未来黄、东海营养盐浓度变化情景预测

本文基于FGOALS(Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model)对未来气候情景的预测结果,结合千年生态评估的未来两个情景下的河流营养盐载荷特征,利用黄、东海水动力模型和生态模型并采用降尺度的方法对未来黄、东海营养盐的分布特征进行情景预测。结果表明,两个情景下未来河口邻近海区营养盐浓度将显著增加,富营养化加剧;GO(Global Orchestration)情景下,河流无机氮载荷增幅较大,夏季黄海中部无机氮浓度明显升高;AM(Adapting mosaic)情景下,由于河流无机磷载荷增幅较大,海区氮磷比有所下降,夏季黄海中部表层无机氮浓度降低,而在底层升高。通过敏感性实验并结合收支分析对各海区水动力条件未来变化、河流载荷变化的相对贡献进行了评估:相对于水温和水动力环境改变,河流营养盐排放量的增长是未来营养盐浓度增加的主要原因。营养盐收支分析表明,未来对流和混合输运的变化有助于黄海营养盐浓度的增加,夏季生物量升高造成更多碎屑沉降并在底层矿化使得层化季节冷水团底部营养盐浓度增长;长江口邻近海区营养盐浓度增长主要受冲淡水羽流的影响;净初级生产增加加剧了营养盐的消耗。     

海洋初始状态对预报2002/03年中太平洋型厄尔尼诺事件的作用

2002/03年厄尔尼诺事件,是暖海温中心出现在赤道中太平洋区域的一种新型厄尔尼诺,即中太平洋型厄尔尼诺。本文基于一个厄尔尼诺预测系统,利用三组回报试验来详细区分海洋表层和次表层初始状态对预报2002/03年中太平洋型厄尔尼诺事件的作用,并由此来探寻对预报厄尔尼诺演变过程最有利的初始条件。回报试验分为三组:(1)仅同化海表温度观测(sea surface temperature;简称SST)来优化海洋表层初始状态(Assim_SST);(2)仅同化海表高度观测(sea level;简称SL)来更新海洋次表层初始状态(Assim_SL);(3)同时同化SST和SL观测来一起更新海洋表层和次表层初始状态(Assim_SST+SL)。回报试验结果表明,三种不同的初始条件都可以使模式提前一年成功地预报2002/03年厄尔尼诺事件,并且"Assim_SST+SL"回报试验的效果最好。三组回报试验结果间的对比表明:海洋表层和次表层初始状态均对成功地预报该事件有重要作用,但其作用分别集中在事件发展的不同阶段。精确的海洋表层初始状态更容易激发模式预报出一次厄尔尼诺事件,而更合理的海洋次表层初始状态则能有效地提高厄尔尼诺事件预报的强度。     

山东沿渤海地区百年一遇高潮位影响人口的预测

预测山东沿渤海地区百年一遇高潮位影响人口,可为政府制订对策保护影响人口提供科学依据。利用模型方法预测 2030年、2050年和 2100年百年一遇高潮位高度值。利用地理信息系统方法识别百年一遇高潮位影响区、预测影响人口。研 究结果如下：如果不对百年一遇高潮位采取防范措施、不考虑百年一遇高潮位持续时间和不考虑人口自然增长,山东沿渤海 地区百年一遇高潮位影响人口,2000年、2030年、2050年和 2100年年分别为 86. 79伊10 4 、93. 33伊10 4 、97. 43伊10 4 和 115. 40伊10 4 人。 研究结果表明：（1 ） 影响人口占沿海地区总人口的比例大,2000年、2030年、2050年和 2100年年分别为 10. 34% 、11. 13% 、 11. 61% 和 13. 75% ;（ 2 ） 影响人口相对集中,主要分布在寿光、东营、昌邑、广饶、垦利、河口和寒亭地区,占 85% ~90% ; （ 3 ） 由于影响区范围不断扩大,影响人口逐年增多,增加的影响人口相对集中,主要分布在东营、沾化、寿光、广饶、无 棣、河口和垦利,占 93. 48% ~94. 63% ; （4 ） 影响区抢险、自救和逃生困难不断增大,从 2000年到 2100年,影响区内岸线附 近的水深将增加 0. 47~1. 19 m;（5 ） 人口密度大、地形坡度小的河口、垦利、东营、广饶和寿光是百年一遇高潮位影响人口 多、随平均海平面上升影响人口增加快的地区,应给予特别关注。     

海洋能源获取、传输与管理综述

海洋能源获取、传输与管理是实现海洋透明化的关键技术。以能源获取的方式进行分类调研,分析探讨国内外海洋能源的获取、传输与能源管理方法,以及各个方式的优缺点,并对能源获取、传输与管理进行核心技术分解,对比我国研究现状得出各个技术与国外现有差距,预测我国在该技术领域的未来发展趋势。     

冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析

由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构。多年现场观测发现,该类结构存在显著的冰激振动现象。冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应,还会引起明显的导管架管节点交变应力。在结构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的。对于直立腿抗冰结构,精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟。基于多年的现场监测,首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程;其次,提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程;最后,选取渤海某典型直立腿平台,利用ANSYS数值模拟,对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤,进而计算出疲劳寿命。本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础。     

融合GNSS气象参数的PM2.5随机森林预测模型

针对PM2.5浓度的预报问题,该文结合国家GNSS服务(IGS)分析中心获取的北京房山站的气象数据及同期的PM2.5实测数据,分析了气象因子和环境污染物因子对PM2.5浓度的影响,并提出 了基于随机森林算法的PM2.5浓度预测方法,建立了融合GNSS气象参数的PM2.5随机森林预测模型.实验结果表明:该算法的时效性达6 h,在一定精度范围内能够取得较好的预测效果,同时能够有效地抑制过拟合的现象.     

InSAR技术支持下的高速铁路沿线沉降监测与预测

针对盘营铁路专线、哈大铁路专线沿线沉降监测研究较少,采用InSAR技术获取了研究区地表形变信息,还对其进行了相关分析.用SBAS-InSAR对35景Sentinel-1A SAR数据进行处理,获取VV、VH极化下的年均沉降速率及沉降序列;以年均沉降速率为研究对象,进行沿线沉降特征分析及交叉验证;利用小波变换对沉降序列降噪处理,用改进BP神经网络对降噪后沉降序列预测分析.研究结果表明,研究区内高速铁路沿线共监测出6个明显沉降区域,最大沉降速率达50mm/a;两种极化年均沉降速率具有较高的一致性,降噪处理后的沉降序列更加平滑;改进BP神经网络具有较高的收敛速度,其预测精度有较大提高.     

我国警用地理信息系统建设的实践与思考

针对大数据时代新技术对我国警用地理信息系统(PGIS)发展所带来的巨大冲击和挑战,该文回顾了我国公安机关20世纪90年代中期以来在PGIS实践探索方面所经历的4个阶段主要发展历程;分析了 当前PGIS发展所面临问题、挑战及与国外的应用差距;提出了 PGIS后续技术优化升级与应用生态体系构建、警务时空大数据关键技术研究、学科建设、国外先进技术引入及本地化优化等相关建议.指出今后PGIS技术研究和应用重点,将从当前以警务地理信息资源共享、可视化管理与空间查询应用为主的阶段,逐步向基于云的警务时空大数据分析与犯罪预测阶段发展过渡.     

基于小波变换和灰色模型的变形监测数据分析

变形监测数据中噪声等随机扰动的存在导致传统GM(1,1)模型的预测性能较差,难以满足实际工程应用要求.提出一种基于小波变换和灰色理论的变形监测数据分析方法.首先,根据最小熵准则自适应确定最优小波分解尺度;然后,利用小波变换对变形监测数据进行噪声抑制,消除扰动误差;最后,对噪声抑制后的变形监测数据进行灰度建模,利用GM(1,1)模型对未来形变进行预测.采用两例典型实例对所提小波GM(1,1)模型和传统GM(1,1)模型的建筑物形变预测性能进行对比评估,结果表明所提方法能够获得更高的预测精度,对不同数据的适应性和泛化能力更强,可满足实际工程应用需求.     

基于ForcTT模型的牡丹始花期预测

选取山东菏泽市1981—2010年的牡丹始花期资料和气象资料,应用气候倾向率和Mann Kendall突变法等统计分析法探讨了牡丹始花期与气象条件的关系,利用ForcTT模型模拟了牡丹的始花期。结果表明：①随着气候变暖,菏泽牡丹始花期以4.4 d/10a的趋势逐年提前,并在1996年发生了一次突变。1981—1996年牡丹始花期主要集中在4月下旬,处于偏晚时期,1997—2010年始花期主要集中在4月中旬,有所提前。②牡丹花期发生的早晚主要受牡丹开花前1个月（3月）平均气温的影响,而且牡丹始花期和3月份平均气温的突变节点一致,其次是2月平均气温的影响,3月仅日照时数对牡丹花期有一定的影响,降水对牡丹花期无明显影响。③采用ForcTT模型预测牡丹的开花期时,最佳的开始日期为2月1日,最佳的基础温度为1 ℃时,平均误差为1.29天,最小偏差为1.73天,而当开始日期为2月1日,基础温度为3 ℃时的平均偏差和最小偏差均在2天之内,也再次验证了2月和3月的气温对牡丹始花期的影响较大。