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...     

苏门答腊中部Panti早始新世S型花岗岩地球化学特征及其新特提斯构造意义

苏门答腊地处特提斯构造域与印度洋岛弧系统之内,区内广泛发育中-新生代火成岩.这些火成岩对特提斯构造带的延伸及界定具有重要意义,但目前对于苏门答腊岛的研究程度较低.本文选取苏门答腊岛中部Panti地区的花岗岩进行了岩相学、锆石年代学、锆石原位Hf同位素和全岩地球化学研究.年代学研究表明,Panti花岗岩锆石U-Pb年龄为...     

ENVISAT-1卫星测高数据编辑标准的研究

介绍了环境卫星(ENVISAT-1)的基本情况及其主要技术参数,在借鉴其他卫星测高数据编辑标准和大量统计基础上,制定了ENVISAT-1卫星的数据编辑标准,包括冰标志和S波段异常的确定,并给出了各改正项合理的限值。     

泥河湾盆地洞沟剖面的光谱光度时间序列

泥河湾盆地东部的洞沟剖面出露一套以湖相为主的地层,其顶部覆盖了末次间冰期古土壤与末次冰期黄土。测量了该剖面的光谱光度和磁化率,结果显示,亮度(L*)随深度的变化趋势基本与色度a*、色度b*相反,即低亮度值对应高色度值。砂层的亮度值相对低,而质量磁化率高。亮度记录可以与洛川黄土剖面的磁化率记录对比,即亮度低值段可与磁化率高值段对比,这可能源于两者都受东亚季风的控制。对比后获得了30个时间控制点,在此基础上,建立了洞沟剖面测量参数的时间序列。谱分析表明,各参数的时间序列显示了主要的米兰科维奇周期,这显示泥河湾古湖沉积物对古气候的周期性变化敏感。     

基于分布式检测与决策融合的海底油气管线检漏

利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测。试验水管和天然气／凝析油管线现场数据分析表明此算法不仅降低了误报警概率,且对流体在输送过程中动态变化具有稳健性。     

利用臭氧氧化发光光谱特征检测水质污染

利用不同的污染物质在被臭氧氧化时发光特性不同的原理检测水质污染。检测出来的发光光谱与不同污染源的特征光谱进行对比,辅助发光时序等特征,检测几种污染物的含量和确定污染源。对涉及的有关技术问题进行了探讨。     

应用光谱扫描技术进行海上石油污染责任的判定

文章介绍了应用光谱扫描技术对被测油品进行鉴别的实验方法,操作简便、快速,所得谱图直观反应实验结果,可以为海洋环境管理提供很好的技术支持。     

细菌胞外多糖的研究进展

多糖在自然界高等植物、藻类、细菌及动物体内均有存在,分布极广。通常植物和藻类来源的多糖较为普遍,但近些年来,微生物来源的多糖越来越引起人们的广泛注意。尤其是细菌和真菌的胞外多糖,因其易于分离纯化而且产量高等优点在工业生产中颇受人们青睐。     

估值类数据同化方法中背景场的确定——三维可分离的情况

以相关性为基础,详细研究了估值类数据同化方法中背景场的确定问题,并以渤海3月份到7月份的温度场为例,具体说明了如何确定背景场:当要素场在水平方向和垂直方向上可以进行分离变量时,背景场的确定可以通过单独确立水平相关性与垂直相关性完成。研究表明:(1)当没有温跃层时,温度在垂向上的相关是沿着整个深度的;(2)当有温跃层时,温度在垂向上的相关应该限定在上准等温层的下界;(3)在温度的垂向分布方面,其相关性与温跃层有着对应关系,对比相关性与温跃层可以看出,垂向相关性与温跃层位置的变化趋势一致。