敦煌致洪暴雨的广义湿位涡分析

利用高空、地面定时观测资料、区域站降水资料、FY-2E红外云图和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年6月15-16日甘肃敦煌、阿克塞和肃北的一次历史罕见暴雨天气过程的影响系统、水汽条件、广义湿位涡及其倾向变化进行了分析.结果表明,这次暴雨是中高纬天气系统与低纬天气系统相互作用的结果.暴雨水汽来源于700 hPa新疆东部偏西气流输送和600 hPa附近河西走廊西部偏东气流输送.广义湿位涡正异常主要集中在850～750 hPa广义位温线密集区,这与实际大气水汽主要集中在低层是一致的,在一定程度上反映出暴雨期的水汽分布和水汽集中特征.800 hPa上广义湿位涡的正异常区基本与暴雨区一致,与湿位涡相比,广义湿位涡能更好地诊断出这次暴雨落区.广义湿位涡正异常大值区出现在绝对涡度异常大值区与大的相对湿度梯度相重叠的区域.单点广义湿位涡倾向异常值的负正、正负转换及峰值变化与降水开始、结束和雨强变化相一致.广义湿位涡除了可作为一个分析暴雨系统发生、发展的动力变量外,还可体现出暴雨时期高水汽集中的特点,在暴雨分析中有一定的优势.     

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼,可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言,常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到,增加标准线性体个数能有效提高模拟精度,但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法,详细分析了时域本构逼近误差的影响因素,清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度,与频带上下限取值无关这一特性,阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素,结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则,对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步,本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构,解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题,并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.

     

二次特征值问题的最佳向后扰动分析

二次特征值问题 (QEP)的主要的求解方法之一是转化为广义特征值问题 (GEP) ,然后用求解广义特征值的方法 (比如 QZ方法 )求解。本文研究由此获得的计算解的范数意义下的最佳向后扰动分析 ,所得结果是 Tisseur最近所得结果的加强。     

带乘性噪声广义系统状态最优估计算法

针对带乘性噪声广义系统,提出1种在线性最小方差意义下的状态最优估计算法.首先,采用标准分解将系统变换为2个子系统;其次,通过估计子系统的状态,获得原系统的状态最优滤波.同时,算法还给出了动态噪声与量测噪声的估计.仿真结果表明了该算法的有效性.     

钢筋混凝土梁结构断裂损伤诊断方法

提出一种基于BP神经网络的结构破损诊断方法,该方法以结构破损前后柔度的变化作为破损诊断网络输入,为了解决由于系统响应样本数据空间分布不均匀对网络收敛速度及网络诊断影响问题,对网络训练样本采用广义空间格点进行了交换,模拟算例及应用实例均表明,本文方法能准确诊断结构破损位置与破坏程度,是一种有效的结构破损诊断方法.     

山东南部近海秋季长蛇鲻相对资源量的分布及其影响因素

为探究长蛇鲻(Saurida elongate)的生态习性和分布规律,并为长蛇鲻资源的合理利用与养护提供科学依据,本文根据2016年秋季在山东南部近海进行的渔业资源与环境调查数据,分析了该海域长蛇鲻的分布特征,研究长蛇鲻成体、幼体的分布差异,并利用广义可加模型(GAM)研究其分布与生物因子和环境因子的关系。结果表明,长蛇鲻成体与幼体的分布存在差异,成体分布范围广,幼体主要分布在30 m等深线及以浅水域。GAM模型的结果表明,饵料生物、底层水温、水深和底层盐度是影响长蛇鲻相对资源量分布的主要因子。成体、幼体的分布与影响因子的关系差异极显著(P<0.01)。长蛇鲻成体的相对资源量随饵料生物和底层水温的增加表现为先上升后下降的趋势,而幼体呈现一致上升趋势;成体和幼体的相对资源量随水深增加均呈下降趋势;幼体相对资源量随底层盐度增加有明显上升趋势,而盐度对成体的影响不显著。本研究认为山东南部近海是长蛇鲻的重要栖息地,水温和盐度是成体和幼体分布差异的可能原因。     

黄海大头鳕幼鱼的生长和分布特征

作为黄海的代表性冷温性鱼类,大头鳕(Gadus macrocephalus)的资源量近年逐渐上升趋势,其中幼鱼所占比重较大,种群丰度及补充都受到黄海冷水团的影响,作为2龄性成熟鱼种,探究其当年生和非当年生幼鱼分布和生长的季节变化及与黄海冷水团的关系对了解大头鳕的资源变动有重要意义。本研究基于2016年10月、2017年5和8月的调查结果,分析了黄海冷水团存在时期的海洋环境特征与大头鳕幼鱼分布及生长特征的关系。研究显示,春季,幼鱼主要分布于青海渔场、石岛渔场和连青石渔场,非当年生幼鱼和当年生幼鱼随栖息地水深分别呈东西两区块分布。夏季,幼鱼主要位于122.00°E以东、底温低于10℃的黄海中部较深海域,有少部分分布于黄海北部,这与黄海冷水团强盛时期南北低温中心的位置有关。秋季,黄海北部大头鳕幼鱼的渔获量明显减少,仅在石岛渔场和连青石渔场大头鳕的种群密度仍较高。广义相加模型(Generalized Additive Models, GAM)分析结果显示,温度和盐度对大头鳕幼鱼的资源丰度指数(单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE))有显著影响,当栖息地水域盐度在31.90和32.80附近,底温在8.5℃左右时,大头鳕幼鱼的CPUE较高。体长-体重关系显示,春季,幼鱼呈负异速生长,夏秋季呈正异速生长,黄海冷水团强盛时期较高的有机质含量及初级生产力造成的丰富饵料可能是导致大头鳕夏秋季b值较高的原因,因此黄海冷水团的季节变化对大头鳕的分布和生长均有显著影响。     

沉积物粒度组分空间预测的神经网络残余kriging方法

针对近海表层沉积物粒度组分空间变异的尺度差异性,提出了基于广义回归神经网络残余kriging的沉积物粒度组分空间预测方法,并以海州湾沉积物粒度数据为基础,分析了其在沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图中的应用效果。结果表明,广义回归神经网络残余kriging方法能够获得比普通kriging方法更高的沉积物粒度组分空间预测精度,并且其底质类型的总体空间预测精度达到85%以上,相应的Kappa系数也在0.8以上,显示底质制图的预测类型与样本的实测类型具有较高的一致性。新方法对于开展定量化的沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图具有参考价值。     

基于广义回归神经网络的全球表层海水1°×1°二氧化碳分压数据推演

表层海水二氧化碳分压是评估海洋碳源汇强度的关键参数,但其实测数据较少、时空分布极不均匀,导致二氧化碳交换通量的估算有很大的不确定性,海洋源汇特征就不能确切获取。为了解决这个难题,在收集的表层大洋二氧化碳地图(Surface Ocean CO₂ Atlas,SOCAT)实测数据集基础上,运用广义回归神经网络建立二氧化碳分压与经纬度、时间、温度、盐度和叶绿素浓度间的非线性关系,构建了1998-2018年间全球1°×1°经纬度的表层海水二氧化碳分压格点数据,其标准误差为16.93μatm,平均相对误差为2.97%,优于现有研究中的前反馈神经网络、自组织映射神经网络和机器学习算法等方法。根据构建的数据所绘制的全球表层海水二氧化碳分压的分布与现有研究有较好的一致性。     

拖网模型试验与实船测试结果的比较

本文讨论雷诺数，佛洛德数、牛顿数在拖网模型试验中的意义。合成纤维网衣在水中重量与水动力相此可忽略不计，拖网及其模型均处于广义佛洛德数的自动模型区域内。实物网处于雷诺数的自动模型区域内，但其模型位于小雷诺数范围。换算阻力时需进行雷诺致修正，现有田内，巴拉诺夫，迪克逊网渔具模型试验定律，可用于拖网模型试验，但也可用牛顿数安排试验。模型试验结果经雷诺数修正，并换算到实物网，与海上实测结果符合良好。上述结论仅依据有限试验得出，尚需进一步验证。