Role of Parameter Errors in the Spring Predictability Barrier for ENSO Events in the Zebiak–Cane Model

ABSTRACT The impact of both initial and parameter errors on the spring predictability barrier （SPB） is investigated using the Zebiak Cane model （ZC model）. Previous studies have shown that initial errors contribute more to the SPB than parameter errors in the ZC model. Although parameter errors themselves are less important, there is a possibility that nonlinear interactions can occur between the two types of errors, leading to larger prediction errors compared with those induced by initial errors alone. In this case, the impact of parameter errors cannot be overlooked. In the present paper, the optimal combination of these two types of errors [i.e., conditional nonlinear optimal perturbation （CNOP） errors] is calculated to investigate whether this optimal error combination may cause a more notable SPB phenomenon than that caused by initial errors alone. Using the CNOP approach, the CNOP errors and CNOP-I errors （optimal errors when only initial errors are considered） are calculated and then three aspects of error growth are compared： （1） the tendency of the seasonal error growth; （2） the prediction error of the sea surface temperature anomaly; and （3） the pattern of error growth. All three aspects show that the CNOP errors do not cause a more significant SPB than the CNOP-I errors. Therefore, this result suggests that we could improve the prediction of the E1 Nifio during spring by simply focusing on reducing the initial errors in this model.     

湘东南中生代典型成矿花岗岩对比及成矿动力学

湘东南矿集区是南岭成矿带的重要组成部分。选取该矿集区内典型矿床的成矿花岗岩,利用成岩年龄、主量和微量元素组成、蛛网图及稀土元素配分模式等进行对比。结果表明:该矿集区内中生代成矿花岗岩的成岩年龄集中在150~165Ma。根据地球化学组成可将该矿集区内的成矿花岗岩分为2类:一类以骑田岭为代表,岩性以黑云母二长花岗岩为主,属于A型花岗岩,其分异程度较高,高w(Rb)/w(Sr)值,低w(K)/w(Rb)值,成矿元素以高温的W、Sn为主,具有富硅,富碱,贫P、Ti、Mg的特点,Ba、Sr、P、Eu、Ti负异常明显;另一类以宝山岩体为代表,其岩体产状为小岩株,岩性以花岗闪长岩为主,属于I型花岗岩,分异程度较低,低w(Rb)/w(Sr)值,高w(K)/w(Rb)值,Ba、Sr、P、Eu、Ti负异常不明显,其地球化学性质与岛弧岩浆类似,成矿元素以中低温的Cu、Pb、Zn等为主。黄沙坪花岗岩的成矿特征处于第一类与第二类岩体之间,属于过渡类型。结合矿集区所在的大地构造位置及其构造演化史,认为湘东南矿集区的形成与壳-幔相互作用密切相关,是后造山作用与大洋板块俯冲共同作用的结果。     

基于空间相互作用模型的县域城镇体系结构定量化研究——以科尔沁左翼中旗为例

以空间相互作用模型为基础,GIS为主要平台,通过改进断裂点模型,实现了对科左中旗城镇体系结构的分级以及经济区的划分。首先,提出了以城镇中心性强度代替城镇人口规模并结合加权Voronoi图的模型改进方法。然后,通过引入加权平均距离摩擦指数、成本加权距离等概念,建立并完善了中心性强度计算的指标体系。利用所得的中心性强度值并结合当地实际,将研究区的城镇体系结构划分为中心镇、二级中心镇以及一般镇3个级别。最后,通过比较常规Voronoi图与改进Voronoi图两种空间划分方案,最终确定以各城镇中心性强度的平方根为权重的改进Voronoi图的空间划分方案作为研究区城镇辐射范围的划分依据,再通过逐步合并与搜索,得到科左中旗的经济区划分方案,即以中心镇为主的东、中、西三大经济区。     

孟加拉湾海域背景流–中尺度涡–高频扰动之间的相互作用

基于一套涡分辨模式数据,本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换—将孟加拉湾（BOB）海域的环流系统分解到背景流（>96 d）、中尺度（24～96 d）和高频尺度（<24 d）3个子空间,并用正则传输理论探讨了3个尺度子空间之间内在的非线性相互作用。结果表明,BOB西北部边界和斯里兰卡岛东部是BOB海域多尺度相互作用最显著的区域,中部则较弱。前两个区域的背景流大多正压、斜压不稳定,动能和有效位能正则传输主要表现为正向级串;后者则以逆尺度动能级串为主。具体来说,在BOB西北部与斯里兰卡东部,中尺度涡动能（EKE）主要来源于正压能量路径（即背景流动能向EKE传输）,其次来源于斜压能量路径（即背景流有效位能向中尺度有效位能传输,并进一步转换为EKE）。通过这两个能量路径得到的EKE向更高频的扰动传输能量,起到了耗散中尺度涡的作用。不同于此二者,BOB中部海域的EKE和高频尺度动能主要通过斜压路径获得,随后通过逆尺度级串将动能返还给背景流。苏门答腊岛的西北部也是中尺度和高频尺度扰动较强的海域,正压能量路径和斜压能量路径均是该海域扰动能的来源,但以斜压能量路径为主。     

河口回水动力的演变过程及其影响机制

河口回水区长度的时空演变对防洪、供水、航运等水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文在经典河流回水理论的基础上考虑潮汐动力的影响,聚焦潮汐动力引起的回水效应问题,基于一维水动力解析模型,重新定义河口回水区上游界限（回水界）,并以长江河口为例,探讨河口回水动力演变过程及其影响机制。结果表明:回水界距天生港的距离（即回水区长度）与上游流量、外海边界振幅分别具有显著的负相关和正相关关系,且基本为线性关系;回水界对径潮动力的响应比潮区界更为敏感,能有效表征河口感潮河段径潮动力格局演变;长江河口回水界位置具有明显的季节性差异,其春季和秋季回水界位于芜湖附近（春季和秋季分别距天生港419 km和367 km）,冬季回水界位于感潮河段以上区域,夏季潮汐动力引起的回水效应基本可忽略;长江河口潮流因子和径潮相互作用因子控制的余水位梯度的季节性变化,是长江河口回水界位置变动的主导因素。     

赤道太平洋西风爆发事件的时空特征

赤道太平洋西风爆发事件(简称“西风事件”)对厄尔尼诺有重要的触发作用。基于ERA-Interim和NCEP2(NCEP-DOE Reanalysis 2)风场资料以及OI(NOAA OI SST V2 High Resolution Dataset)海表面温度资料, 本文对西风事件的时空特征进行了研究诊断, 并初步分析了ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)对西风事件的影响。结果显示, 西风事件发展初期主要集中在中西部太平洋, 季节性变化表现为冬春季较强, 夏秋季较弱。西风事件频次和强度都有一定的年际变化特征, 其中中太平洋西风事件的强度与ENSO信号的关系更紧密。当Ni?o3.4指数大于1 ℃时, 西风事件的频次和强度与ENSO信号相关性好; 当Ni?o3.4指数小于1 ℃时, 西风事件频次的随机性增加, 但其强度仍受到赤道中东太平洋海温异常信号的制约。     

黏土中防沉板—桩复合基础地震反应特性研究

为了研究海底防沉板—桩复合基础在地震荷载作用下的动力反应特性,以我国南海深水工程实例为研究对象,利用Flac3D有限差分仿真软件建立了计算模型,土体采用Mohr-Coulomb本构模型,模型底部输入EL Centro地震波,对不同桩长的复合基础进行分析计算.在该特定工程背景下,研究结果表明:随着桩长的增加,防沉板顶部加速度放大系数呈减小趋势;地震荷载下,复合基础发生震陷,沉降量在地震波加速度峰值过后趋于稳定;当桩长为6m时,复合基础的水平振动程度和震陷量最小;由于桩基础把震动能量传输到深部土层中,复合基础周围土体的加速度响应值小于远场土体.在动力时域内,防沉板与桩连接处弯矩最大,需要在此处增设加固装置.     

区域外部性的基础理论及其研究意义

当前国内外关于区域外部性研究比较零散,尚缺乏一套行之有效的理论体系。据此,从区域外部性存在的充要条件、理论基础、研究内容和研究意义等方面进行了系统梳理。研究结果表明,区域性与区域差异性、区域关联性和区域作用的单向性是其存在的充要条件,区域空间关联理论、地理运动理论、公共规制理论等是其分析的理论基础;区域外部性的基本内涵、主要表现形式、地理运动格局、作用机理、内化途径等是其主要研究内容;至于区域外部性问题的研究意义,认为在全球变化问题上,区域关系是焦点问题和热点问题,区域外部性研究是揭示区域关系的一个重要的认识工具,是对地理学区域研究的发展,其将丰富和发展地理学的空间相互作用理论,对促进我国的区域协调发展具有重要的实践意义。     

土-结构动力相互作用结构自振周期的研究

土与结构动力相互作用(简称SSI)存在于大多数的建筑物,在普通结构设计中,并没有考虑SSI,这和缺少一种简单有效的计算方法有关.通过调整结构的自振周期,可以很好地考虑SSI,实际情况是,一般的计算方法都偏于保守,计算结果与实测结果的误差离散性比较大.土是非线性很强的材料,结构振动过大,土容易进入非线性状态,使得计算变得复杂.找出由于土的非线性导致结构自振周期的增大的规律,对于实际工程很有意义.本文通过对刚性基础与土槽中柔性地基上的钢框架模型进行激振,分别测得上部结构在不同刚度以及不同激振加速度时的结构自振周期.并根据实验结果,拟合结构自振周期与激振加速度、上部结构与地基相对刚度比的关系.通过拟合后的公式对两个文献中的试验模型的自振周期进行计算,结果显示,本文拟合的公式能很好的考虑土的非线性,有效地减少简化模型计算与实测的差别.     

考虑桩土-隔震层-罐体相互作用的隔震储罐地震响应分析

为了研究桩土、隔震层与罐体相互作用对15×104m3隔震储罐地震响应的影响,桩与隔震层采用弹簧-阻尼单元,罐体采用壳单元,流体采用势流体单元,基于ADINA建立数值仿真分析模型,在8度E1 Centro地震动激励下,应用Newmark数值积分方法进行地震响应分析.结果表明:隔震储罐基底剪力和基底弯矩相对于非隔震储罐明显降低,储罐罐壁加速度沿罐壁高度方向近乎平动,但对波高的控制效果不明显;除罐壁顶部外,动液压力明显降低;隔震后,罐壁有效应力和环向应力减震效应明显,对轴向应力和径向应力影响较小,建议从安全角度考虑,储罐非隔震设计时不考虑桩土作用,隔震设计时考虑桩土对罐体的影响.