基于近似熵的中国西北地区干旱的非线性特征

从气候系统的复杂性角度出发,基于经验正交函数和近似熵方法,采用SPEI干旱指数,探讨1962-2017年中国西北地区干旱的时空分布特征及其非线性特征。结果表明:(1)1962-2017年中国西北地区SPEI的EOF第一模态空间分布呈"全区一致"型,第二模态空间分布呈"东正西负"型,结合第二模态时间系数,说明西北地区西部较年代际转折之前变得湿润,而东部较年代际转折之前有变干趋势,转折点约在1980年,且干旱存在2~3 a的周期特征;(2)中国西北地区20世纪80年代初转折后的干旱复杂度整体比转折前有所增大,可预测性降低,秋、冬季的复杂度大于春、夏季,其中冬季最大,夏季最小。     

潜水层一体化降水回灌设计方法研究

将降水工程抽取的地下水进行资源性回灌是高渗透性富水地层地下水控制中保护地下水资源的一种有效选择。当回灌场地受限离降水影响区域不够远时,降水与回灌可能存在耦合作用。基于潜水完整降水-回灌井群的浸润线方程,建立了一体化降水回灌井点群系统等流量近似理论解和等效大井近似理论解公式,并进行了误差分析。以北京某基坑工程为例,一体化降水回灌工程的近似理论解、数模分析、流量实测三者结果能互相符合,验证了公式的可靠性。给出了应用公式进行场地受限条件下一体化降水回灌设计问题的求解思路、求解步骤,建立了潜水完整井的一体化降水回灌设计方法。     

考虑二次散射的激光雷达近似方程与低能见度的激光探测

本文针对低能见度的激光探测问题,建立了考虑二次散射的近似激光雷达方程。并对该方程的一些普遍特性进行了分析和数值估计。最后,对该方程在低能见度探测中的应用进行了讨论。     

副热带圈和赤道太平洋海表温度年代际变更的海-气振子模型的研究

研究了海-气振子模型的时滞方程的模型,目的是创建一个有关海-气振子模型的非线性方程的渐近求解方法.借助同伦映射方法,研究对应问题近似解.本同伦方法是近似的的解析方法,它能进一步分析海-气振子的海表温度异常的其他性态.     

广义WKB法在波场模拟中的应用研究

针对地震勘探中的波场模拟和反演困难等问题,本文从二维波动方程出发,采用Fourier变换得到了赫姆霍兹方程,并创造性地提出了一种全新的近似解法－广义WKB法;该法可以更加近似赫姆霍兹方程,且它的解中包含WKB的近似值.数值模拟显示了WKB法与广义WKB求解的异同.结果表明：广义WKB法是WKB法的一种推广,在求解非线性波数问题时具有更好的优势.     

大洋环流模式中Boussinesq近似与静压近似问题的讨论

改进环流模式中的Boussinesq近似与静压近似是当前海洋环流模式的主要研究方向之一。虽然目前已提出一些在模式中包含非Boussinesq效应和静压效应的方法,但是仍有很多关键问题亟待解决。系统地回顾了改进这2个基本近似的理论分析和数值模式的研究进展,介绍了不同方法的理论基础及其数值分析结果,并分析了这些方法中所存在的缺陷和问题,指出了开展进一步研究需要首先分析的几个关键问题。     

海洋模式中Boussinesq近似误差讨论

根据全球增暖的特点,设计了一个理想的数值试验方案,用Boussinesq POP海洋模式和改进的非Boussinesq POP海洋模式定量讨论了Bousiinesq近似在海洋模式计算中的误差。结果发现,在只有热力驱动的热力环流背景下,由热膨胀引起的海平面上升在水平方向上是基本均匀的,在所给的初始边界条件下,这种由Boussinesq近似引起的最大海平面误差可以达到59％,在Boussinesq POP模式中,热源中心处的海面高度要远小于由非Boussinesq模式计算的海面高度,而其周围有虚假的海面高度下降;在只有加热引起的热盐环流过程中,当模式作了Boussinesq假设以后,计算的经向和纬向垂直环流都会产生虚假的加强,虽然这种误差只是在1％左右;在Bousiinesq近似假定下,热量经向通量在赤道上垂直剖面的积分误差比质量经向通量在赤道上垂直剖面的积分误差大一个量级;非Boussinesq模式计算的气压梯度所做功的垂向分布在3000m以下是有波动的,而Boussinesq模式计算的气压梯度所做功的垂向分布在3000m以下基本上是均匀的,它的误差在10％以上。     

基于Lowrank近似的TTI介质一步法qP波正演模拟

近年来,基于Lowrank近似的qP波正演模拟受到广泛关注。通常的Lowrank近似两步法波场外推虽然也能消除伪横波干扰,但是两步法依赖一个实值的相位函数,且在大时间步长不适用。基于Lowrank近似的qP波一步法波场外推方法具有处理复值相位函数的能力,对相位函数进行改进,加入速度梯度项,并成功应用于TTI介质qP波正演模拟。通过试验可知:基于Lowrank近似的一步法波场延拓具有传统两步法的优点,无伪横波干扰,在大时间步长波传播时比两步法更加稳定;各向异性情况下,一步法波场外推适用于任意倾角情况下,波场模拟结果清晰准确,没有发生不稳定。      

基于近似支持向量机的流体识别因子融合

通过叠前反演获得的单参数或组合参数都有一定的流体识别能力,但如何将多种流体识别因子有效融合是目前进行流体识别的一个难题.利用人工参与进行流体性质的综合解释是目前流体识别因子融合的主要途径,但这种方法人为干扰较大,不确定性强.鉴于此,本文提出了一种基于近似支持向量机的流体识别方法.该方法首先以实际工区测井资料为依据,优选出对工区内储层所含流体特征敏感的流体识别因子作为输入参数,然后通过近似支持向量机进行流体性质的判别,实例证明该方法的识别结果客观准确,是一种可靠的流体识别方法.     

正交各向异性介质中qP波入射的二阶近似反射系数与透射系数

地震波在各向异性介质中以一个准P波(qP)和两个准S波(qS1和qS2)的形式传播.研究三种波的相速度、群速度以及偏振方向等传播性质能够为各向异性介质中的正反演问题提供有效支撑.具有比横向各向同性(TI)介质更一般对称性的正交各向异性介质通常需要9个独立参数对其进行描述,这使得对传播特征的计算更为复杂.当两个准S波速度相近时具有耦合性,从而令慢度的计算产生奇异性.因此,奇异点(慢度面的鞍点和交叉点)附近的反射与透射(R/T)系数的求解不稳定,会导致波场振幅不准确.本文首次通过结合耦合S波射线理论和基于迭代的各向异性相速度与偏振矢量的高阶近似解,得到了适用于正交各向异性介质以qP波入射所产生的二阶R/T系数的计算方法.与基于一阶近似的结果相比,基于二阶近似的方法提高了qP波R/T系数的精度,能得到一阶耦合近似无法表达的准确的qP-qS转换波的R/T系数解,且方法适用于较强的各向异性介质.