基于OGC WPS的碳循环模型服务平台的设计与实现

 碳循环模型是模拟陆地生态系统,估计和预测不同尺度碳收支格局和变率的重要手段。但传统碳循环模型应用中存在数据处理量大、运算复杂、互操作性差、难以推广等问题。由开放地理信息联盟(OGC)制定的网络处理服务(WPS)标准为实现碳循环模型的发布、共享、重用与组合,促进碳循环模型的发展和应用提供了一种新的途径。本文遵循OGC WPS标准,以SOA设计了碳循环模型服务平台的整体架构,详细描述了平台模型接口设计、模型算法开发、WPS服务的封装与发布、平台浏览器客户端界面开发等关键环节的实现方法,为用户提供了碳循环相关数据和模型服务的发布、管理、调用、组合、异步交互、状态监控和结果可视化等功能。并以VPM模型服务链为应用实例,演示碳循环模型WPS服务开发、封装、调用和组合的方法,展示了该服务平台的功能。该平台的建立为我国碳循环模型研究的发展提供了技术支撑。     

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亚洲大地构造基本特征和演化规律

根据中国学者的开合构造观点,分析了亚洲大地构造基本特征和演化规律,提出“构造集群”、“构造运动程式”等一些新的认识。（1）亚洲划分为11个大地构造旋回并归纳为大陆基底形成、泛大陆和超大陆形成与发展以及现代板块构造与陆内演化三大阶段。（2）以23条俯冲带或碰撞带为骨干,划分了以西伯利亚陆块、古中华陆块、印度陆块和太平洋板块为核心的北亚、中亚、南亚和东亚4个构造集群,以及11个二级和86个三级构造单元。构造集群系指具有成生联系的陆块、大小不同的地块和各个时期造山带的聚合体;两个构造集群间存在一个构造结合区。（3）亚洲构造变形特点为：中亚构造集群基本呈东西向展布,分别受围绕西伯利亚陆块分布的向南突出的弧形构造和围绕印度陆块分布的主体向北北东突出的弧形构造（仅内弧出现了向南突出的喜马拉雅弧）的挤压,它们同时又被北北东向展布的东亚构造集群强烈改造,从而形成了复杂的构造格局,表明古中华陆块在亚洲大地构造演化中起着“中流砥柱”的重要作用。（4）亚洲大地构造时空演化与全球同步经历了哥伦比亚古陆、罗迪尼亚古陆和潘基亚古陆形成的3次重要造陆事件。在此过程中,中亚构造集群独具特色：哥伦比亚古陆1 850 Ma形成,稍早于南亚构造集群（1 800 Ma）和北亚构造集群（1 800~1 600 Ma）;罗迪尼亚古陆830 Ma形成,晚于南北两侧的900~1 000 Ma;潘基亚古陆210 Ma形成,也比全球普遍于250 Ma形成的时间晚。印支运动的广泛发育和强烈影响是中亚构造集群乃至亚洲最显著的特征。（5）总结出背向俯冲对接式、单向运移拼贴式和原地开合手风琴式3种构造运动程式。背向俯冲对接式的动因是地幔对流（软流圈对流或地幔柱对流）;单向运移拼贴式可能与地幔上升产生的地幔层流有关;原地开合手风琴式推测是深部地幔“热点”周期活动所致。     

ATOVS 不同卫星资料在台风模拟中的同化试验研究

利用美国国家大气研究中心(NCAR)开发的中尺度模式WRF(ARW)V3.2 及其三维变分同化系统WRF-3DVAR,以1011 号超强台风“ 凡亚比” 为个例,采用连续循环同化的方法对ATOVS 卫星资料进行同化试验,探讨了同化ATOVS 不同卫星资料对“ 凡亚比” 模拟的影响。结果表明,强度影响方面:同化ATOVS不同资料均可有效改善台风强度,台风中心海平面气压平均偏差从42 hPa 下降到18 hPa,但不同资料间的差异并不显著,平均在6 hPa 以内,这表明仅同化ATOVS 资料对台风强度的改善相对有限。路径影响方面:(1)不同卫星的同一种传感器资料效果略有不同,同化NOAA-18 和NOAA-15 的AMSU-A 资料效果较好,NOAA-16 的AMSU-A 效果较差;同化NOAA-15 和NOAA-16 的AMSU-B 资料效果相当,且均优于AMSU-A 资料。(2) 同一颗卫星不同传感器资料的差异较大,同化AMSU-B 资料的改善较为明显,HIRS-3 次之,AMSU-A较差,而同时同化不同资料并没有带来更为明显的改善。(3) 同时同化多颗卫星ATOVS 资料的试验表明,将多种资料引入到同化系统的同时,也带来相应的累积误差,因而仅同化一颗卫星可能比同时同化两颗或三颗卫星ATOVS 资料的效果要好。      

控制论与人工影响天气 III: 自然控制论在人工增雨作业中的应用框架

应用自然控制论的理论方法,提出人工增雨作业和效果检验的框架.它将事前和作业进行过程中的观测和预报、调控方案(滚动式的和有反馈回路的)、作业和效果检验紧密联系成一个整体系统,将调控方案提为最优化问题,并把不断的观测资料同化到滚动式预报模式和求优化之中.所提出的一种效果检验方法是比较客观和定量的.     

试论短周期幕式构造沉降对陆相断陷盆地高频沉积旋回的控制

近年来,在构造背景稳定的海相地层中,基于米兰科维奇旋回控制下的高频旋回逐渐成为进行地层精细划分、定年和探讨盆地演化的重要手段,并被逐渐尝试着应用到陆相断陷盆地中。但陆相断陷盆地为构造盆地,断裂构造理论以及大量地表、地下的构造、沉积现象都表明,在高频旋回沉积过程中可能存在着短周期幕式构造沉降的影响,这就使得在陆相断陷盆地中应用米兰科维奇旋回理论必须要考虑和去除这种影响。     

有机生物地球化学与晚新生代古全球变化研究

有机生物地球化学在古全球变化研究中的应用越来越受到重视。在古海洋学领域,表层海水温度、海洋初级生产力的大小及其种群结构的变化对全球碳循环的影响、海底甲烷释放等关键性科学问题都需要有机生物地球化学积极参与。有机生物地球化学也能在陆地古生态系统中植被的演变、C3与C4植物的消长变化、湖泊水体环境的变化等方面作出独特的贡献。文中简要评述了上述内容的研究现状。     

Phase Space Analysis: The Equilibrium of the Solar Magnetic Cycle

We present the results of a statistical study of the solar cycle based on the analysis of the superficial toroidal magnetic field component phase space. The magnetic field component used to create the embedded phase space was constructed from monthly sunspot number observations since 1750. The phase space was split into 32 sections (or time instants) and the average values of the orbits on this phase space were calculated (giving the most probable cycle). In this phase space it is shown that the magnetic field on the Sun’s surface evolves through a set of orbits that go around a mean orbit (i.e., the most probable magnetic cycle that we interpret as the equilibrium solution). It follows that the most probable cycle is well represented by a van der Pol oscillator limit curve (equilibrium solution), as can be derived from mean-field dynamo theory. This analysis also retrieves the empirical Gnevyshev – Ohl’s rule between the first and second parts of the solar magnetic cycle. The sunspot number evolution corresponding to the most probable cycle (in phase space) is presented.     

Statistical interrelation of 22-yr-long variations in the data on parameters of the Earth’s rotation and magnetic fields of the Earth and the Sun

By means of spectral analysis, oscillations have been detected in many-year time series of deviations in the duration of days from the standard that cannot be explained within the framework of existing gravitational theory. The solution of the problem of the origin and structure of these oscillations is associated with the essence of the phenomena taking place inside the Earth and the mechanisms of energy transfer by external fields and the Sun. The effect of the Sun on the Earth’s rotation also leads to the formation of a unified cyclic background, resulting in correlated oscillations in all shells of the Earth, as well as in its atmosphere and its nucleus. Ground magnetic fields of the Earth and the Sun play the leading role in the abovementioned unified cyclic process. The results of spectral autoregressive and wavelet analyses of experimental data concerning deviations in the duration of days from the standard in the years 1832–2006, ground geomagnetic field intensities in 1832–2006, and the mean magnetic field of the Sun during the period from 1975 to 2005 have been discussed in this paper to reveal and compare correlating oscillations. To analyze a short-period (31-yr-long) series of daily data on the mean magnetic field of the Sun, the results of wavelet transformations (the Morlet wavelet) of the detected amplitude of a burst envelope with a carrier frequency of 13 cycles/yr have been obtained.