Influences of the NAO on the North Atlantic CO_2 Fluxes in Winter and Summer on the Interannual Scale

The differences in the influences of the North Atlantic Oscillation (NAO) on the air–sea CO_2 fluxes (f CO_2) in the North Atlantic (NA) between different seasons and between different regions are rarely fully investigated. We used observation-based data of f CO_2, surface-ocean CO_2partial pressure (p CO_(2sea)), wind speed and sea surface temperature(SST) to analyze the relationship between the NAO and f CO_2 of the subtropical and subpolar NA in winter and summer on the interannual time scale. Based on power spectrum estimation, there are significant interannual signs with a 2–6 year cycle in the NAO indexes and area-averaged f CO_2 anomalies in winter and summer from 1980 to 2015. Regression analysis with the 2–6 year filtered data shows that on the interannual scale the response of the f CO_2 anomalies to the NAO has an obvious meridional wave-train-like pattern in winter, but a zonal distribution in summer. This seasonal difference is because in winter the f CO_2anomalies are mainly controlled by the NAO-driven wind speed anomalies, which have a meridional distribution pattern, while in summer they are dominated by the NAO-driven SST anomalies, which show distinct zonal difference in the subtropical NA. In addition, in the same season, there are different factors controlling the variation of p CO_(2sea)in different regions. In summer, SST is important to the interannual variation of p CO_(2sea)in the subtropical NA, while some biogeochemical variables probably control the p CO_(2sea) variation in the subpolar NA.     

珠江口磨刀门水道盐度变化对水文气象要素的频率响应特征

以2010年11月-2011年3月磨刀门水道挂定角、联石湾、竹排沙、平岗和竹银5个测站的盐度、马口水文站流量、三灶站潮位和竹银站的主流向风速为基本数据,应用偏相干谱估计方法分析了各测站盐度变化对潮汐、流量和风的频率响应。经验诊断分析结果表明:1)马口站入海径流存在准1日、半日、1/4日和1/3日等显著的潮致振荡周期;2)各测站盐度变化与潮汐主要振荡周期并不一致,沿磨刀门水道向上游,潮汐对盐度变化的影响递减,竹银站盐度可作为潮汐直接作用下咸潮上溯的平均上限位置;3)消除潮汐和径流的影响后风对盐度变化的作用明显加强;4)各测站盐度变化对潮汐、流量与风的响应过程存在时间超前或滞后但无特定规律,说明磨刀门水道盐度变化过程十分复杂。     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

Tsallis熵和改进CV模型的海面溢油SAR图像分割

为了解决海洋表面溢油监测中合成孔径雷达(SAR)图像分割精度不高的难题,提出一种基于Tsallis熵多阈值分割与改进CV(ChanVese)模型相结合的海面溢油图像分割方法。首先采用基于Tsallis熵的多阈值选取算法对海面溢油图像进行粗分割;然后分别将得到的溢油区域和溢油粗略轮廓作为CV模型的局部区域和初始轮廓,以降低CV模型的场景复杂度及其对初始条件的敏感性。CV模型仅考虑了图像各区域的均值信息而没有考虑图像的局部信息,尽管能够得到渐进型边界图像,但其分割结果存在误差。本文采用了加入移动因子的改进CV模型降低分割误差,提高收敛速度。实验结果表明,提出的海面溢油SAR图像分割方法具有分割边界定位准确、运行高效和无需设置初始条件等优点。     

熵理论视角下的生态安全研究

生态危机产生的深层原因是人类经济活动产生的过量熵增,导致自然界产生了过多的熵,复合生态系统进入高熵状态。以熵理论为指导,首先通过建立复合生态系统的熵变模型,判断系统是处在安全、临界还是危机状态,然后对人类社会生态安全的演变进行了熵分析。最后提出克服熵增、实现负熵的途径,即构建低熵发展模式,遵循自然生态规律,发展生态产业,加强生态教育,建立生态安全风险防范体系等,由此来规避生态风险,化解生态危机,维护我国的生态安全。     

基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法研究

针对遥感专题类别信息的机理问题,从土地覆盖参考数据的偏差程度对分类精度的影响角度,提出了一种基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法。引入判别空间模型概念,基于此模型生成土地覆盖数据类别,并分析了土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差出现的深层次原因;计算信息类别与数据类别的对应关系矩阵,据此得到二者的条件熵,实现对土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差的量化;根据信息类别与数据类别的条件熵计算修正判别变量的权重因子,实现基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类。采用一景SPOT-5影像进行分类实验,并利用同一地区的Landsat 5TM影像进行方法验证。实验表明,条件熵加权修正方法使土地覆盖分类精度有了显著提高,并对不同分辨率的遥感影像具有适用性。     

内蒙古赤峰四家子盆地张家口组火山岩稀土元素特征及成因

根据最近几年开展的1∶5万区域地质调查获得的新资料,确认了内蒙古自治区赤峰地区四家子盆地张家口组的存在。四家子盆地晚侏罗世张家口组火山岩广泛分布。张家口旋回火山岩属高钾钙碱性岩石系列,火山岩岩性为流纹岩类、粗面岩类和粗安岩类。张家口火山旋回可分为三个亚旋回。张家口旋回火山岩稀土总量较高,稀土分布模式呈右倾型,轻稀土分馏作用高于重稀土的分馏作用,为轻稀土富集型,总体显示弱负铕异常、弱的负铈异常。稀土元素具有陆内火山岩的基本特征。结合同位素年代学研究成果和其他岩石地球化学资料,综合研究及分析表明,张家口组火山岩成岩物质主要来源于地壳,火山岩的成因以部分熔融为主。     

南海岩石圈厚度变化特征及其构造意义

地震层析资料表明,南海地区,自红河口向南经南海、苏录海到苏拉威西海,岩石圈速度低,底部横波速度仅4.4km/s,岩石圈厚度在60～80km,为薄岩石圈地区;而软流层的速度也较低,在4.2～4.4km/s,但厚度较大,大于200km。从红河—莺歌海断裂带经南海到苏录海,存在一条北西向宽约200km的上地幔北西向低速带,速度在4.05～4.25km/s(面波速度)。它反映了新生代南海地区上地幔的动力学过程。南海岩石圈厚度变化存在明显差异,南海陆缘,岩石圈厚度在70～80km,而在南海洋盆之下,岩石圈厚度超过100km,岩石圈底部存在高速岩石层,并且洋盆下的岩石圈之厚度比大陆边缘厚,在海盆岩石圈下部的60～80km深度上存在一高速层,纵波速度为8.2～8.3km/s。特别是中央海盆及西北海盆与西南海盆,其下部岩石圈中均存在一高速岩石层,这是非常具有构造意义的。由此笔者提出大陆岩石圈裂离、上地幔因减压而部分熔融所产生的基性岩浆形成南海新生代洋壳的猜想。     

基于熵权的五元联系数法在郑州市水资源丰富程度评价中的应用

针对水资源丰富程度评价中的不确定性及水资源分布特点,将集对分析中的五元联系数法应用于水资源丰富程度评价。在确定各评价指标的权重时,将信息论中的熵值理论引入该模型,运用信息熵所反映实测数据的效用值计算各评价指标的权重。通过对郑州市的实例应用表明基于熵权的五元联系数法计算简便,评价结果合理,为水资源丰富程度评价提供了一种简单而实用的评价方法。     

A three‐point time discretization technique for parabolic partial differential equations

The Crank–Nicolson scheme has second‐order accuracy, but often leads to oscillations affecting numerical stability. On the other hand, the implicit scheme is free from oscillation, but it has only first‐order accuracy. In this work, a three‐point discretization scheme with variable time step is presented for the time marching of parabolic partial differential equations. The method proposed has second‐order accuracy, is unconditionally stable and dampens spurious oscillations of the numerical results. The application and effectiveness of the new method are demonstrated through several numerical examples. It is shown that, unlike the Crank–Nicolson method, the approach proposed produces no oscillatory response irrespective of the time step adopted. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.