海气关系的季节变化和时间—空间尺度依赖性

本文根据近年来对于表面湍流热通量和海表面温度变化关系的分析回顾了海气关系的季节变化和时间—空间尺度依赖性。内容包括表面湍流热通量和海表面温度变化关系的表征方法、区域变化、季节变化和随时间、空间尺度的变化,以及表面风速和海气湿度差对表面潜热通量和海表面温度变化关系的相对贡献。表面湍流热通量和海表面温度变化关系在中纬度海洋锋区和副热带涡旋区显著不同。在中纬度海洋锋区,海洋过程对海表面温度变化的贡献占主导地位,因而表现为海洋强迫作用,并且冬季比夏季更大。在副热带涡旋区,表面湍流热通量对海表面温度变化的作用更为显著,因而表现为大气强迫作用,并且夏季比冬季更为明显。在阿拉伯海西部地区,夏季海洋过程对海表面温度变化影响明显,表现出海洋强迫作用,而冬季以表面湍流热通量影响为主,表现为大气强迫情况。在孟加拉湾、南中国海和菲律宾海地区,无论冬夏季都表现为大气强迫作用。在中纬度海洋锋区冬季和阿拉伯海西部地区夏季,海洋强迫随时间尺度增长而增强,而在其它地区和季节,存在由较短时间尺度的大气强迫为主向较长时间尺度的海洋强迫变得重要的转换,转换的时间尺度大约在20~40天。在中纬度海洋锋区,海洋强迫作用随空间尺度增大而减弱,并向大气强迫情况转换,转换的空间尺度夏季比冬季小。一般而言,大气强迫作用随空间尺度增大而增强。

顾及空间多尺度邻域效应和时间依赖性的城市扩展模拟

在推进新型城镇化和实施新时代国土空间规划的战略背景下,城市扩展研究逐渐成为热点问题。当前基于元胞自动机(CA)的城市扩展模拟对城市空间多尺度邻域效应解析不足,且在转换规则中对城市长时间演变过程的时间依赖性影响表达不够完善,简化了城市扩展的时空依赖性,无法真实模拟推演未来规划实施情景以服务于国土空间规划。针对上述问题,本文构建一种兼顾空间多尺度邻域效应(3DCNN)和时间依赖性(ConvLSTM)的城市扩展深度学习CA模型(下文称“Deep-CA”)。首先通过组合普通卷积和空洞卷积的3DCNN来提取城市空间多尺度邻域效应,再利用ConvLSTM神经网络将历史信息同化,考虑长时间序列的时间依赖性,从而得到城市扩展的适宜性概率。北京市1995—2015年的土地利用数据及其驱动因素数据用于验证所提CA模型的科学性与适用性,1995—2010年数据用于模型训练,模拟2015年的城市范围。同时将模拟结果精度与ANN-CA、LR-CA和ME-CA 3种传统方法进行对比。与传统CA模型相比,Deep-CA的北京市2015年模拟FoM指数提高了4%左右,且对于城市全局和局部形态模拟效果较好,斑块破碎度低。试验结果表明,Deep-CA可以准确获取长期时空依赖关系,从而进一步提高城市扩展CA模型的模拟真实性。

基于双尺度时间特征的步态识别方法

当前,多数步态识别方法关注于步态序列单一时间尺度建模,忽略了不同时间尺度的信息交互。基于此,提出了一种双尺度时间特征表示网络。该方法聚合两个时间尺度特征来获取步态的运动表示,并将两个时间尺度上特征进行融合,实现信息交互。通过多视角识别实验验证,该方法在数据集CASIA-B上的性能超越了主流的步态识别方法,在NM、BG和CL条件下Rank-1准确率分别达到97.8%、93.1%以及80.6%。

日照时间的地形影响与空间尺度效应

在广泛总结前人研究的基础上,提出了一个改进的、基于DEM数据的、起伏地形条件下的日照时间计算模型,在以往计算模型的基础上引入地球曲率修正因子Q,提高了模型的计算精度。并在此基础上,计算了全国6个典型地貌类型区,在春秋分日、夏至日和冬至日,两个空间分辨率下(500m和1km)地面日照时间的空间分布。应用数理统计、数学模拟和比较分析的研究方法,对模型修正前后计算所得的地面日照时间数据进行了对比分析,并对所得地面日照时间从不同地貌类型和不同空间尺度两个方面进行了地形与空间尺度效应研究。阐明了区域日照时间随地形地貌和空间分辨率变化的规律,对应用中计算地面日照时间的DEM空间分辨率选择具有指导意义。

不同时间尺度上西藏色季拉山急尖长苞冷杉林下倒木空间格局分析

【目的】分析西藏色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)原始林下倒木在不同时间尺度上的空间分布格局及其相关性,探讨该森林生态系统内倒木的分布规律。【方法】在研究区内设置100 m×100 m固定样地,采用相邻网格法对样地内倒木进行调查,获取倒木的大小头直径、长度、腐烂程度、植被覆盖状况、坐标等基本信息,用腐烂等级表征倒木的时间尺度,分析倒木在不同时间尺度上的空间分布格局。【结果】倒木总体空间分布格局随空间尺度的增大依次呈现集群分布、随机分布和均匀分布,且以随机分布为主要特征;在各个时间尺度上的倒木均呈现显著的集群分布;不同时间尺度上的倒木在空间分布上虽无显著关联,但时间尺度间隔越近,越趋于正关联,越远则越趋于负关联。【结论】色季拉山急尖长苞冷杉原始林下倒木在空间分布上具有明显的时间特征,这与当地异常气候密切相关。

计算小尺度封闭空间内混响时间的方法研究

混响时间是描述封闭声场内声音衰减快慢程度的物理量,也是音质设计中的一个重要客观评价参数。文中基于封闭空间内声有限元模型,提出了一种计算小尺度封闭空间内任意位置混响时间的方法。该方法弥补了赛宾公式不能准确求解非扩散声场内混响时间的缺陷。另外,对于尚处在设计阶段的小尺度封闭空间,由于无法通过测量获得混响时间,文中也为封闭空间内进行虚拟音质设计提供了计算混响时间的方法。给出了描述小尺度封闭空间内声场的有限元模型;在该模型的基础上推导了计算小尺度封闭空间内混响时间的方法,并编制了相应的计算机程序;在算例部分,计算了一矩形封闭空间内的混响时间,通过与实验结果进行比较,验证了这一方法的正确性。

岔巴沟流域降雨不同时间尺度的空间变异特征

基于黄土高原岔巴沟流域13个雨量站2004—2006年5 min降雨数据资料,分析了流域2 h、6 h、24 h、3 d、7 d、月和年(5—10月)等7个时间尺度的降雨量空间变异特征。结果表明:①以曹坪雨量站为代表的单站5—9月降雨量占全年的90%以上,其中7—8月以中雨和大雨、暴雨为主,降雨量占年降雨量的60%～80%。②不同时间尺度降雨量的空间变异程度不同,2、6、24 h最大降雨量的变异系数C_V分别为0.27～0.93、0.06～0.81、0.06～0.69,呈减小趋势;3 d到7 d尺度上C_V值并非一直减小;月降雨的C_V以6月最大,年(5—10月)降雨量的C_V为0.05～0.11。③暴雨中心在2004年、2005年分布在流域上游,2006年则移至下游。降雨量的空间变异性随着丰水年水汽运移强度增大及降雨量增大而减小,局地性降雨尤其是局地暴雨是引起空间不均匀性的主要原因。

水域生态系统的时间尺度与空间尺度

水域生态系统的动态平衡是多重尺度的生物过程和非生物过程相互影响和作用的结果,动态平衡状态容易受到干扰而破坏.在分析水域生态系统干扰因素的基础上,结合系统组成,从工程角度将水域生态系统划分为4个尺度,即微小尺度、小尺度、中尺度和大尺度,然后对这4个尺度所对应的时间和空间尺度进行了概化,讨论了各尺度之间的关系,说明了时间尺度和空间尺度在生态修复工程中的应用效果.

宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征分析

[目的]研究宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[方法]依据宁夏1951～2008年月降水资料,采用旋转自然正交分解法(REOF)、降水集度法(PCI)、小波分析法及Mann-Kendall秩次相关分析等方法,分析近58年来该地区降水的空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[结果]宁夏地区降水的空间结构总体表现为"南北异向"型和"北中南各异"型;降水由北向南依次递增,年际变化由北向南依次减弱,引黄灌区降水年内分配极不均匀,其他地区年内变化波动相对平缓;各地单独丰水年的概率高于单独枯水年,而发生连枯年的概率则高于连丰年,并以3、6及10年的显著周期振荡。中部干旱带及南部山区降水呈减少趋势的概率均为75.0%,引黄灌区达71.4%,全区降水减少的概率达73.3%;中部干旱带及引黄灌区年降水波动呈增加趋势;降水的年内分配差异将变缓,尤其是中部干旱带呈减少趋势概率达100.0%。[结论]该研究为当地降水资源的有效利用及区域社会经济与生态环境协调发展提供有益的参考。

原子级时间与空间尺度的电子加速、轨道操控与阿秒脉冲产生

1引言阿秒脉冲的产生对于超快科学的发展具有非常重要的意义,作为一种具有极高分辨率的工具,可用于观察和控制原子内部电子的动力学行为,比如内壳层电子的弛豫和隧道电离过程等等。

时间尺度上相空间中非Chetaev型非完整系统的Noether理论

研究了时间尺度上相空间中非Chetaev型非完整力学系统的Noether理论.首先,基于Hamilton原理,建立了时间尺度上非Chetaev型非完整力学系统的Hamilton方程;其次,根据时间尺度上Hamilton作用量在无限小变换下的广义准不变量,得到了时间尺度上相空间中非Chetaev型非完整力学系统的Noether等式和守恒量;最后,举例说明结果的应用.

时间尺度上相空间中非完整系统相对运动动力学的Lie对称性

研究时间尺度上相空间中非完整相对运动动力学的Lie对称性与守恒量.首先,基于Legendre变换及其Hamilton原理,建立该系统的Hamilton正则方程;其次,基于微分方程在无限小变换下不变性原理,建立Lie对称性确定方程和限制方程,给出了结构方程和相应守恒量;最后,用一个例子阐明结果的应用.

时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether定理

研究时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether对称性与守恒量。首先,提出并建立时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的变分问题;然后,求得时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的参数方程;最后,基于Pfaff作用量在无限小变换下的不变性,给出了时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether对称性的定义,利用时间重新参数化方法,求得时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether定理并举例说明其应用。

时间尺度上相空间中二阶线性可控力学系统的Noether理论

研究时间尺度上相空间中二阶线性可控力学系统的Noether对称性与守恒量.建立了时间尺度上二阶线性可控力学系统的Hamiton方程,给出该系统的Noether广义准对称性的定义和判据,并得到广义准对称性相应的Noether守恒量,文末举例说明其结果的应用.

时间尺度上相空间中力学系统的Mei对称性及守恒量

研究时间尺度上相空间中力学系统的Mei对称性及守恒量。首先,根据时间尺度上Lagrange方程推导出了时间尺度上相空间中力学系统的运动微分方程;而后,给出了该系统的Mei对称性的定义和确定方程,同时得到时间尺度上相空间中力学系统Mei对称性的结构方程及守恒量;最后,举例说明结果的应用。

时间与空间知觉理论下的特色小镇街区尺度研究——以贺兰山东麓葡萄酒特色小镇为例

随着特色小镇建设持续升温,如何在"千城一面"的小镇中创造特色和空间活力成为问题导向。在快速城市化的进程中,除了产业、文化底蕴方面的支持,小镇的空间形态、街区尺度同样重要。街区尺度的合理性影响着空间的布局,进而影响人类的亲切感和归属感。文章以银川市贺兰山东麓葡萄酒特色小镇为例,基于"时间与空间知觉"理论,试图通过对街区尺度进行研究。基于调研数据,分析了游客对"街区尺度"的心理空间认知。在此基础上,提出了对于街区尺度的优化策略,探讨人性化适宜尺度的街区形态及设施布局的设计对策。

论政治教育国别研究的时间尺度和空间尺度——以德国政治教育研究为例

时间尺度和空间尺度既是政治教育国别研究的重要范畴,也是政治教育国别研究的一种基本范式。以具有典型和代表意义的德国政治教育研究为例,深入辨析政治教育国别研究时间尺度和空间尺度的内涵,整体把握两者各自特点和相互关系,对于丰富政治教育国别研究的方式方法,立体全面探索一国政治教育的基本规律,确立政治教育国别研究科学、规范、系统的研究范式具有重要意义。

局部Moran’s I的尺度依赖性

文章针对局部Moran’s I值的计算公式,通过选取不同的尺度d,采用三种不同的标准化处理方法构造出不同的空间距离权重矩阵,求得相应的局部Moran’s I值。最后基于尺度的变化,对局部Moran’s I值进行显著性检验,检验结果表明尺度变化对局部Moran’s I值的变化的影响是显著的,证明了局部Moran’s I的值对尺度具有依赖性。

不同时空尺度下土壤微生物群落分布及驱动因素研究进展

不同时空尺度下土壤微生物多样性及群落结构的分布特征,是理解群落构建过程与驱动机制、预测全球气候变化背景下微生物群落响应的理论基础。近二十年,随着高通量测序技术的广泛应用,土壤微生物群落时空分布研究取得了多项重要进展。本文重点综述了土壤细菌和真菌多样性和群落结构在不同空间尺度(微小尺度、局域尺度、区域和全球尺度)和时间尺度(短期、季节、多年及数百年以上)下的分布模式及关键驱动因素。目前研究表明,细菌、真菌群落的时空分布模式不同,主要受土壤空间异质性的驱动,空间距离的影响作用大于时间,时间演变是空间分布的补充。未来研究中需重点关注区域和全球尺度下,不同微生物群落及其更高分类水平上的群落分布格局,探究普适性分布模式及驱动机制,为厘清复杂的土壤微生物群落时空分布规律提供新的研究思路。

不同时间尺度下近20年江西省降雨时空分布特征分析

基于1996年—2015年江西省83个水文观测站逐日降水资料,运用Mann-Kendall趋势检验法和Kriging空间插值法来研究不同时间尺度下江西省降雨趋势,并探讨不同量级降雨日数的时空分布特征。结果表明:对于年平均降雨日数而言,江西省主要以小雨为主,其分布规律为赣西南地区向赣东北地区逐步减少,且整体上没有显著的变化趋势;江西省不同量级降雨日数受季节影响较为显著,其整体极差从大到小依次是春季、冬季、夏季和秋季,而局部最大极差出现在冬季小雨的13.3d;受西南气流影响,夏季暴雨区域范围较广,且表现出与其他季节不同的分布特征;不同量级的季平均降雨日数整体上没有显著的变化趋势,春季和夏季平均降雨日数在暴雨上没有显著的整体上升规律。