基于Broyden方法的不对称与对称周期解延拓算法与应用

考虑周期解的数值延拓问题并提出基于Broyden拟牛顿法来延拓周期解的一种有效算法,先后以布鲁塞尔振子、平面圆型限制性三体问题(Planar Circular Restricted Three-Body Problem, PCRTBP)的周期解为例进行了验证.这里的Broyden方法包含线性搜索、正交三角分解求线性方程组的步骤.对一般的周期解,周期性条件方程组中含有周期作为待延拓参数,可用周期来决定积分时长,将解代入周期性条件得到积分型的非线性方程组,利用Broyden方法迭代延拓直至初值收敛.根据两次垂直通过一个超平面的轨道是对称周期轨道的性质,可采用插值的方法求得再次抵达超平面的解分量,得到周期性条件方程组,再用Broyden方法求解.结合哈密顿系统的对称性和PCRTBP周期轨道的一些分类,对2/1、3/1的内共振周期解族进行了数值研究.最后,对算法和计算结果做了总结和讨论.     

城市地下空间全寿命风险分析与防控体系构建

城市地下空间开发利用过程中安全事故频发,危害极大,为了有效减少事故的发生并降低损失,对其全寿命周期中的规划选址、水文地质勘察、工程设计、建设施工、运营维护等各个重要环节进行主要风险因素辨识及相应事故分析,指出各因素之间存在的相互影响关系。建立了安全评价指标体系,提出多因素、多方法的综合风险评价方法,并通过具体实例进行可行性验证。在此基础上针对城市地下空间的开发利用,构建 “全周期、全体系、全系统”的风险防控技术和管理体系,为保障城市地下空间项目的顺利实施提供科学合理的思路和方法。     

GPS时间序列及其对昆仑山口西 8.1级地震的响应

采用GIPSY软件解算的站点坐标时间序列,对我国25个GPS基准站的观测数据进行了分析. 结果表明, 该时间序列存在明显的趋势变化,经向坐标与纬向坐标的趋势变化反映了各站点在全球板块中的运动; 垂直方向的趋势变化揭示的可能是大尺度的构造信息, 也可能是站点周围局部运动的反映. 分析还表明,该时间序列存在明显的近乎1年的年变周期,但具体原因还有待于进一步研究. 最后, 就该时间序列对昆仑山口西8.1级地震的响应进行了分析. 结果表明:GPS时间序列对该地震的孕育过程反映明显,并根据时间进程及异常特点将昆仑山口西8.1级地震的孕育过程分为3个阶段: 块体受力状态的变化、应力积累和能量的快速积累与缓慢释放. 在8.1级地震孕育的初始阶段和临震、同震及震后恢复阶段, 垂直方向的异常占据主导地位,初始阶段垂直方向的异常运动导致断层间闭锁; 而在地震孕育的中期,各块体间水平方向的差异运动则占主导地位,它是引起能量在断层闭锁段积累的重要原因.       

河南省经济增长周期性分析研究

文章运用区域经济波动周期理论和时间序列分析的有关方法,分析了河南省区域经济增长的周期性特征。结果表明,从1952～2002年,河南GDP增长存在着7年左右的小周期,15年左右的中周期,21年左右的大周期。而且随着时间的推移,经济周期的波动幅度逐渐趋缓,反映出经济增长的稳定性增强。     

40～30 ka BP中国特殊暖湿气候与环境的发现与研究过程的回顾

40～30 ka BP在过去被认为是末次冰期的间冰阶,温度稍高,但仍在冰期内.20世纪90年代西昆仑山古里雅冰芯记录研究首次指出,当时气温可能高出现代4℃,即为以前所不知的间冰期.追踪同期湖泊沉积,孢粉与古生物,黄土与沙漠地区古土壤,石灰岩洞穴中石笋,古河道,滨海地区海相沉积等多种记录,集成研究表明,当时青藏高原与西北干旱区有许多淡水大湖,降水量远比现代丰沛,导致外流水系扩大,如青海境内的黄河上游水系形成.暖湿的气候条下,森林分布区向北向西大范围扩展,华南热带喜湿热的陆均松(Dacrydium sp.)北界移至22°～24°N,表明当时热带气温高于现代2℃左右,降水量也有较大增加.长江下游石笋资料和北方半干旱、半湿润区的植物、古土壤、河道沉积资料均表示降水增加,森林覆盖度大.由于冰川和极地冰盖萎缩,海平面上升,给合若干地区地面沉降,海河下游、长江三角洲和珠江三角洲均出现相当规模的海侵.上述涉及全中国的特殊暖湿环境的形成与地球轨道运行岁差周期变化导致中低纬度日射增强,致使温度升高,季风区与西风带降水量都有显著增加关系密切,而植被改善又对温度和湿度有正反馈作用.     

长江流域水沙周期特征及可能影响原因

运用小波变换的方法研究了长江流域干流站(屏山站、宜昌站、大通站与汉口站)以及位于支流嘉陵江流域的北碚站近40年来月均流量与输沙率,研究认为:(1)水利工程(本文主要指水库)对下游河道输沙率的影响远远大于对流量的影响;(2)葛洲坝是低水头径流式发电站,对下游流量变化影响不大,虽然在建库初期对输沙率有一定影响,导致下游河床下切,但远未达到使输沙率固有的1年周期受到影响的程度;(3)三峡大坝的建设已经对下游输沙率产生严重影响,使其固有的1年周期消失,但三峡大坝下游河道输沙率对这种影响的响应与距三峡大坝的距离成反比,即愈往下游,输沙率受三峡大坝的影响愈小;(4)输沙率变化对水利工程影响的敏感程度受流域尺度的影响,流域尺度越大,其反应就愈迟钝,反之亦然。     

东亚冬季风指数的分类和比较

在回顾了2009年以前定义过的冬季风指数的基础上,按照定义要素的不同,进行了分类及序列延长计算,并将现有的冬季风指数分为海陆气压差类(4个)、高压特征类(3个)、风场特征类(9个)、环流特征类(4个)和综合类(2个)。研究了这些冬季风指数的年际及年代际变化趋势及其周期变化,分析了各指数之间的相关性,以及冬季风指数对中国冬季大陆气温变化的指示性。结果表明:东亚冬季风存在缓慢减弱的变化趋势,主要呈现出准6a,准11a和准17a的周期振荡特征。同类别指数之间的相关性要优于不同类别的。东亚冬季风指数与中国冬季大陆气温相关性普遍好的地区主要在河套及内蒙古中部、华南和东南沿海、四川盆地等。     

基于二次曲面的周期拟合GPS高程模型的研究

为了改善GPS大地高向正常高转换的精度,提出了基于二次曲面的周期拟合解算GPS高程异常的新思路.首先用二次曲面函数拟合消除趋势项,然后通过离散傅立叶变换提取频率信息,从而获得各种不同周期函数,高程异常值可以通过各种不同周期函数的叠加未获得.实际数据表明该方法不仅计算简单而且较常规的拟合模型有较好的应用价值.     

基于土层结构的场地分类方法

本文在详细研究了不同土层结构在不同地震动输入下的地表反应谱的平台值和特征周期的基础上,提出了基于土层结构的场地分类的初步方案。本方案给出了在现行建筑抗震设计规范四类场地划分的基础上,进一步考虑软弱夹层在底部、中部和上部3种情况的场地分类方法。本文的结果对进一步推动场地分类的研究具有一定的意义。     

冬季黑潮延伸体海表温度对阿留申低压活动的双周期响应

Based on our previous work, the winter sea surface temperature(SST) in the Kuroshio Extension(KE) region showed significant variability over the past century with periods of ~6 a between 1930 and 1950 and ~10 a between1980 and 2009. How the activity of the Aleutian Low(AL) induces this dual-period variability over the two different timespans is further investigated here. For the ~6 a periodicity during 1930–1950, negative wind stress curl(WSC)anomalies in the central subtropical Pacific associated with an intensified AL generate positive sea surface height(SSH) anomalies. When these wind-induced SSH anomalies propagate westwards to the east of Taiwan, China two years later, positive velocity anomalies appear around the Kuroshio to the east of Taiwan and then the mean advection via this current of velocity anomalies leads to a strengthened KE jet and thus an increase in the KE SST one year later. For the ~10 a periodicity during 1980–2009, a negative North Pacific Oscillation-like dipole takes2–3 a to develop into a significant positive North Pacific Oscillation-like dipole, and this process corresponds to the northward shift of the AL. Negative WSC anomalies associated with this AL activity in the central North Pacific are able to induce the positive SSH anomalies. These oceanic signals then propagate westward into the KE region after 2–3 a, favoring a northward shift of the KE jet, thus leading to the warming of the KE SST. The feedbacks of the KE SST anomaly on the AL forcing are both negative for these two periodicities. These results suggest that the dual-period KE SST variability can be generated by the two-way KE-SST-AL coupling.