控制大洋生物泵运转的重要因素。     

多年平均气温数据空间化误差的尺度效应

属性数据空间化是利用矢量数据生成栅格数据产品的有效方法,它有助于不同来源、不同格式之间的数据的综合分析。空间化是一种必然有误差伴随的过程,为探讨空间化误差与数据源密度、空间化模型方法,以及空间化分辨率之间的关系,本文利用7种水平的气象站点密度、5种空间化模型方法和19种栅格分辨率分析多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的关系。分析发现：（1）气象站点密度的降低导致多年平均气温数据的空间化误差增加;（2）在IDW、Kriging、Adjusted IDW、Regression和Anusplin 5种空间化模型方法中,Adjusted IDW、Regression、Anusplin比IDW、Kriging的精度高;（3）随着栅格分辨率的变粗,多年平均气温数据空间化误差增大;（4）在影响空间化精度的3类因子中,空间化模型方法对空间化精度的影响最大,栅格分辨率次之,气象站点密度的影响最小。通过多元回归分析,建立了多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的定量模型,可为空间化技术方案的制定提供参考和依据。     

气候模式中云辐射反馈过程机理的评述

云对地气系统的辐射收支具有十分重要的作用,云辐射参数化是目前气候模式中不确定性的主要来源。云可以通过多种途径对辐射产生影响,形成不同符号、不同量值的反馈机制。研究表明,模式气候对不同的云辐射参数化方案十分敏感。预报云水含量方案的引入,改进了对云辐射过程的模拟,但与观测资料相比仍有差距。一般说来,模式中引入云水的相变和相互作用的云粒子大小产生负反馈,而光学厚度和云量产生的是正反馈。云辐射反馈的净作用其大小和符号因模式而异。云辐射与大尺度天气气候背景之间有着紧密的联系,尤其是海温对辐射平衡有显著影响。最后总结了当前云辐射研究中存在的主要问题,并提出了改进的途径。     

根分泌的化感物质及其对土壤生物产生的影响

植物根系分泌物包含多种功能次生物质,其中化感物质是具有重要生理生化功能的一类物质,这些化感物质释放到根际,能够对土壤生物产生影响。现已发现,根系是化感物质进入环境的重要通道。因此,研究根分泌的化感物质具有重要的理论和实践意义。总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,论述了化感物质在土壤中的迁移、转化及影响因素,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统（CRETS）是收集根分泌化感物质的常用而且可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还重点列举了一些作物根分泌的化感物质对土壤生物产生的直接和间接影响,阐明了根分泌的化感物质在土壤中所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

采用显式有限元方法求解开放系统动力响应的主要环节和问题

分析了采用显式有限元方法求解开放系统动力响应的主要环节中影响精度和稳定性的因素及其相互关系,指出数值解的精度和稳定性是这些因素共同作用的结果。归纳了合理输入数字荷载应满足的条件以及系统离散化准则。基于有限元方法推导了吸收边界的一般表达式,并据此提出吸收边界和透射边界之间存在确定的函数关系,并不是两类独立人工边界的新见解。认为内域的阻尼稳定性和人工边界的近场稳定性是大型复杂开放系统动力响应数值方法研究和应用中的关键科学问题,并从应用的角度提出了解决问题的思路和看法。     

A nonlinear coupled soil moisture-vegetation model

Based on the physical analysis that the soil moisture and vegetation depend mainly on the precipitation and evaporation as well as the growth, decay and consumption of vegetation a nonlinear dynamic coupled system of soil moisture-vegetation is established. Using this model, the stabilities of the steady states of vegetation are analyzed. This paper focuses on the research of the vegetation catastrophe point which represents the transition between aridness and wetness to a great extent. It is shown that the catastrophe point of steady states of vegetation depends mainly on the rainfall P and saturation value v0, which is selected to balance the growth and decay of vegetation. In addition, when the consumption of vegetation remains constant, the analytic solution of the vegetation equation is obtained.     

海南省降水量的正态分布特征及正态化变换

利用海南省18个测站1966—2003年的资料,对各地月、季降水量进行正态分布检验,分析其时空分布特征,并探讨了正态分布转换的若干方法。研究表明,在0．01的信度检验下,春、夏、秋季降水基本符合正态分布,冬季仅北部和东部地区符合正态分布,月降水量的正态性也随季节而变化,且具有局地性。通过适当的数学变换,全省所有非正态分布的月降水量均可正态化。     

基于波动方程有限差分算法的接收函数正演与偏移

针对接收函数正演与偏移, 本文采用波动方程有限差分算法. 借鉴成熟的勘探地震学方法, 引入等效速度概念, 建立接收函数转换波与地震勘探反射波的等效走时方程, 实现了基于波动方程有限差分算法的接收函数正演与偏移. 数值计算表明, 波动方程有限差分叠后偏移方法可以对点绕射和穹隆构造模型实现高精度成像. 本文利用数值计算讨论了波动方程有限差分叠后偏移与Kirchhoff叠后偏移对于接收函数偏移的适用性, 还对偏移过程中速度模型的误差进行了分析.     

伪谱法地震波正演模拟的多线程并行计算

地震波的正演模拟,尤其是3D正演模拟,往往涉及大规模的数据存储和计算,问题的规模往往超出计算机的物理内存,或者计算时间让问题的求解者难以忍受,即使采用目前存储和计算能力很强的计算机,其计算费用仍然是十分昂贵的.本文提出一种基于多线程协同使用多CPU和计算域分割的正演模拟并行计算技术,使得问题的求解过程得以加快,大大地缩短了用户等待的时间.为了检验我们的并行算法的可行性,文中以傅利叶正演模拟技术为例,给出了声波和3D各向异性弹性波模拟的例子,并对不同版本（串行、并行）运算效率进行了比较,证实了方法的有效性.