基于多尺度深度学习对南海海表温度预报的研究

海表温度是海洋最重要的物理量之一,提供了气候系统的基本信息,准确地预报海表温度有着广泛而重要的应用。近年来,基于人工智能的海温预报方法开始流行,并展现出巨大的潜力。基于卷积长短时记忆神经网络(ConvLSTM),本文研究了多尺度输入场对南海北部二维海表温度预报结果的影响。文章采用多元集合经验模态分解方法(MEEMD)将日均海表温度分解成多个尺度的空间主模态,并以不同的组合训练ConvLSTM模型进行预报实验。结果表明,采用前4个海表温度主模态数据训练模型时,预报1~7 d海表温度的均方根误差约为0.4~0.8℃,比仅用原始海表温度训练时减小了0.2~1.2℃;平均绝对百分比误差为1%~6%,减小了0.5%~10%;空间相关系数为99.5%~96.5%,提高了0.5%~3.5%。而且,随机实验也进一步证明该方法具有较高的普适性。基于深度学习的预报模型,需结合海温的物理特性,选择合适的数据进行训练,才能进一步提高其预报精度。本文初步探究了人工智能方法与物理概念在海温预报中的融合,可为以后的研究提供一定的参考。

空气重介质流化床的双流体模型及其数值验证

为了研究室气重介质流化床的分选机理 ,用双流体方法建立了描述空气重介质流化床的模型方程组 ,给出了模型中各项的物理意义 ,确定了模型参数 .使用控制容积有限差分法将模型方程离散化 ,求解方程采用迭代方法 ,并计算了空气重介质流化床的密度分布 ,其结果与实验吻合 ,验证了模型的正确性 .

海洋生态系统动力学浅说

讨论了海洋生态系统动力学的研究目的、任务和特点。阐述了它的基本理论问题，此外，协同性、可预报性、突变性以及稳定性是人们关切的问题，也是海洋生态系统动力学理论研究的重要内容。并对海洋生态系统动力学模型及模拟的基本概念作了描述，进而说明建模时要注意抽象与简化。最后就我国开展海洋生态系统动力学研究提出一点看法。

海洋生态调控智能决策技持系统的结构模型

海洋生态调控智能决策支持系统（ＩＤＳＳＭＥＲ）是建立在海洋生态系统动力学原理与控制论方法基础上，以计算机科学技术为主，综合系统科学、管理科学以及海洋生态学的理论和方法的人机交互系统，旨在为决策者在协调资源与环境的生态关系、探索海洋生物资源可持续发展的生态调控对策与可行途径等方面提供一个良好的支持工具。给出ＩＤＳＳＭＥＲ的数据库系统、模型库系统、方法库系统及知识库系统，具有信息服务、科学计算和决策咨询的功能，这种四库三功能结构，以实规定量计算与定性推理有机地结合。最后构迄了基于数据库的知识库以及采用双向推理策略的海洋生态知识库系统结构。

海洋生态信息系统 Ⅰ.海洋生态系统的数据处理问题

共享性、增殖性以及可重复利用是信息的最重要特性。数据处理系统是信息系统的一个重要子系统。本研究探讨数据与信息的关系、数据处理的一般意义，给出海洋生态系统数据处理的过程与步骤，以及海洋生态数据处理系统的框架。

赤潮数值研究的有关问题

赤潮的实质是一个海洋生态系统动力学问题，本文初步给出了描述赤潮的基本动力学方程组，并讨论了进行赤潮数值研究的必要性。

第三次海洋学浪潮及其对策

人类对海洋的认识完全依赖于探测海洋的能力。1872年英国"挑战者"号的环球考察,标志着基于船测的现代海洋学的开始,这是海洋学的第一次革命或称为浪潮,也从此由地理学中分化出而形成一新的学科。第二次是1978年美国海洋实验卫星Seasat的发射成功,使海洋学进入了卫星遥测时代。本文重点阐述目前海洋学正面临的第三次浪潮:海底站,并提出应尽快部署我国的海底探测计划。

定性数学的若干基本特征

讨论了几个人工智能中的数学特征以及与传统数学的区别，给出了智能定性模拟的数学基础——定性数学的若干基本运算法则和常用表示方法。

空气重介质流化床干法分选原理的单颗粒动力学描述

燃煤已造成了我国严重的大气污染及酸雨 .选煤是煤燃前净化的主要技术 ,对治理煤烟污染发挥着重要作用 .传统的选煤方法是水洗 ,而严重干旱缺水的现实又制约着西北地区洗煤技术的应用与发展 .空气重介质流化床是不用水的干法分选新技术 ,对我国西部煤炭资源的开发利用具有极广阔的应用前景 .因此 ,开展对空气重介质流化床的多相流体动力学研究具有十分重要的理论意义和作用 .本文通过单颗粒动力学模型及数值计算得到不同的密度与粒度的矿粒在空气重介质流化床下沉的深度描述 ,同样粒度下矸石密度大于精煤密度而形成矸石在上精煤在下的分离层 。

海洋生态模型库系统初探

以数据库系统为核心的管理信息系统,实现了对大量数据进行有效的管理和处理,但只能提供数据查询形式的信息.用户最终关心的是如何利用数据库中的大量数据,这就需要建立模型.随着对海洋系统研究的深入,所建立的模型将会越来越多.自然也就产生了对这些大量模型的管理和利用问题,即建立模型库系统.与数据库相似,它是由模型库及其管理系统构成.模型库是综合利用大量数据(即数据库)的工具.本文讨论了模型库的表示形式、组织结构、模型字典及模型文件等海洋生态模型库系统的建库规范.

河谷城市小风条件下的近地层湍流特征

利用兰州城市和郊区皋兰县冬季同期的湍流观测资料，分析了城市和郊区的湍流强度、脉动速度标准差和湍流的欧拉时间积分尺度等湍流特征量，并与其他地区的湍流观测量进行了对比，从而揭示了兰州河谷城市小风条件下的大气湍流特征。

空气重介质流化床气泡行为及其对分选的影响

空气重介质干法选煤流化床属于高密浓相稳定鼓泡床 ,气泡的行为直接影响分选效果 .介绍了空气重介质流化床中气泡行为的重要性及特点 ,导出了以气泡体积分率表示的流化床密度表达式 ,分析了气泡对流化床的 6mm实际分选粒度下限的影响 .同时 ,阐述了流化床中介质的返混和颗粒透泡对产品错配的影响 ,并给出了一个不同粒度级分选结果 Ep的实例 .结果表明 :气泡是影响分选精度的重要因素 ,其体积分率的变化与床层密度波动密切相关 .

大气中硫污染物的干沉降模式

建立了计算ＳＯ２和硫酸盐气溶胶干沉降速度的数值模式，模式中考虑了气象条件、下垫面特征等因素对不同污染物干沉降速度的影响．并利用该模式计算了典型下垫面上ＳＯ２和ＳＯ２－４的干沉降速度，其变化范围分别为０．２—１．０ｃｍ／ｓ和０．１—０．８ｃｍ／ｓ，与文献给出的结果对比表明，该模式用于计算硫污染物的干沉降速度是可行的。最后给出了包括我国大部分地区白天和夜晚的硫污染物干沉降速度的区域分布．

空气重介流化床介质流动和床层密度分布研究

建立了空气重介质流化床的多相流体力学模型 ,基于选矿实验室的二维床 ( 60 cm× 1 .2cm)求解了介质速度和密度的分布 .结果表明 :模拟结果和实验结果符合性很好 .磁性介质在流化床内部呈现出中心上升边壁下降的流动趋势 .固体颗粒的运动速度很小 ,在床内的大部分区域其速度在 - 40～ 40 mm/ s之间 .在气体的表观速度为 0 .1 5 7m/ s时 ,床层密度值为 1 .96± 0 .0 3。

海洋浮游生态系统动力学模式的研究

分析了海洋浮游生态系统动力学模式的结构，讨论了其研究现状。９０年代以来海洋浮游生态系统动力学模式的特点是：状态变量的个数较以前有所增加，从２－４个增加到３－７个，生物过程的描述更加细致；注意刻画物理过程的作用，特别是垂直方向上湍流的交换作用；利用或改进原来的模式，研究新问题；模式仍以一维为主，同时三维耦合模式也得到发展和应用；研究区域仍以北大西洋为主，也出现了研究赤道太平洋、阿拉伯海、东海等海区的工作。

海表扩散层中气体行为的分子动力学模拟

尽管影响气体在海气界面间交换的因素很多,但迄今却仅仅用风速来估算气体在海气界面的传输速度。另一方面,直接实验测量气体在海气界面的传输也十分困难。因此,气体穿过海气界面的传输速度仍然存在很大的不确定性。文章采用分子动力学方法模拟了二氧化碳、氧气、氮气以及惰性气体氩、氪在海表扩散层内部的扩散过程,求得不同温度下这些气体的扩散系数,与现有的实验值平均相差约19.4%,并重点讨论了二氧化碳在扩散层内部的行为,为进一步研究气体在海气界面的传输速度提供了新的理论手段。

大洋热盐环流研究的一个焦点:北太平洋是否有深水形成

现代大洋热盐环流的特点之一是北大西洋有深水形成而北太平洋没有,这种不对称性对周边气候产生了重要影响。尽管理论上认为大洋热盐环流可能存在对应不同气候的多平衡态,但北太平洋是否曾有过深水形成已成为目前学术争论的一个热点。简要介绍了最新的热盐环流研究成果,重点分析现代北太平洋无深水形成的原因,其中亚洲季风的水汽输送和低蒸发是两个重要的影响因子。

浓相高密度气固流化床动力学特性模拟研究

气固流化床内部运动状态和流体力学特性是研究者普遍关心的问题。浓相高密气固流化床就有不同于一般化学工业流化床的特点:固相介质密度高(4.0-5.0g/cm3),空隙率小(0.3-0.42),气相速度小(0.15-0.30m/s)。使用基于物质、质量守恒定律建立了双流体模型对气固流化床动力学特性进行了模拟研究。在二维直角坐标系中用控制容积差分法离散方程,并在气相表观速度为0.157m/s条件下,基于0.1 cm*0.1 cm的交错网格,求解了时间长度为1.2秒的固体介质流动状态。计算结果表明:固相的流动形态为中心上升边界下降的趋势。该结果与试验结果符合的很好。

CO_2与水表面相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了CO_2分子与水表面的相互作用,发现CO_2分子会被水的表面束缚一段时间,给出了CO_2在水气界面两侧的概率分布以及平均束缚时间和浓度等随温度的变化趋势,还估算得出风对水气界面与CO_2作用的影响有限.所得结果对于深入认识海气间CO_2的传输机制有一定的指导意义.