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不同生态系统呼吸模型在半干旱草原生长季碳循环研究中的比较及应用

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北京大学学报（自然科学版） 2018年第3期54卷 593-604页

作者：姜海梅张德广王若静何旭升曹乐王成刚中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 锡林浩特国家气候观象台锡林浩特026000

利用锡林浩特国家气候观象台涡度协方差通量观测系统记录的湍流数据和土壤温度、湿度数据,分析2.10—2.12.锡林郭勒半干旱区针茅草原生态系统的呼吸过程及主要气候影响因子,探讨以土壤温度和土壤体积比含水量(VWC)为计算参数的3种连乘... 详细信息

利用锡林浩特国家气候观象台涡度协方差通量观测系统记录的湍流数据和土壤温度、湿度数据,分析2.10—2.12.锡林郭勒半干旱区针茅草原生态系统的呼吸过程及主要气候影响因子,探讨以土壤温度和土壤体积比含水量(VWC)为计算参数的3种连乘形式的呼吸模型和Q10呼吸模型在该生态系统的适用性,在此基础上讨论该生态系统生长季净碳交换速率(NEE)、呼吸速率(Reco)以及总初级生产力(GPP)的年际变化特征。该草原生态系统的呼吸作用受土壤温度和土壤含水量的共同影响,其中土壤含水量是重要的限制因子。2.10和2.11年,生长季降水量偏少,该生态系统受到一定程度的干旱胁迫,当土壤含水量处于12.~2.%区间时,呼吸速率随其升高而显著增加,而当土壤含水量2.或>2.%时,呼吸速率对其变化不敏感;2.12.降水充沛,呼吸速率与土壤温度的变化趋势相关性更显著。4种呼吸模型的拟合结果表明,Q10模型的表现(R2.0.64)优于其他3种连乘模型。使用Q10模型模拟的2.10,2.11和2.12.生长季呼吸作用的累积碳交换量分别为157.32.138.75和2.6.32.g C/m2.该草原生态系统在这3年生长季中均表现出较显著的碳汇功能,净碳交换累积总量分别为-110.2.,-68.79和-310.05 g C/m2.总初级生产力累积总量分别为2.7.52.2.7.57和555.85 g C/m2.干旱胁迫对光合作用的影响大于呼吸作用,与总初级生产力和呼吸作用相比,净碳交换量的年际差异更明显。

关键词：半干旱草原碳交换生态系统呼吸模型涡度相关法

一种综合考虑采样点水平和高程误差的DEM建模算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第5期43卷 739-744页

作者：陈传法闫长青刘凤英赵娜刘国林山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学山东省基础地理信息与数字化技术重点实验室山东青岛266590 山东科技大学信息工程系山东泰安271019 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

为了降低采样点水平和高程误差对数字高程模型（digital elevation model,DEM）建模精度的影响,受总体最小二乘算法启发,以较高精度的多面函数（multiquadric function,MQ）为基函数,发展了整体最小二乘MQ算法（MQ-T）,并分别借助数值... 详细信息

为了降低采样点水平和高程误差对数字高程模型（digital elevation model,DEM）建模精度的影响,受总体最小二乘算法启发,以较高精度的多面函数（multiquadric function,MQ）为基函数,发展了整体最小二乘MQ算法（MQ-T）,并分别借助数值实验和实例分析验证模型计算精度。数值实验中,以高斯合成曲面为研究对象,设计了受不同误差分量影响的采样数据,借助MQ-T曲面建模,并将计算结果与传统MQ进行比较。结果表明,当采样点仅受高程误差分量影响时,MQ-T计算结果精度与MQ相当;当采样数据受水平误差分量影响时,MQ-T计算结果中误差小于MQ中误差。实例分析中,以全站仪获取的采样数据为研究对象,借助MQ-T构建测区DEM,并将计算结果与传统插值算法进行比较,如反距离加权（inverse distance weighted,IDW）法、克里金（Kriging）法和澳大利亚国立大学DEM专用插值软件（（Australian National university DEM,ANUDEM）法。精度分析表明,随着采样点密度降低,各种插值算法精度逐步降低;不管采样密度多少,MQ-T计算精度始终高于传统插值算法;对山体阴影图分析表明,MQ-T相比Kriging法有一定峰值削平现象。

关键词： DEM 位置误差精度插值多面函数

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雅氏落叶松尺蠖在蒙古高原适生区的分布

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2018年第4期46卷 98-106页

作者：黄晓君颉耀文包玉海 Altanchimeg 兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古师范大学自然灾害防治研究所内蒙古呼和浩特010022 内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022 蒙古国科学院生物研究所蒙古国乌兰巴托

【目的】为防控蒙古国雅氏落叶松尺蠖(Erannis jacobsoni Djak)扩散,预测该虫在蒙古高原的潜在适生区分布。【方法】选取影响雅氏落叶松尺蠖适生性的6个气象指标,基于害虫分布点和寄主分布数据,利用Maxent模型和气候相似性分析方法,结合... 详细信息

【目的】为防控蒙古国雅氏落叶松尺蠖(Erannis jacobsoni Djak)扩散,预测该虫在蒙古高原的潜在适生区分布。【方法】选取影响雅氏落叶松尺蠖适生性的6个气象指标,基于害虫分布点和寄主分布数据,利用Maxent模型和气候相似性分析方法,结合GIS空间分析方法预测害虫适生区,并将这2.方法相结合预测害虫适生区细化分布。利用Kappa系数对3种方法的预测精度进行评定。【结果】Maxent模型、气候相似性分析法以及2.方法综合预测的适生区总面积分别为9.11,10.34和7.56万km^2.三者预测的适生区总体分布基本一致,包括我国内蒙古呼伦贝尔、兴安盟及锡林郭勒和蒙古国库苏古尔、东方、色楞格、布尔干、扎布汗、肯特、后杭爱、中央、鄂尔浑、乌兰巴托及前杭爱等地区,其中极高和高适生区主要分布在蒙古国布尔干、后杭爱及库苏古尔;三者预测的Kappa系数分别为0.778,0.733和0.813,表明2.方法综合预测精度优于Maxent模型和气候相似性分析法。【结论】雅氏落叶松尺蠖在蒙古高原的适生区分布较广,应趁早采取防范措施保障蒙古高原森林生态系统安全;2.方法综合预测精度较高。

关键词：雅氏落叶松尺蠖适生区预测 GIS技术 Maxent生态位模型气候相似性

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地磁场三维曲面Spline模型

地球物理学报 2018年第4期61卷 1352-1365页

作者：冯彦蒋勇孙涵安振昌黄娅南京信息工程大学空间天气研究所南京210044 中国科学院空间天气学国家重点实验室北京100190 内蒙古新天元防灾减灾研究所呼和浩特010051 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

利用149个地面实测数据以及12.子午工程测点数据,50个CHAMP卫星高度实测数据,并结合高空180km处的50个IGRF12.据点,基于这三个高度的数据首次建立了中国地区地磁场三维曲面Spline(3DSpline)模型.在境外添加了39个测点以控制边界效应.... 详细信息

利用149个地面实测数据以及12.子午工程测点数据,50个CHAMP卫星高度实测数据,并结合高空180km处的50个IGRF12.据点,基于这三个高度的数据首次建立了中国地区地磁场三维曲面Spline(3DSpline)模型.在境外添加了39个测点以控制边界效应.通过CM4模型将所有测点的场源进行分离,统一通过主磁场值建模分析.通过将模拟结果与实测值、曲面Spline(2.Spline)以及Taylor(2. Taylor)、三维Taylor(3D Taylor)模型及IGRF12.型相比较,结果显示3DSpline模型的空间分布与其他模型整体趋势一致,但更为曲折,随着高度上升,3DSpline模型的要素Y的强度逐渐减弱.通过比较3DSpline、2.和3DTaylor模型对于不同高度6个缺测点的模拟值,残差和均方根偏差(RMSE),3DSpline模型的模拟效果最好,要素Y、Z和总强度F的RMSE值要比其他模型低50%以上.3DSpline模型在不同高度处的模拟效果主要取决于该高度附近的实测值数量和精度.

关键词：地磁场三维模型曲面Spline 子午工程 CHAMP卫星 IGRF12

基于镜频抑制零差探测的全光纤测风激光雷达系统

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北京理工大学学报 2018年第2期38卷 205-210页

作者：陈玉宝步志超王振会南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶-云-降水重点实验室江苏南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

相干多普勒测风激光雷达多采用外差技术来获得大气风场在雷达径向方向上的速度大小和正负.本文基于镜频抑制技术,使用全光纤90°相位控制器研制了连续相干多普勒测风激光雷达系统.该系统通过对本振光或接收信号进行相位控制,得到正交的I... 详细信息

相干多普勒测风激光雷达多采用外差技术来获得大气风场在雷达径向方向上的速度大小和正负.本文基于镜频抑制技术,使用全光纤90°相位控制器研制了连续相干多普勒测风激光雷达系统.该系统通过对本振光或接收信号进行相位控制,得到正交的IQ信号,采用镜频抑制技术,探测得到径向风速的大小和正负,相对于使用外差技术的相干多普勒激光雷达系统,该系统具有信噪比更高、雷达存储能力更强、在相同的ADC采样速率下测速范围更大等特点.文中最后通过与风速计的大量对比试验,进一步对连续相干多普勒测风激光雷达系统的数据的可信性进行了验证.实验结果表明,该系统测得的风向正负与风速计完全一致,风速大小的偏差为-0.03m/s,标准差为0.63m/s,具有较高的探测精度.

关键词：镜频抑制零差多普勒激光雷达

基于时域有限差分法的冰晶粒子群多次散射特性

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兰州大学学报（自然科学版） 2018年第2期54卷 175-183页

作者：陈浩王金虎魏鸣董佳阳刘宇琦金子琪南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 南京信息工程大学大气科学与环境气象国家级实验教学示范中心南京210044

为了精确地利用雷达回波信号反演降雪粒子的微观物理参数,建立满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型,利用XFDTD软件计算了这两类非球形冰晶粒子群模型在94 GHz频率下的雷达散射截面,分别为-37.690 0和-40.301 0dB·m^2.与简单叠... 详细信息

为了精确地利用雷达回波信号反演降雪粒子的微观物理参数,建立满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型,利用XFDTD软件计算了这两类非球形冰晶粒子群模型在94 GHz频率下的雷达散射截面,分别为-37.690 0和-40.301 0dB·m^2.与简单叠加计算的结果对比后发现绝对误差分别达到0.334 4和0.733 7 dB.在冰水含量一定时,满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型在分别考虑多次散射和单次散射下雷达反射率因子的绝对误差分别为0.334 6和0.733 7 dB,因此粒子群的多次散射效应在实际气象探测中必须加以考虑.

关键词：时域有限差分法广义洛伦兹Mie理论冰晶粒子雷达散射截面多次散射

基于SA-BP神经网络算法的光伏阵列MPPT研究

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计算机仿真 2018年第10期35卷 270-273,287页

作者：吴玥行鸿彦南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

针对光伏阵列最大功率点跟踪精度较低的问题,在综合考虑传统和智能算法的优缺点基础上,采用模拟退火(SA)优化BP神经网络的光伏最大功率点跟踪方法,利用模拟退火算法优化BP神经网络的初始权值和阈值后赋给BP神经网络并建立SA-BP神经网络... 详细信息

针对光伏阵列最大功率点跟踪精度较低的问题,在综合考虑传统和智能算法的优缺点基础上,采用模拟退火(SA)优化BP神经网络的光伏最大功率点跟踪方法,利用模拟退火算法优化BP神经网络的初始权值和阈值后赋给BP神经网络并建立SA-BP神经网络模型预测跟踪误差。仿真结果表明,SA-BP神经网络最大跟踪点预测误差大大降低,在光照强度变化时能更加快速、准确地对光伏最大功率点进行跟踪。SA-BP神经网络算法在光伏最大功率点跟踪方面有应用价值和前景。

关键词：光伏电池最大功率点跟踪模拟退火算法

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一种新型扇形环状频率选择表面的设计

雷达科学与技术 2018年第3期16卷 338-342页

作者：韩可葛俊祥盛夕琛南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

通过在矩形环为基本单元结构的基础之上设计了一种新型双频双极化低通高阻型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)。此结构将普通矩形环的每条边顺时针延长,再沿贴片的四周开槽矩形孔径后两边加载介质板的多层结构,实现了Ka... 详细信息

通过在矩形环为基本单元结构的基础之上设计了一种新型双频双极化低通高阻型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)。此结构将普通矩形环的每条边顺时针延长,再沿贴片的四周开槽矩形孔径后两边加载介质板的多层结构,实现了Ka波段带通、W波段带阻的空间滤波特性。经过电磁仿真软件HFSS的仿真与优化,所设计的新型扇形环状FSS结构在35GHz谐振频率处,插损为0.02.B,-0.5dB通带衰减带宽为5.85GHz;在94GHz谐振频率处,反射系数为-54.57dB,-2.dB阻带带宽为4.2.GHz,且在入射角0°~30°范围内具有良好的极化稳定性和角度不敏感性。

关键词：频率选择表面(FSS) 低通高阻极化稳定角度不敏感

与冬季北太平洋大范围海温异常相联系的海气特征

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大气科学学报 2018年第3期41卷 330-343页

作者：徐海明崔梦雪南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 湖北省宜昌市气象局湖北宜昌443000

采用1948—2.14年NCEP/NCAR大气再分析资料以及延伸重建海温资料,基于大气海洋间不同的主导关系对冬季北太平洋大范围海温异常进行分类,探究其相应的海气结构特征。结果表明:1)大气影响海洋的个例多于海洋影响大气的个例,即在冬季北太... 详细信息

采用1948—2.14年NCEP/NCAR大气再分析资料以及延伸重建海温资料,基于大气海洋间不同的主导关系对冬季北太平洋大范围海温异常进行分类,探究其相应的海气结构特征。结果表明:1)大气影响海洋的个例多于海洋影响大气的个例,即在冬季北太平洋大气强迫海洋占主要地位,但也存在海洋对大气的反馈作用。2.对于大气影响海洋而言,SST(Sea Surface Temperature)暖异常区上空主要伴随着东北—西南走向的相当正压高低压异常(东北高西南低),对应东南风异常以及显著的深厚暖异常,表现出相当正压暖/脊结构,冷异常情况与此相反。SST异常为净热通量异常与风速异常共同作用引起。3)对于海洋影响大气而言,在SST暖异常区上空西部为南北向高低压异常(北高南低),东部为低压异常,对应偏东风异常。在SST冷异常区上空为偶极型的南北向高低压异常(南高北低),对应偏西风异常;位势高度异常表现出相当正压结构且较大气影响海洋时相对偏弱,大气暖(冷)温度异常比较浅薄且主要局限于对流层低层。4)海洋温度结构异常主要表现为,在大气影响海洋时海温异常由表层下传,海洋影响大气时为上下一致的温度异常。

关键词：大范围海温异常中纬度北太平洋大气海洋特征冬季