天气预报——由经验到物理数学理论和超级计算

天气预报已由经验发展成物理数学理论和超级计算的复杂而严格的巨型系统工程。文章从物理学观点回顾了它的发展历程,探讨了它今后的发展,并将它拓宽到了更加巨大和复杂的气候与生态环境系统的预测和调控问题的建模,以及人工影响天气的工程理论问题。这些是跨学科的问题,需要地球科学、数学、物理学界以及化学界和生物学界共同合作研究。     

协调多时次差分格式的数值试验

在一个简化气候模式的混沌态上，针对影响实际预报准确度的多种因素，将协调多时次差分 格式与提为时间演变的变分同化进行了全面的比较.结果发现协调多时次差分格式可以有效 地纠正模式误差，尤为独特之处在于其还可以有效地纠正微分方程本身不完善所造成的误差 ，而这一点正是变分同化所不及的. 关键词： 协调多时次差分格式 变分同化 全局数值试验 混沌     

基于对偶数理论的资料同化新方法

针对变分资料同化中目标泛函梯度计算精度不高且复杂等问题, 提出了一种基于对偶数理论的资料同化新方法, 主要优点是: 能避免复杂的伴随模式开发及其逆向积分, 只需在对偶数空间通过正向积分就能同时计算出目标泛函和梯度向量的值. 首先利用对偶数理论把梯度分析过程转换为对偶数空间中目标泛函计算过程, 简单、高效和高精度地获得梯度向量值; 其次结合典型的最优化方法, 给出了非线性物理系统资料同化问题的新求解算法; 最后对Lorenz 63混沌系统、包含开关的不可微物理模型和抛物型偏微分方程分别进行了资料同化数值实验, 结果表明: 新方法能有效和准确地估计出预报模式的初始条件或物理参数值.     

基于数据同化和差分进化算法的图像融合

针对现有融合方法不易根据后续处理目的对融合规则进行自适应调整,不同方法的优点不易综合的问题,提出一个基于数据同化和差分进化算法的图像融合框架.在该框架下,将基于非采样下的Contourlet变换作为模型算子,离散小波变换作为观测算子,可根据后续处理对图像各个属性指标值的依赖程度确定各个属性指标的权重,构造由图像各个属性评价指标的加权和所组成的目标函数,再利用差分进化算法来优化目标函数,从而获取更合适的图像.二组实验从视觉效果和量化指标(标准方差、平均梯度、熵、空间频率及均方根交叉熵)两方面验证了该框架的有效性.     

APOS理论下数学概念教学的分析与感悟——以锐角三角函数概念为例

数学概念一直是学生学习和教师教学的重点和难点．我国的数学概念教学大多采用“属＋种差”的概念同化方式进行,这种教学过程虽然简明,但对于数学概念仅仅从形式上进行逻辑分析,便忽视了许多数学概念具有的过程一对象的双重性：既是一种逻辑分析的对象,又是具有现实背景和丰富寓意的数学过程．从20世纪90年代起,APOS理论就被介绍到我国的数学教育界,它是为数不多的依据数学学科特点而建立的教学理论,     

逆时热传导问题的伴随同化研究

利用伴随同化方法对一维逆时热传导问题进行了数值研究,这里在目标函数中引入了稳定项.数值模拟结果表明,利用该方法反演一维逆时热问题的初值是可行的.     

海水温度垂直分布预报数据同化的离散伴随算子法

以一维水温模型为例,利用伴随算子法进行海洋观测数据同化,以便给水温的数值预报提供一个较准确的初始场。讨论了离散伴随算子法的思想,最优化过程,计算水温方程和伴随方程的差分格式,并图示描述水温场的初始猜测和同化后的分布。     

基于数据同化和差分进化算法的图像融合

针对现有融合方法不易根据后续处理目的对融合规则进行自适应调整,不同方法的优点不易综合的问题,提出一个基于数据同化和差分进化算法的图像融合框架.在该框架下,将基于非采样下的Contourlet变换作为模型算子,离散小波变换作为观测算子,可根据后续处理对图像各个属性指标值的依赖程度确定各个属性指标的权重,构造由图像各个属性评价指标的加权和所组成的目标函数,再利用差分进化算法来优化目标函数,从而获取更合适的图像.二组实验从视觉效果和量化指标（标准方差、平均梯度、熵、空间频率及均方根交叉熵）两方面验证了该框架的有效性.     

浅论概念同化策略在数学教学中的应用

概念是思维的最基本单元,数学概念不仅是建立理论体系的基础,同时也是解决问题的前提.因此概念学习是数学基础知识和基本技能学习的核心.数学概念的学习主要有两种基本形式:概念形成和概念同化.概念形成主要依靠对具体事物的观察、抽象、概括获得概念.学生在学习用定义形式陈述的概念时,要主动与其认知结构中的有关概念相互联系,相互作用,并领会新概念的本质属性,从而获得概念,这叫概念同化.随着学生年级的升高和知识的积累,概念同化逐     

甜瓜子叶发育过程中蛋白质水平和氨同化酶活性变化

测定了甜瓜种子萌发和子叶发育过程中谷氨酰胺合成酶(GS)、依赖于NADH的谷氨酸合酶(NADH-GOGAT)、依赖于NADH的谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)等酶的活性变化以及种子萌发时可溶性蛋白水平的变化．在有氮或无氮下，在子叶刚出土时GS和NADH-GOGAT活性较低，随着子叶的发育，这两种酶的活性升高，两者分别于第7天和第5天达到最高，其后活性逐步降低．但是NADH-GDH呈现出相反的变化，在子叶发育的前期阶段其活性低，而后逐步升高．可溶性蛋白的含量随着子叶的发育而逐步降低．外源氮的加入对蛋白质水平和酶的活性具有小的正面影响．