物理通报2014年征稿与征订启事

《物理通报》是一本以教学研究为主,横跨中学与大学物理教学,提倡"百花齐放,百家争鸣",注意科学文化品味,普及与提高相结合的综合性物理杂志。本刊文章被"万方数据"(本刊被列为物理类(遴选)核心刊物)及"中国期刊全文数据库"("中国知网"的组成部分)、"维普资讯"全文收录,"中学物理教与学"(人大复印资料)等国内著名数据库重点收录或转载。一、栏目设置1.专论:有关物理问题及物理教学有一定深度及启发性的论述。2.科学前沿:介绍物理学前沿问题的发展。3.物理教学新思想新视角:有关物理教学的新理论、新观点、新措施、新方法。4.课程改革探索与讨论:当前大中学课程改革有关的探索,包括理论的探讨及实践经验介绍,特别是作者     

基于区域逐步分析的集合变分资料同化方法

集合变分数据同化方法的同化效果对集合样本容量具有很强的依赖性,研究发现此问题的出现是因为其计算过程中分析增量被表示为集合扰动向量或其展开正交基向量的线性组合.这样的处理方法虽然避免了计算梯度而引入伴随模式,但是因为物理控制变量个数远大于集合样本容量,就会导致物理量的同化分析值对集合样本容量很敏感.根据此原因,提出了区域逐步分析方法,减小了同化分析区域内物理变量个数与集合样本容量数之间的比值,使问题得到解决.利用浅水方程模式进行资料同化数值试验表明,基于区域逐步分析的集合变分资料同化方法可以得到较好的结果,能明显提高同化的精度.     

优化模式物理参数的扩展四维变分同化方法

数值模拟的一个重要误差来源是模式物理参数,为提高模拟准确率,如何改进模式物理参数是亟需解决的问题.本文对经典四维变分同化技术进行了改进,提出了一种新的利用观测资料来同时优化模式初始场和物理参数的扩展四维变分同化方法,并以Ekman边界层模式和Lorenz模式为例进行了数值试验.结果表明,利用本文提出的新方法,通过对观测资料的变分同化,可以在实现对模式初始场进行优化的同时,纠正了模式物理参数中的误差,从而有效提高了模式的模拟准确率.该方法对于改进数值模式物理参数有着重要的促进意义.     

中国夏季大气水分循环特征及再分析资料对比分析

大气水分循环过程耦合了降水、蒸发、水汽输送等多个环节.本文利用ERA-Interim与MERRA再分析资料,研究了中国1979—2012年夏季大气水分循环的时空变化特征及其对全球气候变化的响应,并对两套再分析资料在中国地区的适用性进行了评估.结果表明:1)中国夏季降水、蒸发、可降水量均自东南沿海地区向西北内陆递减;降水与蒸发相互联系、相互制约,由于不同地区下垫面物理条件的差异,它们之间同时存在正、负反馈的影响机制,可降水量主要集中在地面至700 h Pa高度,约占总量的75%;2)近34年大气水分循环显著变化的区域主要集中在西部和东北地区,西部内陆地区可降水量显著增加,北方大部分地区纬向水汽输送通量显著减小,西北北部地区经向水汽输送通量显著增大,蒸发量与水汽输送的气候变化可能是造成可降水量增加的主要原因;3)Interim与MERRA资料对降水量时空变化特征的再现能力要优于蒸发量,此外,它们对降水与蒸发气候变化趋势的模拟结果差别较大,使用时应该慎重;两套资料对可降水量与水汽输送通量的时空变化特征以及气候变化趋势的模拟比较一致,可信度较高;4)Interim资料对西南、东南以及东北区域夏季水循环均有较好的描述能力;而MERRA资料更适用于研究西南和西北区域的水汽收支情况.     

妈妈百年诞辰之际的深切怀念

<正>2014年3月5日是妈妈100周年诞辰纪念日,她离开我们也快3年了。近几年来,在和4位老先生(孙汉城、张焕乔、李惕碚和冼鼎昌)一起为《20世纪中国知名科学家学术成就概览》丛书撰写妈妈的章节时,在仔细阅读承担"老科学家学术成长资料采集工程"任务的刘晓博士主笔撰写的妈妈的传记《卷舒开合任天真》时,妈妈的音容笑貌不时浮现在眼前,同时也     

二阶总广义变分图像放大

提出了一种在相移数字全息中提取相移角的方法.该方法通过在相移数字全息中引入随机相位板对物光波的相位进行调制,使得物光波在全息面上的相位分布成为近似理想的随机分布,进而根据这种随机分布的统计性质对相移角进行提取.计算机模拟结果表明,该方法提取出的相移角与设定的相移角之间的相对误差小于千分之一.同时,经过对比采用随机相位板和不采用随机相位板的计算结果发现,物体衍射光波在全息面上的相位分布具有一定的相关性.     

正则化方法同化多普勒天气雷达资料及对降雨预报的影响

基于三维变分同化(3DVAR)的思想,提出一种适用于多普勒天气雷达资料直接同化的正则化方法.从寻求Y^o=H(X)带有偏差δ的极小模解出发,引入正则化思想,并给出与3DVAR方案不同的新代价函数.针对2008年8月14日发生在北京地区的一次局地暴雨过程,设计了一组数值试验,并采用L曲线准则后验选取最优正则化参数.数值结果表明:正则化方法和3DVAR方案均能有效同化多普勒雷达资料,雷达径向速度的同化效果明显好于反射率因 关键词： 多普勒雷达资料 正则化 3DVAR 降雨预报     

Metaball势函数的若干性质研究

对曲面实施基于Metaball的变形时,体现变形约束的势函数起着决定性的作用.分析研究了现有几种常用势函数的形式、特性、含义,以及其导数的性质、最大最小取值、连续性等,并将它们相互比较;在性质研究的基础上,改进这些现有势函数,建立了基本球形函数、普遍指数函数、椭球形函数与超椭球形函数等新势函数,以适应不同的应用背景,拓展基于Metaball的曲面变形的适用范围并丰富其表现力;提出了多个势函数组合作用时的层次控制方法.     

并行准高斯高阶递归滤波算法研究

三维变分同化系统中一个重要的问题是背景误差协方差矩阵B及其逆的求解.背景误差协方差矩阵的水平变换部分采用递归滤波运算,可以简化矩阵的求解,解决了背景误差协方差矩阵B及其逆难以求解的问题.本文对准高斯高阶递归滤波的算法原理和过程进行了深入研究.因为递归滤波并行的低可扩展性制约了高阶递归滤波算法在三维变分同化系统中的应用,所以本文提出了阶段二维区域剖分并行化方法,实现了并行准高斯高阶递归滤波算法库.数值试验表明,四阶递归滤波1次的效果明显优于一阶4次的滤波效果;并且高阶递归滤波并行算法64核时能达到大约50倍的加速,并行效率高达78%,具有良好的加速效果和较强的可扩展性.     

COMPLEXITY ANALYSIS OF TIME SERIES GENERATED BY ELEMENTARY CELLULAR AUTOMATA

§1Introduction Fromthepointofviewofdynamicalsystemsthecellularautomata(CAs)canbeseen asaclassofinfinitedimensionaldynamicalsystems.OneofthefeaturesofCAsisthatby usingverysimplemappingruleitispossibletoobtainverycomplicatedspatio-temporal patterns.However,itstilllackseffectivemathematicalmethodstosolvetheclassification problemforCAs,ifnotconsideringtheextensivecomputerexperimentasin[1,2].Most finelyestablishedrigorousmethodsarerathercoarseandoftendifficulttobeusedin complexityanalysisfornon…