Simulation of normal distributed smooth fields by Karhunen-Loéve expansion in combination with kriging

Simulation of multigaussian stochastic fields can be made after a Karhunen-Loéve expansion of a given covariance function. This method is also called simulation by Empirical Orthogonal Functions. The simulations are made by drawing stochastic coefficients from a random generator. These numbers are multiplied with eigenfunctions and eigenvalues derived from the predefined covariance model. The number of eigenfunctions necessary to reproduce the stochastic process within a predefined variance error, turns out to be a cardinal question. Some ordinary analytical covariance functions are used to evaluate how quickly the series of eigenfunctions can be truncated. This analysis demonstrates extremely quick convergence to 99.5% of total variance for the 2nd order exponential (‘gaussian’) covariance function, while the opposite is true for the 1st order exponential covariance function. Due to these convergence characteristics, the Karhunen-Loéve method is most suitable for simulating smooth fields with ‘gaussian’ shaped covariance functions. Practical applications of Karhunen-Loéve simulations can be improved by spatial interpolation of the eigenfunctions. In this paper, we suggest interpolation by kriging and limits for reproduction of the predefined covariance functions are evaluated.     

国家级气象资料存储检索系统的建立

对国家级气象资料存储检索系统的需求进行了分析，进而对系统进行了功能设计，并在技术调研和分析的基础上确定了功能实现的技术路线:在数据管理方面采用数据库和文件系统相结合的方式；在存储管理方面采用分级存储管理模式，并解决了数据库的分级存储管理技术；在检索应用方面提供了程序调用式检索方式，并通过采用中间件技术实现了基于B/S结构的程序调用式检索；通过选用HPSS技术解决了由异种机型构成的高性能计算机群存储池问题；通过分别建立实时数据库和综合数据库解决了气象资料的规范化存储和实时业务使用需求之间的矛盾；在应用软件开发方面严格按照有关规范进行。     

基于多源数据的主体功能区划分方法——以广州市为例

以广州市为例,基于城市感知数据、遥感影像等多源数据,采用卷积神经网络对遥感影像进行了语义提取,将提取结果与兴趣点（Points of Interest）样方密度的功能用地识别结果进行补充校验,根据政策和规划文件建立功能用地与主体功能区之间的关联,利用信息熵分析广州市功能用地混合程度,以辅助判别主体功能区,最终得到广州市主体功能区划分结果。将划分结果与《广州市主体功能区规划（2008—2020年）》和《广州市城市总体规划（2017—2035年）》草案对比验证,结果表明文章所提出的方法精准度较高,并能体现广州市空间格局形态,反映主体功能区实际分布情况。     

铝土矿矿泥固化技术的试验研究

铝土矿选洗过程中排尾形成的高含水量矿泥,传统上采用建库堆存,泌干固结时间长,污染环境。试验研究结果表明,选用由72%水泥、20%石膏、5%石灰、3%硫酸钠组成的复合固化剂,或由72%石灰、20%石膏、5%粉煤灰、3%硫酸钠组成的复合固化剂,按固化剂与矿泥质量比1:10掺加,对矿泥进行固化处理,其固化体强度高、耐久性好,且成本低廉,具有广泛的工程应用价值。     

北极和南极表面温度对中低纬度海洋热强迫的响应

利用耦合了平板海洋模型的全球气候模式进行了大量的格林函数实验,以探究两极地区对于施加在中低纬度海域的热强迫的气候响应。结果表明,北极地区的气候不仅受到距离较近的北太平洋与北大西洋的影响,远离北极的热带太平洋以及南太平洋也对其气候有显著的影响,南极地区的气候则主要是受到邻近的南大洋的影响。通过经验正交函数法的进一步分析发现,北极响应最显著的区域包括波弗特海(Beaufort Sea)、拉普捷夫海(Laptev Sea)以及北极中心区附近;南极地区的响应主要集中在别林斯高晋海(Bellinsgauzen Sea)区域。另外,利用温度归因法对辐射反馈过程和大气能量输运分解发现,北极地区表面温度的响应主要是受到了反照率反馈以及垂直递减率反馈的影响,而南极地区的响应则主要是反照率反馈发挥了作用。     

基于FLUENT的海洋内孤立波数值水槽模拟

基于FLUENT商业软件及其二次开发功能,在标准κ-ε湍流模型下,采用VOF方法追踪两层流体内界面,通过给定入口速度和水位的设置造波边界法,建立了可有效模拟弱非线性内孤立渡的分层流数值水槽,并与仿物理的双板造波方法进行了比较.采用设置边界法所造的波形与理论值符合较好,这为数值分析内孤立渡与海洋结构物相互作用问题提供了一条更加有效的途径.     

全球百年海表面温度年际和年代际变化特征分析

利用100 a(1903—2002年)HadiSST的逐月资料,将全球海表面温度异常(SSTA)作为整体进行经验正交函数分解(EOF分解),提取了控制各大洋SSTA的主导模态和各大洋之间的联合模态,分析了相应的空间分布和时间序列。研究结果表明:SSTA变化最剧烈的海区是赤道中东太平洋、西北大西洋湾流海区和北太平洋黑潮延伸体海区。热带太平洋厄尔尼诺和南方涛动是主导模态并具有2~7 a周期的年际变化;SSTA变化第二主模态和第三主模态都是以大约70 a为周期的年代际变化为主的跨大洋联合模态。第二主模态的空间分布主要表现为中纬度北太平洋和北大西洋反位相、热带太平洋与大西洋反位相的太平洋-大西洋双偶极子型分布。SSTA变化的第三模态主要呈现南北半球海洋反位相的特征,为北太平洋-北大西洋-南大洋联合模态。第四模态基本上是反映各个不同海域特有的局地海洋-大气相互作用模态,该模态的时间序列具有1~4 a周期的年际变化和约9 a周期的年代际变化。     

黄河中下游地区旱涝分型及突变的初步分析

采用CEOF(复经验正交函数)对黄河中下游地区15个代表站点近500年来的旱涝等级指数分析结果表明,历史时期本地区的旱涝分布特点可用三种分布型表征:平均型、东西反相型和南北反相型,对上述三种旱涝分布型的时间振幅,应用Mann-Kendall方法进行突变检验,可以发现平均型和东西反相型近500年来发生旱涝突变,而南北反相型则相对比较稳定。     

REPRESENTATION OF SPECTRA BY CONTINUOUS FUNCTIONS

A general framework for manipulating spectra as functions in traditional multivariate methods such asPCA and PLS is described.The functional representation is very convenient for compression,ensuringsmoothness and continuity.There are two fundamentally different types of representations:(a)byfunctions and(b)by function coefficients.The use of coefficients is the most practical way of analysis.     

1911年红海湾6级地震前珠江三角洲及其邻区的区域构造应力场

本文包括：（１）通过拟合区内断层错动方式确定区域边界上作用的远场构造应力；（２）根据发震前震中所在断层段要进入塑性状态，确定１９１１年红海湾地震前区内构造应力场．两个应力场均采用正交设计法与弹塑性有限元方法快捷地得到．结果表明：该区远场最大主压应力σ３的方向为Ｎ６８°Ｗ，σ３＝－２００ＭＰａ，最小主压应力σ１＝－８０ＭＰａ；算得的红海湾地震前区内应力场的特点是除滨海断裂的红海湾段已进入屈服状态外，其余断裂均处于弹性状态．