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对海洋环流进行准确且高效的模拟是海洋科学的一个基本任务,也是一个众所周知的难点,因为它涉及求解多变量的非线性偏微分方程组.本文首次提出一种基于量子计算机的海洋环流模拟算法,可以提供指数级的量子算力加速.本文算法从海洋动力学原始方程出发,经过空间和时间离散化得到若干具有稀疏系数矩阵的线性方程组,然后利用变分量子线性方程求解器求解,从而使算法更容易在近期量子计算机上运行.这一算法属于量子-经典混合算法,为此我们发展了一套基于量子存储器和l∞范数态层析的数据流控制方案,以完成量子计算机与经典计算机之间的数据交互.我们在MATLAB、量子虚拟机和真实量子计算机等多种计算平台上验证了算法的有效性,并讨论了测量次数和量子门噪声等因素对算法输出结果准确性的影响.结果表明,误差缓解技术可以有效提高输出解的精度.我们的算法是利用量子计算机模拟海洋环流这一挑战性问题的一个重要进展,随着量子计算科技的迅速发展,它有望在不久的将来获得应用,从而有力地促进海洋科学的发展. 相似文献
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于2015年和2016年对三亚大东海砂质潮间带进行了季节性的调查,对小型底栖生物及其所处的沉积环境进行了研究,探讨了小型底栖生物的丰度、生物量和群落的时空变化及其与环境变量的关系。共鉴定小型底栖生物类群11个,优势类群为海洋线虫类与桡足类(二者占总丰度83.13%);小型底栖生物年平均丰度为(595.77±442.72)ind·10cm~(–2),小型底栖生物2015年12月的平均丰度为(768.70±533.22) ind·10cm~(–2), 2016年6月平均丰度为(422.85±236.42) ind·10cm~(–2)。丰度分布呈现明显的季节和潮区差异。相关分析结果表明pH、偏态系数与小型底栖生物的丰度呈极显著的负相关,分选系数、中值粒径与之呈极显著的正相关性。小型底栖生物的丰度随季节变化趋势为冬季夏季。食物丰度、溶氧量升高与沉积物粒径的变化是冬季桡足类丰度的大幅增加的主要原因。TWO-WAY ANOVA与ANOSIM结果显示,潮带对小型底栖生物丰度和群落结构的影响在冬季显著。SIMPER分析结果显示,此差异主要来源为桡足类和线虫类。BIOENV分析结果显示,溶氧量和分选系数的组合最能解释这种差异。这一结果可能是由于高、中潮带的人为干扰与砂滩的清理作用导致。夏季潮带间丰度与群落结构差异不显著,pH、盐度、叶绿素含量是影响其分布的主要原因。研究结果可为砂质滩小型底栖生物的研究提供基础数据,也可为全球气候变化背景下砂质潮间带的保护、开发和利用提供科学依据。 相似文献
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于2015年和2016年对大连金沙滩砂质潮间带进行了季节性的调查,对小型底栖生物及其所处的沉积环境进行了研究,探讨了小型底栖的丰度、生物量和群落的时空变化及其与环境变量的关系。结果表明,金沙滩砂质潮间带沉积物主要成分为极粗砂和粗砂,年平均叶绿素a (Chl-a)质量比为0.99μg/g±1.44μg/g,年平均有机碳质量分数为0.38%±0.56%;共鉴定小型底栖生物类群15个,优势类群为海洋线虫类与底栖桡足类(二者占总丰度72.82%);小型底栖生物年平均丰度为42.52个/cm~2±42.91个/cm~2,呈现明显的季节变化和潮区差异,季节变化趋势为3月10月7月12月,潮区变化趋势为高潮带中潮带低潮带;年平均生物量为87.00μg/cm2±85.32μg/cm~2,季节变化趋势为10月7月3月12月,潮区间也存在显著差异。小型底栖生物的类群组成在季节间具有极显著差异。BIOENV分析表明,间隙水盐度、极粗砂质量比和有机碳质量分数的组合能最好地解释金沙滩小型底栖生物群落的时空分布。研究结果可为砂质滩小型底栖生物的研究提供基础数据,也可为全球气候变化背景下砂质潮间带的保护、开发和利用提供科学依据。 相似文献
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Hu不变矩对多源影像进行匹配时,无法对抗大幅度旋转和灰度差异,而且计算量较大无法快速匹配。本文结合多源影像之间的区别和联系,针对Hu不变矩的适用性和计算过程,从匹配窗口设计、影像预处理、亮度因子、计算过程等4个方面进行改进。实验结果表明,改进后的Hu不变矩匹配方法可以抵抗大幅度影像旋转和灰度差异,而且提高了匹配准确度和速度。 相似文献
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内蒙古狼山地区侏罗系LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义 总被引:1,自引:1,他引:1
运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学方法,对内蒙古狼山东升庙和义和久地区侏罗系石拐群物源进行了探讨。通过对111颗有效锆石年龄统计分析可知,年龄峰值以晚古生代(259~308Ma)为主,其次为古元古代(1.74~2.18Ga)和早古元古代—新太古代(2.39~2.58Ga)。晚古生代年龄与狼山大规模出露的海西期岩浆岩年龄一致,古元古代—新太古代年龄与狼山地区古元古代岩浆岩、孔兹岩带年龄分布特征相近。侏罗系砂岩稀土元素配分特征与海西期岩浆岩、乌拉山群、孔兹岩系相似。结合石拐群样品薄片和砾岩分析,认为侏罗系为近源沉积,其物源主要为狼山地区大规模海西期岩浆岩,其次来自河套地区孔兹岩带,狼山地区太古宙乌拉山群、古元古代岩浆岩和早—中三叠世岩浆岩可能提供了部分物源。另外,根据碎屑锆石最年轻年龄为243Ma(中三叠世),结合前人植物化石组合研究及狼山地区整体缺失三叠纪地层的特点,认为该套地层的时代应为早—中侏罗世。狼山地区侏罗系沉积物源模式为南北两侧为隆起物源区,主要物源为北侧狼山隆起,南侧河套隆起向北提供部分物源,不同地区物源存在一定差异。 相似文献
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2015年12月在马里亚纳海沟"挑战者深渊"进行了定点样品采集,对温度、盐度、溶解氧、pH等环境参数进行了分析,讨论了营养盐的垂直分布特征、各形态营养盐结构特征及影响因素。研究发现,溶解氧在表层具有最大值,在1000 m左右出现极小值,而在8700 m深度具有较高溶解氧值(5.79 mg·L^-1),这可能与富氧水团的存在有关。硝酸盐表层含量较低,在1000和5367 m处出现双峰值。在表层水体中,溶解有机氮、磷是溶解总氮、溶解总磷的主要存在形式,表层以深,溶解无机氮、磷逐渐占据主导地位。磷酸盐表层含量最低,在1000 m处达到最大值,之后随着深度的增加浓度逐渐降低;硅酸盐在表层含量较低,在约4000 m处有最大值161.65μmol·L^-1,在4000 m以深,硅酸盐仍维持较高浓度。结果表明马里亚纳海沟"挑战者深渊"的溶解氧、pH及营养盐的垂直分布特征与大洋环流、海沟形态以及生物活动密切相关。 相似文献