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基于循环神经网络的欧亚中高纬夏季极端高温年代际预测模型研究
被引量：
2
1
作者
索朗多旦
黄艳艳
+1 位作者
陈雨豪
王会军
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期273-283,共11页
近几十年来频繁发生的极端高温事件严重威胁着自然生态系统、社会经济发展和人类生命安全。针对生态环境脆弱的欧亚中高纬地区,首先评估了当前主流动力模式(CMIP6 DCPP)对于该地区夏季极端高温的年代际预测水平,并构建了基于循环神经网...
近几十年来频繁发生的极端高温事件严重威胁着自然生态系统、社会经济发展和人类生命安全。针对生态环境脆弱的欧亚中高纬地区,首先评估了当前主流动力模式(CMIP6 DCPP)对于该地区夏季极端高温的年代际预测水平,并构建了基于循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)的年代际预测模型。多模式集合平均(Multi-Model Ensemble,MME)的评估结果显示,得益于大样本和初始化的贡献,当前动力模式对于60°N以南区域(South Eurasia,SEA)展现了预测技巧,准确预测出了其线性增长趋势和1968—2008年间主要的年代际变率,然而模式对于60°N以北区域(North Eurasia,NEA)极端高温的年代际变率几乎没有任何预测技巧,仅预测出比观测低的线性增长趋势。基于86个初始场的动力模式大样本预测结果,RNN将2008—2020年间NEA和SEA极端高温的年代际变率预测技巧显著提高,距平相关系数技巧从MME中的-0.61和-0.03,提升至0.86和0.83,均方差技巧评分从MME中的-1.10和-0.94,提升至0.37和0.52。RNN的实时预测结果表明,在2021—2026年,SEA区域的极端高温将持续增加,2026年很可能发生突破历史极值的极端高温事件,NEA区域在2022年异常偏低,而后将呈现波动上升。
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关键词
极端高温
DCPP
年代际预测
循环神经网络
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职称材料
基于修正光滑粒子流体动力学算法的低能量耗散数值波浪水池开发
被引量：
4
2
作者
黄晓婷
孙鹏楠
+1 位作者
吕鸿冠
钟诗蕴
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1502-1515,I0001,共15页
目前,无网格光滑粒子流体动力学SPH粒子法在波浪与结构物相互作用研究方面得到广泛应用,但该方法模拟波浪远距离传播时,常常面临严重的能量耗散问题,导致波高非物理性降低,给大范围海域、长时间作用下的波-物耦合作用研究带来一定困难....
目前,无网格光滑粒子流体动力学SPH粒子法在波浪与结构物相互作用研究方面得到广泛应用,但该方法模拟波浪远距离传播时,常常面临严重的能量耗散问题,导致波高非物理性降低,给大范围海域、长时间作用下的波-物耦合作用研究带来一定困难.对此,本文采用一种核函数修正算法,在确保粒子间相互作用对称性的同时,改进压力梯度离散项的计算精度,设法解决SPH方法中能量非物理性耗散的难题.相较于前人减缓能量非物理性衰减的方法,本文的修正SPH算法避免了自由液面搜索等复杂处理过程,并能保证动量守恒特性.数值结果中,采用振荡液滴、规则波、不规则波等算例,验证本修正SPH算法的准确性和有效性.结果表明,该修正SPH算法能准确模拟振荡液滴形态变化,且动能保持较好守恒性.通过数值水池与物理水池两者规则波与不规则波结果的对比分析表明,基于本文修正SPH算法建立的数值波浪水池具有较好的抗能量衰减效果,能实现长时间、远距离波浪传播的准确模拟.此外,本算法能在低光滑长度系数条件下,实现精确模拟,将极大缩减三维SPH模拟的时间,从而节约计算成本.
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关键词
光滑粒子流体动力学
无网格法
核函数修正
数值水池
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职称材料
北江流域叶绿素a浓度反演及富营养化评价
3
作者
谷钰泽
邓孺孺
+4 位作者
李嘉怡
郭昱
华振群
旷志渊
黄迪
《测绘通报》
2025年第6期24-29,72,共7页
叶绿素a一定程度上可以直接表征浮游植物的生物量,因此水体富营养化的遥感监测关键在于对叶绿素a浓度的反演。本文基于辐射传输机理,构建遥感反演模型,以2022年7—8月北江流域的Sentinel-2数据为例,进行了叶绿素a浓度反演,减小其他组分...
叶绿素a一定程度上可以直接表征浮游植物的生物量,因此水体富营养化的遥感监测关键在于对叶绿素a浓度的反演。本文基于辐射传输机理,构建遥感反演模型,以2022年7—8月北江流域的Sentinel-2数据为例,进行了叶绿素a浓度反演,减小其他组分的影响。反演结果精度较高,决定系数达0.84,平均相对误差为0.22μg/L、均方根误差为1.58μg/L。同时进行了富营养化评价、叶绿素a浓度空间分布特征分析,并针对5处明显存在富营养化的河段进行了成因分析。研究区整体富营养化情况较轻,主要为中营养状态,部分水体存在富营养化情况,主要分布在一些支流、库湾,其中长湖水库情况最严重,综合营养状态指数TLI达到了65.22,处于中度富营养化状态。
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关键词
富营养化
叶绿素a
辐射传输
Sentinel-2
北江流域
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职称材料
题名
基于循环神经网络的欧亚中高纬夏季极端高温年代际预测模型研究
被引量：
2
1
作者
索朗多旦
黄艳艳
陈雨豪
王会军
机构
南京信息
工程
大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心
工布江达县气象局
南方
海洋
科学与
工程
广东省
试验室
(
珠海
)
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期273-283,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(41991283,42088101)。
文摘
近几十年来频繁发生的极端高温事件严重威胁着自然生态系统、社会经济发展和人类生命安全。针对生态环境脆弱的欧亚中高纬地区,首先评估了当前主流动力模式(CMIP6 DCPP)对于该地区夏季极端高温的年代际预测水平,并构建了基于循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)的年代际预测模型。多模式集合平均(Multi-Model Ensemble,MME)的评估结果显示,得益于大样本和初始化的贡献,当前动力模式对于60°N以南区域(South Eurasia,SEA)展现了预测技巧,准确预测出了其线性增长趋势和1968—2008年间主要的年代际变率,然而模式对于60°N以北区域(North Eurasia,NEA)极端高温的年代际变率几乎没有任何预测技巧,仅预测出比观测低的线性增长趋势。基于86个初始场的动力模式大样本预测结果,RNN将2008—2020年间NEA和SEA极端高温的年代际变率预测技巧显著提高,距平相关系数技巧从MME中的-0.61和-0.03,提升至0.86和0.83,均方差技巧评分从MME中的-1.10和-0.94,提升至0.37和0.52。RNN的实时预测结果表明,在2021—2026年,SEA区域的极端高温将持续增加,2026年很可能发生突破历史极值的极端高温事件,NEA区域在2022年异常偏低,而后将呈现波动上升。
关键词
极端高温
DCPP
年代际预测
循环神经网络
Keywords
extreme high temperature
DCPP
decadal climate prediction
Recurrent Neural Network
分类号
P423 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于修正光滑粒子流体动力学算法的低能量耗散数值波浪水池开发
被引量：
4
2
作者
黄晓婷
孙鹏楠
吕鸿冠
钟诗蕴
机构
中山大学
海洋
工程
与技术学院
南方
海洋
科学与
工程
广东省
试验室
(
珠海
)
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1502-1515,I0001,共15页
基金
国家自然科学基金(12002404,52171329)
广州市基础与应用基础研究项目(202102020371)资助.
文摘
目前,无网格光滑粒子流体动力学SPH粒子法在波浪与结构物相互作用研究方面得到广泛应用,但该方法模拟波浪远距离传播时,常常面临严重的能量耗散问题,导致波高非物理性降低,给大范围海域、长时间作用下的波-物耦合作用研究带来一定困难.对此,本文采用一种核函数修正算法,在确保粒子间相互作用对称性的同时,改进压力梯度离散项的计算精度,设法解决SPH方法中能量非物理性耗散的难题.相较于前人减缓能量非物理性衰减的方法,本文的修正SPH算法避免了自由液面搜索等复杂处理过程,并能保证动量守恒特性.数值结果中,采用振荡液滴、规则波、不规则波等算例,验证本修正SPH算法的准确性和有效性.结果表明,该修正SPH算法能准确模拟振荡液滴形态变化,且动能保持较好守恒性.通过数值水池与物理水池两者规则波与不规则波结果的对比分析表明,基于本文修正SPH算法建立的数值波浪水池具有较好的抗能量衰减效果,能实现长时间、远距离波浪传播的准确模拟.此外,本算法能在低光滑长度系数条件下,实现精确模拟,将极大缩减三维SPH模拟的时间,从而节约计算成本.
关键词
光滑粒子流体动力学
无网格法
核函数修正
数值水池
Keywords
smoothed particle hydrodynamics
mesh free method
kernel correction
numerical wave tank
分类号
O352 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
北江流域叶绿素a浓度反演及富营养化评价
3
作者
谷钰泽
邓孺孺
李嘉怡
郭昱
华振群
旷志渊
黄迪
机构
中山大学地理
科学与
规划学院
出处
《测绘通报》
2025年第6期24-29,72,共7页
基金
国家自然科学基金(41901352,41071230)
广东省省级科技计划(2017B020216001)
+2 种基金
广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515010780)
广东省基础与应用基础研究基金(2022B1515130001)
广州市科技计划(202102020454)。
文摘
叶绿素a一定程度上可以直接表征浮游植物的生物量,因此水体富营养化的遥感监测关键在于对叶绿素a浓度的反演。本文基于辐射传输机理,构建遥感反演模型,以2022年7—8月北江流域的Sentinel-2数据为例,进行了叶绿素a浓度反演,减小其他组分的影响。反演结果精度较高,决定系数达0.84,平均相对误差为0.22μg/L、均方根误差为1.58μg/L。同时进行了富营养化评价、叶绿素a浓度空间分布特征分析,并针对5处明显存在富营养化的河段进行了成因分析。研究区整体富营养化情况较轻,主要为中营养状态,部分水体存在富营养化情况,主要分布在一些支流、库湾,其中长湖水库情况最严重,综合营养状态指数TLI达到了65.22,处于中度富营养化状态。
关键词
富营养化
叶绿素a
辐射传输
Sentinel-2
北江流域
Keywords
eutrophication
chlorophyll-a
radiative transfer
Sentinel-2
Beijiang River Basin
分类号
P23 [天文地球]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于循环神经网络的欧亚中高纬夏季极端高温年代际预测模型研究
索朗多旦
黄艳艳
陈雨豪
王会军
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于修正光滑粒子流体动力学算法的低能量耗散数值波浪水池开发
黄晓婷
孙鹏楠
吕鸿冠
钟诗蕴
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
北江流域叶绿素a浓度反演及富营养化评价
谷钰泽
邓孺孺
李嘉怡
郭昱
华振群
旷志渊
黄迪
《测绘通报》
2025
在线阅读
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职称材料
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