关于圆形和方形城市工作区道路交通面积的解析与比较

对于城市规划来讲，事先预测其工作区内所需道路面积，以尽量避免实际交通网络中发生拥挤阻塞，具有重要意义，在本文，我们通过考虑一个城市通勤高峰时期的车辆交通情况，并通过利用走行中的车辆占用道路面积这一概念，基于一个相对现实的模型，从理论上对圆形方形城市工作区推导了所需的道路面积，并将两者加以比较，以发现与其交通网络结构相关的工作区的相对有效形状。     

气候对安徽中药材产业经济影响分析——基于经济气候模型

通过考虑气候和经济社会因素,将气候因素与函数综合考虑并进行分析,构建“经济气候”模型,分析并得出气候因素对安徽省中药材产业影响程度,利用所构建BP神经网络模型,分析数据,对气象因素对中药材产业的影响结果进行预测。通过分析安徽省气候变化的特点与方向,确定气候因素对中药材产业的影响程度,为中药材产业发展提供一定的数据分析支撑,为有针对性的管理中药材产业提供方法与数据基础,同时对降低严重气象灾害对中药材生产带来的负面作用具有一定的理论与实践意义。     

云贵地区气象旱涝的气候响应特征

根据1960~2014年云贵地区49个站点的逐月降水量和气温资料,利用标准化降水指数、Mann-Kendall突变检验及小波分析等方法研究了季尺度和年尺度的气温和降水量的变化特征及旱涝演变趋势.结果表明:(1)1960~2014年云贵地区气温呈明显上升趋势,且上升速率冬季秋季春季夏季,1997年出现了气温突变现象.(2)降水量呈下降趋势,其中,秋季降水量下降最快,冬季最慢,且降水呈现14a和28a的周期变化.(3)1960~2014年云贵地区呈现偏旱的趋势,且夏秋两季干旱趋势较为明显.(4)从空间尺度分析,云贵地区整体上趋于干旱(SPI倾向率小于0),在云南与贵州交界处,偏旱现象较为严重,仅在云南省北部出现偏湿现象.因此近55a云贵地区气候呈暖干化趋势.     

X射线光谱在生命起源和全球气候变化等若干重大科学问题中的研究进展

生命起源、全球气候变化等是关系到人类未来命运的重大科学问题, X射线光谱(XRS)可原位测定物质组成与元素形态,在解决重大科学问题、揭示自然规律中发挥了重要作用:(1)在生命起源探索中,通过RNA结构和海洋热液自养体系元素形态分析,揭示了RNA形成机制和生物地球化学规律;(2)在地球早期生命研究中,通过沉积纹层、细胞组构测定,发现了远古生物保存机制与证据;(3)在全球碳循环研究中,通过物相与元素形态分析,揭示了铁源生物有效性与碳汇机制。利用XRS从微纳米尺度原位测定元素三维空间分布与形态,实现活体分析蛋白质信息传递与生物响应过程,探索元素与有机质构效关系,揭示生命起源与生物代谢机制及全球气候变化规律,是XRS未来发展中的重要领域;作为冶金、材料、地质、文物、工矿、生态、环境、医学与生命科学等领域中的重要分析手段, XRS所特有的无损、原位与活体分析特性,已呈现了巨大应用价值,在未来探索重大科学问题、解决关键技术难点的研究中, X射线光谱分析技术必将发挥更大作用。     

一个全球气候非线性振荡模型的近似解

研究了一个全球气候的非线性模型. 利用摄动理论和方法, 构造了相关问题解的渐近展开式, 该问题解的渐近展开式具有较高的近似度. 摄动渐近方法是一个解析方法, 得到的解还能够继续进行解析运算. 关键词： 非线性 摄动 全球气候     

非线性动力学方法在气候突变检测中的应用

快速、准确的检测气候突变, 对于我们认识气候系统的变化和对未来气候系统演变趋势的预测有着重要的现实意义和社会经济价值. 本文主要回顾了近年来非线性突变检测技术的主要研究进展及其在实际观测资料中的应用, 其中包括基于气候系统长程相关性的检测方法, 如滑动去趋势波动分析方法、滑动移除去趋势波动分析方法、滑动移除重标极差方法和指纹法等; 以及基于时间序列复杂性的检测方法, 如近似熵方法, Fisher信息和小波Fisher信息等. 此外, 本文还指出发展针对空间场的突变检测技术是未来一个可能的发展方向. 由于空间场所包含的气候系统的演变信息远高于单点时间序列, 空间场的突变检测技术将会使得对气候突变的检测时间大大缩短, 从而使得人们有足够的时间去采取行动, 以便为适应气候突变所带来的新挑战做好准备.     

卢瑟福散射与原子的有核模型

回顾了卢瑟福散射实验,并从原子的有核模型的建立引出一些思考。     

城市河网尺度的水体光谱指数适宜性分析研究

城市地表水是城市生态环境的重要组成部分,地表水环境高光谱遥感是高光谱遥感的重要应用方向,水体提取是地表水环境高光谱遥感的第一步,其主要任务是从高光谱遥感数据中提取地表水水体轮廓。基于光谱指数的水体提取方法充分利用光谱信息,计算简单,实现容易,提取效果优异。归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、高光谱差异化水体指数(HDWI)和基于指数的水体指数(IWI)等光谱指数已经广泛应用于湖泊、大江大河等开阔水体提取。近些年来,随着成像光谱技术的发展,高光谱遥感数据的获取能力也突飞猛进,空间分辨率和光谱分辨率不断提高。与江河湖基本在流域内沿地形分布不同,城市地表水一般细小,纵横交错,形成河网。在高光谱遥感数据用于城市体表水提取时,其面临的图像空间分辨率、地物类型和地物复杂等,与江河湖水体提取有很大不同。因此,需要对这些常用的光谱指数在城市地表水提取中的适宜性进行评价。以此做为出发点和目标,以河网密布的江南水乡中国浙江省嘉兴市为研究对象,以应用型航空成像光谱仪(Airborne imaging spectrometer for applications, AISA)获取的高空间分辨率机载高光谱遥感数据为数据源,通过Youden指数确定最佳阈值,将总体分类精度、错分误差、漏分误差、Kappa系数作为衡量指标,分析评价了NDVI,NDWI,HDWI和IWI 4种光谱指数在城市河网提取中的适宜性。结果表明,阴影与水体光谱变化趋势类似,是造成水体提取过程中高错分误差的主要因素。四种指数都可以准确抑制落在植被中的阴影,但无法有效抑制落在建筑物中的阴影。HDWI虽然可以在一定程度上抑制建筑物中的阴影,但是无法有效地抑制亮建筑物背景。通过对不同类型水体和阴影（笼罩下地物）光谱的进一步分析,虽然水体和阴影光谱曲线变化趋势相似,均在560～600 nm附近存在波峰,但是水体和阴影波峰高度存在差异,水体波峰值较大而阴影波峰值较低。因此,通过充分挖掘水体和阴影在560～600 nm处光谱反射信息,有望进一步抑制建筑物阴影,提高城市河网水体提取精度。     

基于固有光学量的高光谱数据反演城市河网水质

水体辐射传输模型是水体光谱特性分析的理论基础,水体固有光学量由水体组成决定,与水体表面光场无关。基于统计的半经验算法虽然能获取指定区域水质参数反演结果,但是缺乏物理意义;基于生物光学模型的分析算法,针对城市河网内陆Ⅱ类水体光学特性复杂、空间分布异质性强、水体细小、流动性大等特点,利用高光谱数据,研究基于固有光学量的城市河网水质参数反演模型,对内陆城市浑浊水体光谱特性研究具有重大意义。提出了适用于内陆城市河网水体的改进QAA算法,以获取水体固有光学量,改进包括后向散射估计模型调整和参考波段优化两个方面;计算参考波段总吸收系数、颗粒物后向散射系数等固有光学量,得到浮游植物吸收系数和剔除纯水吸收系数;对浮游植物吸收系数最优波段比值与叶绿素a浓度进行线性回归分析,构建叶绿素a水质浓度反演模型,对剔除纯水吸收系数最优波段比值与悬浮物浓度线性回归分析,构建悬浮物水质浓度反演模型。针对内陆河网Ⅱ类水体,以典型的河网城市嘉兴市为研究区域,获取了研究区域航空高光谱数据,以及水质采样化验数据和水面以上光谱数据等地面准同步测量数据;利用QAA算法和IIMIW算法对实测水面以上光谱进行固有光学量反演,对比分析两个算法并结合城市河网水体特点,提出改进QAA算法;利用改进的QAA算法实现了研究区域水体的固有光学量反演,基于反演的水体固有光学量建立了叶绿素a浓度和悬浮物浓度两项水色参数定量反演模型,反演模型决定系数R2分别为0.64和0.71;并用航空高光谱数据同步区域的4个地面样点实测数据,对反演结果进行验证分析。通过水质参数浓度反演值与实测值的对比,叶绿素a和悬浮物水质浓度反演的平均相对误差分别为9.2%和9.4%,反演得到的叶绿素a和悬浮物浓度分布图,也与城市河网的特点和实际情况相符,为城市河网水质监测提供方法和模型参考。     

复杂气候系统和全球变暖

两位气候学家和一位理论物理学家共同荣获2021年诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖委员会在背景介绍材料中指出,他们在“理解复杂物理系统领域做出了开创性贡献”。相信很多人会对两位气候学家获奖而感到惊讶,物理学奖委员会进一步具体指出,人类活动导致全球变暖这一论断建立在坚实的科学基础之上,两位气候学家获奖是因为他们基于物理原理模拟地球气候、量化气候变率、可靠地预测全球变暖所做出的杰出贡献。物理学奖委员会将诺贝尔奖授予两位气候学家,表明对基于物理理论解决现实世界复杂物理问题的高度重视,尤其是对人类身处其中的气候环境问题的重视。文章将解读两位气候学家的学术贡献,尤其是如何基于基础物理理论建立预测全球变暖的模型以及检测和归因人类活动导致全球变暖的方法。