基于扩展卡尔曼滤波和自动微分技术对陆面数据同化系统参数的快速估计及其影响

土壤水分在干旱监测、洪水预报和水资源管理中发挥着重要作用.数据同化方法能结合模型和遥感的优势,生产高精度、时空连续的土壤水分数据.目前,陆面数据同化面临的主要难题之一是模型和观测误差的准确估计.为此,我们前面提出了双循环同化算法,实现了模型和观测误差、模型算子和观测算子参数的同时估计.由于该算法需要设置较大的集合个数才能实现稳定的参数估计,导致参数估计效率低,限制了其在大范围陆面同化系统中的应用.为此,本研究通过:(1)采用二元数自动微分方法计算陆面过程模型(LSM)的雅可比矩阵以替代获取复杂的LSM的切线性模型;(2)采用扩展卡尔曼滤波(EKF)框架替代集合卡尔曼滤波框架,提高了双循环算法的参数估计效率.在模型积分步长为1h和参数优化窗口为90天的条件下,改进后的双循环算法参数优化效率提高近60倍.为检验双循环算法在区域尺度陆面数据同化中的效果,我们在青藏高原区域同化SMAP土壤水分产品,并利用四个不同地理气候环境下的土壤水分观测网数据验证同化结果.结果显示,在青藏高原区域,相较于基于默认参数的模型模拟结果,基于EKF改进的双循环同化算法能够校正模型参数和观测的偏差,估计的土壤水分精...     

新04号泉溶解气氢气异常特征分析

选取乌鲁木齐周围100 km范围内MS4地震和300 km范围内MS≥5地震,分析新04号泉氢气资料。结果显示,新04号泉对乌鲁木齐周围100 km范围内4级地震无明显震兆异常,对300 km范围内MS≥5地震对应情况较好,对应率为80%。     

利用自然电位与自然伽马测井曲线划分沉积相带及储层分布

自然电位、自然伽马测井曲线形态和特征与沉积相带及其储集砂体关系密切,它们对不同岩性地层特征响应十分敏感.利用自然伽马、自然电位同步减小的较大幅度评价识别渗砂层,指示划分水下分流河道主体沉积微相带;利用自然伽马、自然电位减小的幅度差评价识别低渗砂、致密砂层,指示划分水下分流河道堤泛(侧翼)沉积微相带;并以自然电位比自然伽马减小幅度的相对细小差异识别油水层.在安塞油田沿河湾地区长6自然伽马、自然电位曲线划分沉积相带及储层的应用中,建立了自然伽马、自然电位划分储层的下限标准,有效地评价了特低渗透储层沉积微相带及储层类型,提高和扩大了测井曲线的应用及效果.     

四川盆地西部富钾卤水水文地球化学特征及其成因意义探讨

四川盆地西部宫钾卤水以深层卤水形式赋存于地下４０００余ｍ的中三叠统雷口坡组四段（Ｔ２ｌ４）盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水与海水不同浓缩阶段相比，其中含Ｋ＋含量异常高，构成液态钾矿资源；Ｂｒ－、Ｉ－、Ｂ（３＋）、Ｌｉ＋等稀有组分也远超过综合利用工业品位，为优质化工原料水。富钾卤水为沉积变质和钾盐溶滤的复合成因，具有固夜态找钾的指示意义。本文为四川盆地固液态找钾提供了有价值的线索。     

重庆2008年7月21日强对流天气成因及其特征

对2008年7月21日重庆市一次强对流天气过程进行诊断分析,通过分析天气背景,雷达回波,并应用四维变分同化方法反演风场,研究了强对流天气的发展机制.结果表明:高层冷空气入侵和中低层低涡系统强盛的暖湿气流形成的辐合切变是发生强对流的主要原因.雷达观测具有明显的弱回波区和"逆风区";反演水平风场表现为低层强回波前部有一条辐合上升带,到中层辐合上升带与强回波区重合,高层则对应辐散区;从风场的垂直剖面来看,强对流后部为入流区,到达中部后,形成强烈的上升气流,低层辐合带和强烈的上升气流形成强回波.在前部弱回波区处存在强降水下落形成的出流,该气流与暖湿气流辐合造成了浅薄的出流边界.     

西藏雅鲁藏布江缝合带中段仁布豆荚状铬铁矿成因及构造意义

藏南雅鲁藏布江缝合带为目前国内铬铁矿储量最大的缝合带.本文报道了缝合带中段仁布蛇绿岩的豆荚状铬铁矿床,围绕矿床特征开展成因探讨,对缝合带的形成演化和成矿作用提供新制约.仁布蛇绿岩呈近东西走向带状产出,主要由近30个大小不等的地幔橄榄岩体组成.地幔橄榄岩体主要为经历不同程度蛇纹石化的方辉橄榄岩和少量纯橄岩.在纯橄岩和方辉...     

滨海含水介质胶体对垃圾渗滤液氨氮的吸附特征

根据天津含水介质的结构和组成,选择代表性的2种含水介质,分析了土样和胶体的主要物理和化学性质,系统测定不同胶体对氨氮吸附的动力学曲线和吸附等温线,并分析了胶体粒径、ζ电位、电泳淌度对吸附作用的影响。结果表明,含水介质胶体对氨氮的吸附动力学过程为对数曲线,其平衡时间约为20~24 h;不同胶体的吸附等温线均为直线型理想吸附,并且当水相中氨氮浓度低于一定浓度时,不但不产生吸附,反而使胶体中的残留氨氮释放出来;胶体颗粒细,比表面积大,表面能大,吸附能力就越大;胶体的ζ电位和淌度愈高,胶体的稳定性愈大,与铵离子接触的机会多,容易吸附铵离子。     

火山地区二维自然电位异常反演

将线性反演理论与正则化法相结合，提出一个火山地区二维自然电位（ＳＰ）异常反演方法．地下岩浆活动（对流体）是引起自电异常的极化源，反演的目的是计算地下视极化强度分布和极化源中心位置．可以通过用已知的各种资料改变地下极化源区域（简称源区）的方式来进行多次反演，以便获得一个比较合理的地下视极化强度分布模型．最后，分别给出意大利和墨西哥的两个火山地区的自然电位异常分析结果．     

欧拉梁动力反应初边值问题的微分求积解

动荷载作用下欧拉梁动响应的计算是一个初边值问题,通常很难得到解析解,传统数值方法一般是把空间和时间分别离散进行求解,计算相对复杂,效率也不高.针对分布动荷载作用下欧拉梁的振动偏微分方程,采用传统微分求积法,在空间和时间上同时进行离散;对于所有非0阶的初/边值条件,采用嵌入法在权系数计算中予以考虑.算例的数值结果与精确解的对比证明采用传统微分求积法处理此问题是可行的,而且是高效的.对于实际工程中的其他类似问题,该方法同样适用.