检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：地球科学 2020年第10期50卷 1455-1467页

作者：胡腾云李雪草宫鹏喻文承黄晓春北京市城市规划设计研究院规划信息中心北京100045 Department of Geological and Atmospheric Sciences lowa State UniversityAmes 50011USA 清华大学地球系统科学系教育部地球系统模拟重点实验室北京100084 清华大学中国城市研究院北京100084

以北京市“百万亩平原造林”(简称造林工程)为例,利用长时序遥感影像监测林地生长状况及其变化、土地利用改变对林地生长的影响,评价造林工程的植被生长状况特征变化.结果表明,造林工程的生态效益仍有提升空间.研究发现,第一期造林工程... 详细信息

以北京市“百万亩平原造林”(简称造林工程)为例,利用长时序遥感影像监测林地生长状况及其变化、土地利用改变对林地生长的影响,评价造林工程的植被生长状况特征变化.结果表明,造林工程的生态效益仍有提升空间.研究发现,第一期造林工程中存在部分对区域原有绿色空间生长破坏的情况,主要发生在初始绿色空间生长状况较好且内部植被生长的空间异质性小的林地斑块以及优质的、较大规模的耕地,具有这些特征的斑块原则上不适宜开展造林工作.基于对第--期造林工程实施评估的分析,根据城市化过程对绿色空间格局的潜在影响分析,构建第二期“百万亩造林工程”中绿色空间生长适宜性评价变量,探索在城市土地利用扩展的情境下新一轮造林工程中新增绿色空间分布的模拟方法,以期对绿色空间规划提供借鉴意义及政策实施考核.本研究所建立的评价方法可推广至全国范围,对区域造林监测和未来造林规划提供借鉴.

关键词：城市土地利用造林工程生长状况适宜性分布空间布局模拟

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面向LICOM2的并行I/O优化

面向LICOM2的并行I/O优化

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第四届中国科学院超级计算机应用大会

作者：季旭武海平邹寅隆梁亚雄薛巍尹万旺林鹏飞刘海龙俞永强清华大学计算机科学与技术系北京 100084 清华大学清华信息科学与技术国家实验室(筹) 北京 100084 清华大学地球系统数值模拟教育部重点实验室北京 100084 清华大学计算机科学与技术系北京 100084 清华大学清华信息科学与技术国家实验室(筹) 北京 100084 清华大学地球系统数值模拟教育部重点实验室北京 100084 江南计算技术研究所江苏无锡 214083 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京 100029

本文设计实现了LICOM2系统的ADIOS并行读写方案,都取得了显著的优化效果.LICOM2系统ADIOS优化在天河1A系统内网测试,在288-6480并行度下I/O时间占比均不到4％,在6480并行度下写带宽达8.46GB/s.本文通过在天河1A上的大量测试,对提高LICOM... 详细信息

本文设计实现了LICOM2系统的ADIOS并行读写方案,都取得了显著的优化效果.LICOM2系统ADIOS优化在天河1A系统内网测试,在288-6480并行度下I/O时间占比均不到4％,在6480并行度下写带宽达8.46GB/s.本文通过在天河1A上的大量测试,对提高LICOM2系统的I/O性能做了进一步的研究,不同系统配置会对I/O性能有影响.

关键词：气候变化海洋环流模式 I/O性能并行计算系统配置

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求解二维弹性波方程的多项式约束的频散关系高保真有限差分方法

求解二维弹性波方程的多项式约束的频散关系高保真有限差分方法

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2014年中国地球科学联合学术年会——专题19：地震波传播与成像

作者：陈宇澍宋国杰杨广文清华大学计算机科学与技术系地球系统数值模拟教育部重点实验室西南石油大学理学院

高精度的地震层析成像,需要精确、高效的地震波场正演方法。现已常用地震波场正演方法中,有限差分方法计算量、存储量小、易于并行,因此在地球物理领域中有限差分方法应用最为广泛。然而,传统有限差分方法在粗网格、高频率及介质速度反... 详细信息

高精度的地震层析成像,需要精确、高效的地震波场正演方法。现已常用地震波场正演方法中,有限差分方法计算量、存储量小、易于并行,因此在地球物理领域中有限差分方法应用最为广泛。然而,传统有限差分方法在粗网格、高频率及介质速度反差大时常产生严重的数值频散,用于反演时会严重影响成像效果。用加细网格来压制数值频散,将导致计算量、存储量激增。传统高阶差分方法具备较强的数值频散压制能力,但随差分算子增长及相应的计算量增加,其数值频散下降相对缓慢。同时,较长的

关键词：二维弹性波方程数值频散频散关系有限差分方法多项式

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基于多源数据空间分析的国家公园管控分区研究——以钱江源国家公园体制试点区为例

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生态学报 2021年第21期41卷 8443-8455页

作者：崔晓伟杨明星孟宇辰罗伟雄汪家军孙鸿雁国家林业和草原局昆明勘察设计院昆明650216 国家林业和草原局国家公园规划研究中心昆明650216 清华大学地球系统科学系教育部地球系统模拟重点实验室北京100084 清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院深圳518055 钱江源国家公园管理局开化324300

《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》提出国家公园实行管控分区的要求,以便实现国家公园最严格保护目标。然而,国家公园管控分区评价的指标尚不明确,以浙江钱江源国家公园体制试点区(以下简称"钱江源国家公园&... 详细信息

《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》提出国家公园实行管控分区的要求,以便实现国家公园最严格保护目标。然而,国家公园管控分区评价的指标尚不明确,以浙江钱江源国家公园体制试点区(以下简称"钱江源国家公园")为研究对象,采用层次分析法从基础环境(包括高程、植被指数、交通道路影响和基本农田)、重点野生动植物分布(野生动植物、黑麂生境适宜性和白颈长尾雉生境适宜性)、自然资源保护基础(古田山国家级自然保护区、钱江源国家森林公园、钱江源风景名胜区和生态公益林)和生态现状(生态功能适宜性评价、自然资源承载力、三区三线和土地利用现状)等指标构建多源数据空间分析指标体系,利用空间叠加分析技术获取钱江源国家公园的管控分区结果,并与管控分区最终结果进行对比分析。结果表明:(1)基于多源数据的方法能有效地识别钱江源国家公园内生态保护价值较高区域;(2)多源数据空间分析结果与最终管控分区结果对比显示,其总体精度为78.07%(197.70 km^(2)),在核心保护区精度为83.55%(127.99 km^(2)),一般控制区精度为69.67%(69.71 km^(2));(3)影响精度主要原因是新调入区域基础数据不足,以及通过定性分析解决管控分区破碎化等。研究认为基于多源空间数据分析技术能够客观、高效地划分国家公园管控分区,具有一定普适性,但仍需通过增加数据数量或优化算法提高精度。

关键词：国家公园管控分区多源数据空间分析钱江源

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植草沟对北京市道路地表径流的调控效应

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水土保持通报 2015年第3期35卷 176-181页

作者：郭凤陈建刚杨军孟莹莹龚应安北京林业大学森林培育和保护教育部重点验室北京100083 北京市水科学技术研究院北京100044 清华大学地球系统科学研究中心地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084

[目的]分析植草沟对北京城市道路径流的水量和水质的调控效应,为北京市雨洪管理提供参考。[方法]实地建立植草沟,并根据北京市多年降雨资料和主干道路径流水质2010—2012年的监测结果设置径流水量和水质。[结果](1)降雨历时短,降雨强度... 详细信息

[目的]分析植草沟对北京城市道路径流的水量和水质的调控效应,为北京市雨洪管理提供参考。[方法]实地建立植草沟,并根据北京市多年降雨资料和主干道路径流水质2010—2012年的监测结果设置径流水量和水质。[结果](1)降雨历时短,降雨强度低时植草沟的调控水量的功能明显。在降雨历时为3h,降雨重现期为0.33a时,50m2的植草沟可削减50m2沥青道路上产生的66%的径流量,降雨强度相对降雨历时来说对植草沟传输入渗的影响更大。(2)植草沟对水质污染物有一定的去除效果,但达不到完全净化。建设的植草沟能够削减径流中的氨氮达20%,总磷达35%,COD达22%。(3)植被覆盖度能影响植草沟的调控能力。植被覆盖度增加60%,植草沟对0.33年重现期降雨1h的雨量入渗率提高了8%。(4)若建立与北京市城六区道路等长度、宽2m的植草沟,对1a,2a重现期24h降雨形成的道路径流削减率分别为96.3%和56.0%,但对50a极端降雨道路径流量的削减率仅为13.0%。[结论]植草沟对北京市道路地表径流具有一定的调蓄洪峰流量,延缓产流时间,减少径流污染的作用,但无法单独作为有效控制城市道路地表径流水量的管理措施。

关键词：植草沟道路地表径流水量水质

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基于扩展卡尔曼滤波和自动微分技术对陆面数据同化系统参数的快速估计及其影响

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中国科学：地球科学 2023年第11期53卷 2591-2608页

作者：田佳鑫卢麾阳坤秦军赵龙周建宏姜尧志马小刚清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室清华大学全球变化研究院北京100084 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室国家青藏高原科学数据中心北京100101 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 西南大学地理科学学院重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 清华大学-西安市勘察测绘院新型智能测绘联合研究中心北京100084

土壤水分在干旱监测、洪水预报和水资源管理中发挥着重要作用.数据同化方法能结合模型和遥感的优势,生产高精度、时空连续的土壤水分数据.目前,陆面数据同化面临的主要难题之一是模型和观测误差的准确估计.为此,我们前面提出了双循环同... 详细信息

土壤水分在干旱监测、洪水预报和水资源管理中发挥着重要作用.数据同化方法能结合模型和遥感的优势,生产高精度、时空连续的土壤水分数据.目前,陆面数据同化面临的主要难题之一是模型和观测误差的准确估计.为此,我们前面提出了双循环同化算法,实现了模型和观测误差、模型算子和观测算子参数的同时估计.由于该算法需要设置较大的集合个数才能实现稳定的参数估计,导致参数估计效率低,限制了其在大范围陆面同化系统中的应用.为此,本研究通过:(1)采用二元数自动微分方法计算陆面过程模型(LSM)的雅可比矩阵以替代获取复杂的LSM的切线性模型;(2)采用扩展卡尔曼滤波(EKF)框架替代集合卡尔曼滤波框架,提高了双循环算法的参数估计效率.在模型积分步长为1h和参数优化窗口为90天的条件下,改进后的双循环算法参数优化效率提高近60倍.为检验双循环算法在区域尺度陆面数据同化中的效果,我们在青藏高原区域同化SMAP土壤水分产品,并利用四个不同地理气候环境下的土壤水分观测网数据验证同化结果.结果显示,在青藏高原区域,相较于基于默认参数的模型模拟结果,基于EKF改进的双循环同化算法能够校正模型参数和观测的偏差,估计的土壤水分精度更高,同时也提高了地表温度和蒸散发的估计精度.此外,相较于全球土壤数据中的沙土含量、黏土含量以及孔隙度,该方案得到的土壤参数空间分布更为合理.本研究改进的双循环算法有望进一步提高陆面、生态以及水文数据同化技巧.

关键词：土壤水分数据同化参数校正偏差校正误差估计自动微分

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清华大学CIESM模式及其参与CMIP6的方案

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气候变化研究进展 2019年第5期15卷 545-550页

作者：林岩銮黄小猛梁逸爽秦怡徐世明黄文誉徐芳华刘利王勇彭怡然王兰宁薛巍付昊桓张广俊王斌李锐喆张诚卢麾阳坤罗勇白玉琪宋振亚王敏琦赵文婕张峰徐敬蘅赵曦陆春松骆亦其陈奕兆胡勇唐强陈德训杨广文宫鹏清华大学地球系统科学系/地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 北京师范大学北京100875 自然资源部第一海洋研究所青岛266061 中国科学院大气物理研究所北京100029 南京信息工程大学南京210044 南京林业大学南京210037 无锡江南计算技术研究所无锡214000 国家超级计算无锡中心无锡214000

世界气候研究计划(WCRP)组织实施第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6),清华大学联合国内多家单位,通过多年的模式研发,完成联合地球系统模式(CIESM),除了CMIP6的气候诊断、评估和描述试验(DECK)和历史气候模拟试验(Historical),模式拟参... 详细信息

世界气候研究计划(WCRP)组织实施第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6),清华大学联合国内多家单位,通过多年的模式研发,完成联合地球系统模式(CIESM),除了CMIP6的气候诊断、评估和描述试验(DECK)和历史气候模拟试验(Historical),模式拟参与6个CMIP6子计划。通过介绍该模式的基本情况及其参与的试验子计划,为今后模式试验数据使用者提供参考。

关键词：清华大学联合地球系统模式(CIESM) CMIP6 气候系统模式地球系统模式

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求解二维弹性波方程的多项式约束的频散关系高保真有限差分方法

求解二维弹性波方程的多项式约束的频散关系高保真有限差分方法

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2014年中国地球科学联合学术年会

作者：陈宇澍宋国杰杨广文清华大学计算机科学与技术系北京 100084 地球系统数值模拟教育部重点实验室西南石油大学理学院

高精度的地震层析成像,需要精确、高效的地震波场正演方法.现已常用地震波场正演方法中,有限差分方法计算量、存储量小、易于并行,因此在地球物理领域中有限差分方法应用最为广泛.本文用位移及其梯度共同表示波场，以同时降低数值误差... 详细信息

高精度的地震层析成像,需要精确、高效的地震波场正演方法.现已常用地震波场正演方法中,有限差分方法计算量、存储量小、易于并行,因此在地球物理领域中有限差分方法应用最为广泛.本文用位移及其梯度共同表示波场，以同时降低数值误差和数值频散误差为目标，结合波数域优化和泰勒展开得到的多项式约束，推导了近似高阶空间偏导的新型差分算子，用于求解二维声波及弹性波方程，得到多项式约束的频散关系高保真(PDRP)有限差分方法。频散分析表明，PDRP数值频散压制能力突出，每最小波长只有2个采样点(库朗数为0.5)时，PDRP数值相速度与理论值最大相对误差为3.11％，优于ONAD的7.98%和24阶Lax-Wendroff修正法(LWC24)的6.35%。同时，数值算例表明，PDRP能够有效控制数值误差，在简谐波场正演实验中(简谐波分别沿坐标轴和对角线方向传播)，PDRP的平均数值误差显著低于LWC24。计算效率上，不生成可见数值频散前提下，声波方程中PDRP计算效率是LWC4的3.30倍，LWC24的2.27倍，ONAD的2.01倍;弹性波方程中为LWC4的4.82倍(各方法代码均经过stencil优化)。在Marmousi模型声波模拟中，PDRP生成的波场(各种反射波、折射波、面波)清晰、数值频散弱，说明PDRP能有效模拟复杂介质中地震波传播，应用前景广泛。

关键词：地震勘探二维弹性波方程多项式约束频散关系高保真有限差分法

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1961—2014年中国高温热浪变化特征分析

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气象科学 2018年第1期38卷 28-36页

作者：沈皓俊游庆龙王朋岭孔磊清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 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南京210044 南京信息工程大学中英气候变化与评估研究所南京210044 中国气象局气候研究开放实验室北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100029

基于全国1961—2014年716个站点的日最高气温资料和高温阈值与热浪HWMI(HeatWave Magnitude Index)指数的新定义,分析了全国高温热浪的高温日、热浪频次、HWMI指数的时空变化特征。结果表明:高温日开始早(晚)的地区结束相对较晚(早)。... 详细信息

基于全国1961—2014年716个站点的日最高气温资料和高温阈值与热浪HWMI(HeatWave Magnitude Index)指数的新定义,分析了全国高温热浪的高温日、热浪频次、HWMI指数的时空变化特征。结果表明:高温日开始早(晚)的地区结束相对较晚(早)。高温日数突变集中于1990s末至本世纪初期。研究时段内,全国性的严重高温热浪事件从7月上旬持续至9月上旬,各旬热浪频次差异较大;云南地区热浪频发于5月,其他月份热浪少见。除淮河流域热浪年频次呈减小趋势,全国其余地区呈现增加趋势,其中两广、云南和海南地区增加趋势最大。热浪指数从1960s—1980s递减,1990s后递增,且1998年后全国高强度热浪频发,特别是长江以南地区。

关键词：高温热浪 HWMI指数时空特征

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全新世两次典型突变事件下北半球季风降水的变化对比

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第四纪研究 2019年第6期39卷 1372-1383页

作者：何鹏刘健刘斌宁亮严蜜虚拟地理环境教育部重点实验室江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

利用通用气候系统模式(Community Climate System Model version 3,简称CCSM3)模拟的TraCE-21ka全新世以来的试验数据,分析了全新世两次突变事件(8.2 ka B.P.和4.2 ka B.P.)前后(分别为9200~8800 a B.P.、8800~8000 a B.P.和4800~4500 a B.P.、4500~4000 a B.P.)北半球夏季(6~8月)气温和季风降水的时空变化特征,并通过对比4个单因子(地球轨道参数、温室气体浓度、大陆冰盖和淡水注入)敏感性试验结果来分析北半球季风降水变化的成因。结果表明:1)两次典型突变事件前后欧亚大陆中高纬大范围的地表气温均明显下降,但是8.2 ka B.P.事件的降温程度大于4.2 ka B.P.事件,此外,在8.2 ka B.P.事件下北美中部有明显的增温,而在4.2 ka B.P.事件下该地区为降温;2)两次典型突变事件前后的北半球季风降水变化的空间分布类似,主要表现为北美季风区、北非季风区西部和印度季风降水一致减少,而东亚季风降水呈现"南涝北旱"的分布型;3)两次典型突变事件前后环流场变化的空间型相似,但是4.2 ka B.P.事件的环流强度变化明显弱于8.2 ka B.P.事件;4)8.2 ka B.P.事件下北半球季风降水变化主要是淡水注入所导致,而4.2 ka B.P.事件主要由于地球轨道参数和气候系统内部变率的共同影响。

关键词：全新世突变事件北半球季风降水

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