滇西北森林郁闭度估测模型——基于全球生态系统动力学调查多波束激光雷达数据

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM⁃RFE)、随机森林(RF)和Pearson分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO⁃RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO⁃GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2:0.20—0.92,RMSE:0.004—2812.912,MAE:0.003—1996.258,MRE:0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM⁃RFE法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM⁃RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM⁃RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以RF方法中的BO⁃GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO⁃GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。

水资源系统动力学特征研究现状及进展

讨论了水资源系统动力学的概念,介绍了国内外对水资源系统动力学特征的研究现状,分析了水资源系统动力学的研究进展,并探讨了其发展趋势。指出目前水资源系统动力学研究中许多研究方法和数学模型的应用条件,以及混沌时间序列的基本理论和特征需要进一步探索,应用的范围有待进一步拓展等。

微系统动力学中的若干非线性问题

微系统是近十多年迅速发展的新兴交叉学科领域．微系统动力学是微系统科学中的重要组成部分．微系统一般具有固有的非线性．本文从建模、分析、设计、控制、实验、测试、材料及制造等几方面归纳了微系统动力学中的若干非线性问题，并对今后的研究方向进行了展望．

铁路隧道缓冲结构空气动力学特性的试验研究

为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的空气动力学问题,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置。通过模型试验系统对高速列车突入带开口型入口(即缓冲结构)隧道所产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对该类型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,其削减效果依赖于其各自的特征参数。最后,通过理论推导和模型试验,得到了开口型缓冲结构的最小长度的计算公式。

智能汽车技术及汽车动力学控制系统研究

近年来,中国经济的稳定增长带动了道路交通基础设施的发展,科技进步催生了智能化技术的萌芽,基于此,智能汽车走进了人们的视野,而汽车动力学控制系统则是智能汽车安全平稳运行的关键技术,备受瞩目。本文不仅分析了智能汽车的主要特征和关键技术,还对汽车动力学控制系统做了具体研究,希望可以通过简单的分析,可以为后者提供一定的借鉴意义。

中小尺度风暴动力学及其预报理论研究——国家自然科学重大基金项目(1994～1996)

中小尺度风暴动力学及其预报理论研究———国家自然科学重大基金项目（１９９４－１９９６）该项目的重点是研究中小尺度大气风暴形成和发展的条件与原因以及预报理论与数值预报方法。项目的目的旨在更好的了解中尺度强风暴生成和发展的条件以及不稳定理论，在此基础上发...

一次强降水过程的中尺度对流系统模拟研究

1998年5月23～24日在珠江三角洲地区发生的特大暴雨过程是华南暴雨试验(HUAMEX)加密观测期间的一个典型个例,卫星云图与降水分布表明这是锋面附近与锋前暖区发生的两个中尺度对流系统(简称MCS)造成的强降水。使用非静力原始方程模式MM5较为成功地模拟了这次暴雨过程。根据数值模拟的结果,本文着重分析了发生在锋面上和锋前暖区的两类MCS的中尺度特征,并探讨了这两类MCS的差别。结果表明,两类MCS具有某些共同的中尺度特征,即对流系统的底层和顶部分别存在β尺度的低压和高压中心;低层流场辐合而在对流雨团的顶部辐散出流;对流系统内部具有暖心结构等,但锋面上的MCS较暖区中的对流系统具有更强的斜压性;二者内部的流场与三维运动结构也具有不同的特征,来自西南和偏南方向的空气从底部流入锋前暖区MCS时受到中低压的气压梯度力作用而加速;而锋面上MCS中不仅有来自锋前的暖湿空气,而且还有来自锋后的冷空气参加对流。MCS高空反气旋式发散气流和空气的加速运动反映出MCS顶部存在中尺度高压及向外的气压梯度力,轨迹分析也证明了MCS上空气流的这种非地转特征。

环境空气动力学

X169 200502548 福建惠安沿海中尺度大气流动和扩散特征研究/ 张祯玺(北京大学环境科学系)…∥环境科学研究/中国环科院.-2004,17(6).-5-11 环图X-6 采用拉格朗日随机粒子扩散模式和三维风场诊断模式以及实际气象观测资料,模拟分析了福建惠安核电厂所在沿海地区的大气流动和气载污染物的中尺度扩散情况。结果表明:①该区域低层大气的流动决定于各季盛行风背景。

碳酸盐岩系TSR系统中铁的硫化物生成模拟实验研究

TSR反应的发生可能是造成地质体中天然气耗竭的主要原因之一,其中金属硫化物的生成是TSR反应系统中碳硫氧循环的重要连接体。对H2S—Fe2O3反应体系进行了模拟实验研究,通过X—射线衍射分析手段确定了反应的途径,考察了反应的热力学和动力学特征,计算了反应过程的动力学参数,并初步探讨了反应机理。结果表明,该反应在热力学上是可行的,能够自发进行,生成以FeS2为主的含铁多硫混合物,水介质的存在有利于反应的进行。

梅雨锋上三类暴雨特征的数值模拟比较研究

中国暴雨的地域性、时间性特征明显 ,尤其是暴雨多发区———长江流域 ,沿江不同地段暴雨成因各异。为综合研究长江不同地域暴雨特征和形成规律 ,利用我国新一代暴雨数值模式AREM对梅雨锋东端 (116°E以东 )初生气旋类暴雨、β中尺度深对流类暴雨和梅雨锋西端“北槽南涡”类暴雨的典型个例进行了数值模拟。通过诊断分析和比较研究 ,初步揭示了三类暴雨在结构和形成机制等方面的主要差异。结果表明 :(1)梅雨锋上生成并发展的α中尺度气旋是造成梅雨锋东端初生气旋类暴雨的系统。强盛时 ,系统的垂直上升运动伸展不高 ,正涡度柱、辐合层以及最大加热和增湿均位于中低层。 (2 ) β中尺度深对流类暴雨发生时梅雨锋区的南北温差很小。在低空辐合风场作用下 ,强位势不稳定能量的释放导致了 β中尺度深对流系统的发生与发展。强盛时 ,系统的正涡度柱和上升运动柱贯穿对流层 ,深厚的辐合层达到了中层 ,最大加热出现在中高层。 (3)“北槽南涡”类暴雨是在青藏高原大地形作用下高低空系统有利配置的结果。“北槽南涡”的天气系统配置有利于低层辐合的加强和位势不稳定能量的释放 ,使低层涡旋向中高层强烈发展。强盛时 ,系统的正涡度柱贯穿对流层 ,积云对流发展强烈 ,最强上升运动和最大加热层都位于中层。

洮儿河流域地下水TDS时空变异特征研究

分别在2 0 0 3年枯水期与丰水期对洮儿河流域平原区潜水系统进行取样分析,运用空间变异函数和克立格插值法对潜水总溶解固体(TDS)时空变异特征分析,研究结果表明:(1)潜水TDS季节变化不明显,而且呈现明显的分带性;(2 )TDS空间变程较大,主要受区域水文地质条件、地形地貌、土壤类型等大尺度因子影响;(2 )局部地区潜水TDS出现异常,已受外界盐分污染。

中尺度扰动不稳定的数值研究

利用一个二维Boussinesq流体的绝热无粘非静力数值模式 ,将中尺度不稳定问题作为一个初值问题进行数值研究。线性情况下数值试验的结果基本与采用特征值方法研究得到的结论一致。非线性情况的数值试验表明 ,其不稳定发生的范围可与线性情况不一致 ;非线性不稳定的增长率一般较线性不稳定的增长率要小 ;非线性作用会造成波型的陡凸 ,从而造成流函数正负环流的不对称和环流流线的密集 ;非线性情形下的流型有些与强对流系统的流型相像。

航天器损伤评估和安全管理中的多尺度力学问题

文章指出航天器的安全性涉及到材料、元件、器件、子系统、系统和整机6个层次。虽然预测和防止失效的任务是在整机层次,但是损伤却是起源于材料的微损伤这一最底层。损伤从原子层次到整机层次的在多个尺度层次上的演化诱致了整体的破坏。由此引入多尺度力学,即研究各种不同长度尺度和时间尺度相互耦合现象的科学。文章试图将力学的宏观运动方程和微结构转变的动力学方程组成统一的方程组,从而得到宏观标量损伤D与微损伤数密度n的关系。文章还指出对于航天器的抗辐射加固问题,微损伤成核和发展的特征时间,与宏观特征空间尺度,以及外加载荷的特征时间之间的耦合关系,即德博拉(Deborah)数,是判断这类损伤演化诱致失效问题的一个关键。

长江中下游一次非典型梅雨锋中尺度暴雨过程的分析研究

利用T10 6物理分析资料、地面与高空加密观测资料和TBB资料对 2 0 0 1年汛期一次非典型的梅雨锋中尺度暴雨过程进行天气学和动力学诊断分析 ,并与 1998年典型的梅雨锋中尺度暴雨过程作一些比较。首先分析了该次暴雨过程的大尺度背景场 ,发现与 1998年典型的梅雨锋形势不同的是 ,5 0 0hPa环流形势表现为贝加尔湖地区是阻塞高压 (阻高 ) ,南海季风涌形式不明显 ,南亚高压位置偏东南 ,高空辐散气流较弱。接着对该暴雨系统的结构进行诊断分析 ,揭示了该非典型梅雨锋中尺度暴雨系统的三维结构 ,包括各物理量如涡度、散度、假相当位温、水汽的通量以及湿位涡等的结构特征。分析表明 ,总体来说 ,该次暴雨过程的强度要比 1998年典型的梅雨锋暴雨要弱 ,相应的各物理量的三维结构与 1998年典型的梅雨锋中尺度暴雨系统的三维结构相比有明显差异。

一类飞行器姿态动力学特征建模研究

本文研究飞行器姿态动力学的特征建模问题.针对飞行器姿态动力学所具有的三角形式的仿射非线性系统,通过引入非线性系统的时间尺度和一类与系统状态有关的压缩函数,给出了将动力学压缩到特征模型参数中的一般方法,并且给出了特征模型的参数范围及其极限.从所给出的参数范围可以看出,特征模型参数的界与采样周期、建模误差、系统阶数、系统变化率有关.所建立的特征模型的建模误差可以按照控制精度的要求任意小,表明了特征建模和一般模型降阶方法是不同的,该方法并不丢失系统信息.在此基础上建立了挠性卫星姿态特征模型,并给出了参数的界和极限,为基于特征模型的飞行器控制设计奠定了理论基础.

扣件垫板材质对钢轨空间动力响应影响的实测分析

以DZⅢ型扣件系统两种不同类型的弹性垫板为研究对象,通过分析两种弹性垫板在运营状态下引起的实测钢轨空间动力响应特征的不同,研究现有弹性垫板动力学设计参数对钢轨运动的影响。结果表明:现有弹性垫板垂向动刚度仅能用于指导钢轨的垂向动位移设计,采用相同动刚度设计指标的两种弹性垫板实测钢轨垂向位移差别仅0.08 mm,但二者振动加速度的频谱差异较大;横向上,两种垫板实测钢轨扭转位移、振动加速度分别相差58.90%、59.93%,钢轨横向位移在一个转向架通过钢轨测点时的位移变化规律分别为先大后小和先小后大,呈现出明显差别,而现有规范中并无相关指标来进行针对性设计。

江淮梅雨季副高特征及降水特征分析

针对梅雨季节江淮地区降水和副高活动特征,结合副高指数定义,对长时间序列的副高指数及北跳时间进行定量化统计。通过分析1979-2018年6-7月NCEP/NCAR逐日再分析资料和国家气象站日降水资料,统计40年副高3项指数的逐年逐日变化,并分析指数异常年的大气环流特征。同时,研究江淮地区梅雨季的降水特征,对副高北跳与高度场、降水量的关系进行系统分析,研究结果表明:6-7月,副高脊线随时间逐渐向北移动,西伸脊点逐渐西移,副高面积逐渐扩大,副高强度增强;1979-2018年江淮地区梅雨季期间,副高3项指数均为异常的年份有5年,负异常年,中纬度槽脊的波动平缓,经向运动微弱,正异常年,西风带上气流的经向运动加强,40年气候态上表现为长波两槽两脊形势;梅雨季节副高的两次北跳过程中,第一次北跳出现在6月第三侯,第二次北跳在7月第三侯,气候态表现为第二次北跳在第一次北跳后约7侯出现;降水的空间分布存在着明显的南北、东西差异,江淮地区500 hPa高度场与副高的第一次北跳呈明显负相关,与副高第二次北跳呈正相关。

植被生产力的空间分布研究——以黄河小花间卢氏以上流域为例

为验证生态系统模型Biome-BGC在流域尺度的适用性,以小浪底—花园口区间(小花间)洛河上游卢氏水文站以上流域作为研究区进行探讨。应用Biome-BGC计算研究区4种自然植被净初级生产力(NPP)的空间分布,并于2004年7月在卢氏县东安林场用LI-6400便携式光合仪进行日光合作用测量。结果表明:研究区植被的年总净初级生产力为1 90067×1012gC;落叶阔叶林、常绿针叶林、灌木林和草地的年净初级生产力分别为603 2gCm-2a-1、416 1gCm-2a-1、263 8gCm-2a-1、149 2gCm-2a-1;研究区东部山区及河谷地区、西部山区的植被净初级生产力较高,中部地区较低;与测量结果相比,常绿针叶林的日光合值接近模型的输出值,落叶阔叶林和灌木林的日光合值小于模型的输出值,草地的年净初级生产力大于模型的输出值。该模型较好地拟合了研究区植被生产力的空间特征,对中小尺度的流域模拟有很好的适用性。

基于Karhunnen-Loève展开的柔性梁撞击系统的降阶方法

首先基于Euler-Bernoulli原理,建立了一柔性悬臂梁撞击系统的动力学方程,并给出了模态分析方法;然后在若干基本假定和定义的基础上,利用Karhunnen-Loève展开这一正交分解手段,给出了体现动力系统主要特征的降阶模型,可将系统的本征值进行新的表述;最后将所提方法应用于柔性悬臂梁撞击系统的降阶分析过程中,并给出了相应数值例题.结果表明:本方法可以用少量的模态准确模拟可控系统的动力学特性,可为系统控制研究提供基础.