福州乌鸦咀泉水电导率幅频谱分析初探

地震观测数据受各种周期性因素影响，其动态曲线表现为周期性变化特征，是大小不同的周期和非周期因素相互作用的结果。利用MATLAB工具包，编程幅频分析和滤波程序，以福州乌鸦咀泉水电导率的模拟观测数据为例，对其幅频谱特征和震例进行初步探讨。     

基于小波相关分析框架的大气腐蚀数据挖掘

目的 针对大气腐蚀中腐蚀数据复杂多变且不易于分析的问题,提出一种基于小波的相关分析框架,挖掘腐蚀的变化特征及其影响因素.方法 首先采用小波功率谱确定腐蚀数据的周期波动特征,然后应用小波相干谱分析腐蚀和环境因素的相关强度、超前滞后及正反相关系,最后利用平均小波相干和显著相干百分比筛选出与腐蚀相关程度较高的环境因素.然后以青岛碳钢腐蚀数据为具体对象,挖掘了温度、相对湿度、降雨和污染物对碳钢初期腐蚀行为的影响.结果 在腐蚀初期,碳钢的腐蚀具有很强的日波动特征,温度和相对湿度是导致其波动的主要环境因素;腐蚀在降雨时刻呈现间歇性波动特征,且降雨超前于腐蚀;污染物浓度较低使得其对碳钢的腐蚀影响较弱.结论 基于小波的相关分析框架有效展现了复杂腐蚀数据的变化特征及其与环境因素的关系,为深入理解大气腐蚀规律提供了一种新的途径.     

反应谱特征周期的统计分析

反应谱特征周期即反应谱的第二拐点周期,是工程抗震设计的关键参数。收集了美国西部825条强地震记录并进行统计分析,结果表明:(1)反应谱特征周期随着场地的变软,震级的增大而增大,趋势较明显,但是特征周期与震中距和震源深度的线性相关性不明显;(2)竖向特征周期低于水平向特征周期,其差值随着场地的变软而增大;(3)与我国规范相比较,实际统计远场水平特征周期高于我国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中的设计特征周期,实际统计竖向特征周期与此规范规定基本相同。该统计分析结果为大型或重要建筑结构抗震设计反应谱确定和抗震设计规范中设计特征周期的确定具有参考价值。     

农业气候资源多时间尺度分析——以郑州市小麦玉米为例

小波分析的时域局部变化特征可展现气候序列的精细结构,能够揭示不同时间尺度气候序列所隐含的不同变化规律,是进行时域分析的有力工具。论文以郑州市小麦、玉米生育期间的光热水农业气候资源分析为例,用Morlet小波变换法对其进行多时间尺度变化特征及演变规律分析。结果表明:郑州小麦、玉米生育期间的光热水气候要素具有不同的年际及年代际时间尺度周期变化规律和转换特征;小波变换能很好地揭示农业气候资源变化所包含的周期分量;其气候变化特征与全球气候变化趋势相比,有其一致性,也有其局地特殊性。     

阳江近海海域波浪特征分析

在阳江近海海域布置测站进行波浪现场观测,对采集到的2016年6月至2017年5月的实测波浪数据进行特性分析研究。结果表明,周年观测期间,观测海域波浪1/10大波波高平均值和最大值分别为1.18 m和6.54 m,有效波高平均值和最大值分别为0.94 m和5.31 m,平均周期为4.3 s,最大一次波浪过程发生在台风“莎莉嘉”过境期间;波浪以轻浪为主,各月均有中、大浪发生;常浪向和强浪向均为ESE向;特征波高之间、特征周期之间、特征波高和特征周期之间存在一定的转换关系。     

永兴岛大气CH4浓度变化特征及影响因子研究

依托国家海洋局三沙海洋环境监测中心站,基于激光大气温室气体分析仪（GLA331-GGA）,搭建了一套全自动、连续、高精度观测大气CH₄的观测系统.通过气团后向轨迹输送特征,结合数值统计方法（局部近似回归法）,对西沙永兴岛区域2013年12月~2017年11月期间的观测数据进行了数据筛分和分析.结果显示：西沙海域大气CH₄季节变化与北半球大气本底变化状况类似,冬季高、夏季低,年平均增长率约为11.9×10^-9,年平均季节振幅为81.1×10^-9;其日变化呈现中午低、凌晨高的单周期正弦变化特征;该区域风场数据和气团后向轨迹分析表明：季风是影响该区域CH₄浓度变化的最主要因素.     

北京城区PM_(2.5)不同时间尺度周期性研究

为研究北京城区PM_(2.5)浓度不同时间尺度的周期及其演变特征,利用2010~2015年PM_(2.5)浓度和常规气象资料,对其进行Morlet小波和交叉小波分析.结果表明,北京城区PM_(2.5)浓度存在显著的周期性变化,主要周期包括24h左右,8d左右和14d左右.14d左右的周期主要受大气准双周振荡的影响,8d左右周期不仅与天气尺度系统周期有关,此外可能还与人类活动引起"星期效应"有关,其中天气尺度系统的影响可能居于主要地位.通过交叉小波分析,PM_(2.5)与平均风速在8d和14d左右存在显著的共振现象,并且二者表征为负位相关系.气象要素日变化、城市居民行为习惯导致的污染物排放差异可能是造成24h左右振荡周期的重要因素.北京城区PM_(2.5)浓度的各周期在秋冬季较为显著,与北京地区秋冬季低层大气更多受强天气系统的影响有关;春夏季PM_(2.5)浓度较低和影响因素较多以及局地中尺度热力环流对于低层大气的影响更为显著是该时期周期性较弱的主要原因;季节内振荡(40~60d)在2014年后减弱可能与北京市开展的减排措施有关.尽管本研究利用小波分析方法得到一些关于北京城区PM_(2.5)浓度振荡周期及其演变特征的有效信息,但所用资料时长较短且站点相对单一,所得结论还需要大量的实测数据或其他分析方法的验证.     

融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧(O3)预测方法研究

针对目前臭氧预测方法未能考虑臭氧污染的区域性和在时间周期内的强自相关性的问题,提出一种融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧组合预测模型.利用小波分析和系统聚类提取臭氧时间序列波动特征和站点空间分布相似性特征,并通过主成分分析和粒子群算法优化的支持向量机组合模型（PCA-PSO-SVM）对臭氧日最大8h平均浓度进行预测,以2016~2018年杭州市大气污染物观测数据和气象数据进行实验验证.结果表明：融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型预测精度有较大提升,与未融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型相比,精度提升19%.气象因素中温度对臭氧预测效果影响最大,在气象预报数据存在一定误差的情况下,提出的模型仍得到较高精度的预测效果,具备较好的鲁棒性.     

基于ICEEMDAN分解和MHA-LSTM神经网络的滑坡位移预测

深度学习在机器视觉等各个领域的兴起，使长短时间记忆(LSTM)神经网络也越来越常用于滑坡预测工作中。为加强对历史信息的提取与捕捉，提出一种多头自注意力长短时间记忆(MHA-LSTM)神经网络用来预测滑坡位移。首先采用改进版的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)算法将滑坡位移分解成趋势项、周期项和噪声项；然后采用MHA-LSTM神经网络拟合带噪声的滑坡位移趋势项和周期项，两者相加即可得到滑坡总位移的预测结果；最后以白水河滑坡实测数据为例，考虑月降雨量和库水位因素的影响，对该滑坡位移的周期项和趋势项进行预测，并与其他传统神经网络的预测结果进行对比。结果表明：MHA-LSTM神经网络模型相较于其他传统神经网络模型，能更好地捕捉历史的信息特征，预测效果更佳，可为滑坡预测提供新的技术方法。     

浅覆盖区第四系三维地质结构模型不确定性分析——以运漕幅离散钻孔为例

针对以离散钻孔为主要数据源建立的第四系三维地质结构模型,采用地统计学方法以置信度指数定量评估三维地质结构模型的不确定性。通过分析目标地层顶面趋势,获取其地质复杂度信息;利用半方差函数模型分析目标地层顶面的空间自相关性,获取其数据精度信息;结合专家经验,以置信度综合评估模型的不确定性。以运漕幅第四系三维地质结构模型为例,分别绘制早—中更新世青弋江组(Qp1-2 qy)与中—晚更新世大桥镇组(Qp2-3 d)顶面高程与置信度指数图。结果表明,钻孔位置和运漕幅右下角钻孔密集处的置信度指数较高,图幅边缘及地层缺失处的置信度指数偏低。置信度指数与钻孔数据精度呈正相关,与地质复杂度呈负相关。置信度指数可为以离散钻孔为主要数据源建立的第四系三维地质结构模型的不确定性分析提供量化工具。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

培养因素对好氧污泥颗粒化进程的影响

全面阐述好氧污泥颗粒化的影响因素,指出反应器构造和接种污泥是污泥颗粒化的两个基础性影响因素,污泥沉降时间、曝气量和有机负荷则是培养成败的关健性影响因素,而基质类型、有机负荷、饥饿期、含盐量、温度、pH值、多价阳离子或载体、循环时间、污泥龄、抑制物质只是一般性的影响因素。并对好氧颗粒污泥的研究方向进行了展望。     

新疆玛纳斯河径流过程的非线性特征

结合玛纳斯河肯斯瓦特水文站1954-2007年的逐月径流及流域内气候资料,利用小波多尺度分析、混沌理论与周期性叠加趋势模型研究了玛纳斯河径流的非线性特征及影响因素。结论如下:①玛纳斯河径流变化的周期分别在15、18和22 a,并在18 a处最为显著;②玛纳斯河径流变化呈现复杂的非线性特征,其关联维为3.317 8,是非整数,这意味着其径流变化具有分形和混沌特性;③根据周期性叠加趋势模型,2007年后的7 a内玛纳斯河径流仍将保持上升趋势;④玛纳斯河径流与NAO关系密切,在夏季表现为负相关且相关性最强,其次在冬季为较强的正相关,在全年关联性最差,并且两者存在多尺度的复杂相关性;⑤NAO通过气流循环影响该流域的气候变化进而作用于径流。     

林窗对岷江冷杉幼苗种群优势度增长与周期性波动的影响

在川西亚高山岷江冷杉原始林中布设样带,开展林窗和林下更新幼苗生长状况调查,采用Logistic模型和谱分析进行种群优势度增长和周期性波动分析。结果表明：Logistic模型能较好地反映出岷江冷杉幼苗种群优势度增长规律,基于基面积和总生物量拟合的种群优势度最大环境容量分别为11.34 mm²/m²和4.64 g/m²,内禀增长率为0.60和0.62,基面积和生物量均能很好地表示岷江冷杉幼苗种群大小。基于基面积拟合和计算的林窗种群的最大环境容纳量、内禀增长率和最大增长速率约为林下种群的4.2倍、1.4倍和5.8倍,最大增长速率出现时间较林下种群早2龄级。谱分析发现岷江冷杉幼苗种群的波动性是多个周期的叠加,大周期内存在着小周期,均以基波振幅最大,林窗种群基波振幅约为林下种群的3倍,谐波对林窗种群影响较林下种群早2龄级。林窗干扰提高了岷江冷杉幼苗种群优势度的环境容纳量和内禀增长率、增强了基波对种群周期性波动的控制,使幼苗种群具有更强的增长优势和相对稳定的生长环境。因此,在岷江冷杉原始林的管理过程中应充分重视林窗的作用。     

周期换向电絮凝法用于处理含铬废水研究

以铁作为极板,采用周期换向电絮凝法处理含铬废水,考察了初始pH值,电流密度,处理时间,初始质量浓度及周期换向时间等因素的影响.结果表明,在初始pH值为8.0~9.0,电流密度为16.37A/m2,处理时间为3.0min,初始浓度为40mg/l时,总铬和六价铬的去除效果理想,去除率均在99.5%以上;10~15min的换向周期在一定程度上解决了极板钝化问题,可降低10%~20%的能耗.实验结果表明周期换向电絮凝法处理含铬废水效果好,且可降低能耗.     

Phase relations between a circadian rhythm and its zeitgeber within the range of entrainment

The regular day-night changes in tissues, physiologic functions, and behavior of organisms are based on endogenous rhythmic processes which under constant conditions continue with periods slightly deviating from 24h. These ‘arcadian’ rhythms have properties of self-sustained oscillators. Under natural conditions, circadian rhythms are synchronized (entrained) to 24 h by periodic factors in the environment, the so-called ‘Zeitgebers’. In the laboratory, circadian rhythms can also be entrained to periods other than 24 h within certain limits. Data on the phase relationship between the circadian rhythm and an entraining light-dark cycle for vertebrates, insects, plants, and unicellular organisms are reviewed.     

长江源区水文气象要素变化及其与大尺度环流因子关系研究

长江源区水文气象要素变化及其归因研究一直备受全球关注,现阶段研究多侧重于水文气象要素时空变化特征分析,针对长江源区水文气象要素与大尺度环流因子相互关系的研究不足。论文利用Mann-Kendall法、去趋势波动分析法和小波分析法,探究长江源区1957—2012年水文气象要素趋势性、波动性和周期性变化规律,分析水文气象要素与大尺度环流因子的相关关系,通过研究水汽通量揭示大尺度环流因子对水文气象要素变化的驱动机制。结果表明：20世纪90年代,长江源区气候暖干化,进入21世纪后,长江源区气候暖湿化趋势明显;长江源区水文气象要素序列具有正长程相关性,长江源区气候未来会继续呈现暖湿化变化趋势。长江源区水文气象要素都存在着1~5、10~24和25~45 a三种时间尺度周期变化规律。南亚季风是影响长江源区降水量和流量较为重要的大气环流因子,南亚季风驱动下的西南方向气流是长江源区主导气流和水汽来源。     

巢湖水体固有光学特性研究

水体的固有光学特性是描述水体辐射传输的基本光学特性,是建立水质参数遥感模型的基础.黄色物质、非色素悬浮物和浮游植物是影响内陆水体光学特性的3种主要物质,对巢湖水体中这3种物质在波长为400～800 nm的吸收系数进行了测量和分析.结果表明,各组分的吸收系数随其含量的增加而增加;黄色物质和非色素悬浮物的吸收系数随波长的增加呈负指数形式递减;浮游植物吸收光谱的形状与不同藻类的色素组成密切相关.绿色到近红外波段范围是遥感监测内陆水质参数的最佳波段.      

基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C-H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.