Self-Organized Criticality Model of Solar Plasma Eruption Processes

We propose a new two-dimensional self-organized critical model of eruption process based on the concept of magnetic elements. Solar flares are considered as avalanches of annihilations of magnetic elements. This approach allows to describe eruptive processes in the solar atmosphere in the physically clear manner and easily simulate their basic properties. The model proposed yields a power law distribution of flare energy in a good agreement with observations. One can also expand the model to take into account new factors and ideas. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

成矿动力系统在混沌边缘分形生长——一种新的成矿理论与方法论(上)

“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”理论是笔者将复杂性理论及非线性科学与矿床地质学相结合 ,对中国扬子古陆周缘六个矿集区的基本范式进行长期系统研究所取得的总结性成果。研究指出 ,成矿系统总体上是开放、远离平衡、时空延展的动力学系统。它们具有复杂性和自组织临界性的内禀基本属性 ,并且在混沌边缘分形生长。该理论以“地质作用与时 空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念作为根本立足点 ,建立起一种具有普适性的理论框架。然后进一步将其具体化为三大组成部分 ,即 ( 1)矿床的动力学属性 ,( 2 )矿床地质学场 ,( 3 )成矿系统的演化。体现了成矿作用 (其核心为成矿作用动力学 )、空间结构 (矿床地质学场 )和时间结构 (成矿系统的演化 )三位一体的整体耦合与交织 ,从而又使该理论具有包容性。在此基础上进而归纳出“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”的 5项判定准则以及表征这些准则的 10项相应的动力学行为特征。最后笔者提出“矿质局部活化导致成矿的发生”的命题 ,拟定了“成矿的发生”的重要科学问题 ,以“元胞非线性网络”(CNN)作为复杂性的范式 ,定量揭示成矿的发生 ,并对矿床在混沌边缘作精确定位 ,对“成矿动力系统在混沌边缘”理论作进一步的延伸、深化与发展。该理论在矿?     

地质作用的自组织临床界过程动力学：地质系统在温沌边缘分形生成（下）

笔者对复杂性科学中的自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌四大理论和研究领域就其发展现状和最近动态作用的巨大耗散动力学的时－空演化这个统一事物的本质的面面观。笔者进一步将四者的相互关系归纳成一个重要垢例题：自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时－空演化服从“自组织临界过程动力学”并且系统“在混沌边缘分形生长。”地 自然界中的一种既十分重要,又异常复杂的开放、远离平衡、相互作用的     

中国自然灾害灾情统计与自组织临界性特征

基于自组织临界性(SOC)思想,在分析中国自然灾害灾情统计特征的基础上,分析并揭示了中国自然灾害灾情的自组织临界性特征。在此基础上,建构了中国自然灾害灾情(包括松花江等七大流域洪涝灾害受灾县数、洪涝灾害伤亡人数、干旱伤亡人数、各类自然灾害总的伤亡人数等)标度-频度分形关系模型。最后指出,中国自然灾害灾情的自组织临界性特征是客观存在的,而标度-频度的幂律值则是一个相对值。     

颗粒物质中的崩塌现象

沙丘发育和前移、泥石流、雪崩、地震等诸多自然现象和自然灾害都与颗粒物质的崩塌有着紧密的联系。Bak等提出的元胞自动机模型(简称BTW模型)、Kadanoff提出的广义LL模型(loca llimited model)、Manna提出的随机性自动元胞机模型(stochastic automaton)和Wiesenfeld等人提出的决定性元胞自动机模型(deterministic automaton)模拟沙堆崩塌现象, 各有成功之处, 在一定程度上反映了颗粒崩塌的某些非线性特征, 然而, 都局限于一定的实验和模拟条件, 与实际结果尚有相当的差距。迄今并没有一个普适的理论概括颗粒物质的崩塌现象, 有待深入的实验和理论分析。笔者在调研和分析大量文献后, 对今后如何研究沙堆崩塌现象提出了一些看法。     

The identification of an appropriate Minimum Inter‐event Time (MIT) based on multifractal characterization of rainfall data series

Different hydrological models of sediment entrainment, infiltration, overland flow production, soil loss, landslide occurrence, among others, need rainfall events data. The Minimum Inter‐event Time (MIT) used to separate rainfall events affects their properties. Therefore, it is highly important their correct definition. Various event definitions are commonly used in hydrology, and a high variety of MIT is applied. In this work, an easy method is proposed for deciding the proper MIT in a certain place when dealing with hourly rainfall data series. This new methodology is based on the scale invariance properties of rainfall, analysed with both multifractal and Self‐Organized Criticality theories. The similarity between some parameters from both analyses allows picking out the more appropriate MIT for the hourly rainfall data sets analysed, in Malaga (Southern Spain) and Bullileo (Central Chile). The method can be applied for different rainfall time resolutions according to the purpose of the model that needs the rain event information. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

软岩饱水试验与软化临界现象研究

针对华南地区广为分布的“红层”软岩遇水软化问题,选择粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等典型软岩为研究对象,在软岩饱水软化试验的基础上,采用“自组织临界性”理论深入分析了软化试验中的临界现象,结合软岩物理力学性质、微观结构以及水溶液离子浓度变化的试验结果,得出：在饱水3个月和6个月时,对应于所研究软岩软化的临界时间点,其物理、力学性质与水溶液离子浓度的变化在前3个月内变化幅度较大,3个月后较为平缓,并可能出现波动,6个月后开始趋于稳定;而其微观结构变化满足1～3个月变化较小,3～6个月自行调整而趋于有序,6个月之后结构类型完全改变。在此基础上,分析了软岩系统自组织临界现象中最显著的两个特征：自组织性和临界特性,并从系统演化的角度探讨了饱水软岩系统中一种具有一定稳定性的非平衡自组织有序结构的产生过程,给出了水作用下软岩工程特性变异达到稳定的临界时刻。     

Metallogenic Districts of Yangtze Cratonic Rim at the Edge of Chaos

Ｔｈｒｅｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｔｈｅｏｒｉｅｓａｒｅｒａｉｓｅｄｆｏｒ“ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ（ＳＯＣ）ｏｆｍｅｔａｌｏｇｅｎｉｃｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍｓ”（Ｙｕ,１９９８）：（１）Ｎｏｎｌ...     

地震学中非线性预测方法的初步研究

介绍了近年来地震预测学中非线性理论和非线性方法的研究趋势和最新研究进展。在非线性数学模型的研究中，较为成功地将非线性门限模型，指数模型、具有长程关联自回归模型等应用于地震的中期预测上，在分形研究上，明确地取代了以往的一些经验结果，使对地震的活动的经验统计关系上升到分形的理论，在研究地震的动力学机制中，以多滑块－弹簧模型为代表，模拟地壳上地震断层运动机制和事实，建立了粘滑摩擦情况下的参数动力学方程。