湖南省自然科学基金(13JJB012)
- 作品数：14 被引量：63H指数：7
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- 相关领域：环境科学与工程天文地球经济管理更多>>
- 大气PM10跨界输送的自组织动力机制--以舟山市为例被引量：8
- 2014年
- 我国城市间大气污染物的相互输送作用非常显著.舟山市大气污染物主要来源于长三角地区,本地源影响较小.因此,本文将以舟山市为例,应用频度统计分析方法,研究舟山市大气PM10污染演化宏观动态的统计分布规律.结果发现,舟山市大气PM10小时平均浓度的波动并非随机,而是在0.065~0.324 mg·m-3范围内具有标度不变特征,统计上服从典型的分形幂律分布.同时,为了阐明该分形幂律分布的产生动力机制,基于自组织临界理论,建立了大气PM10跨界输送模型.该模型以污染输送机制、二次颗粒物生成机制、城市内污染迁移扩散机制、大气自净机制这4个主导动力机制为核心,组建了非线性关联迭代算法.新的自组织动力模型的模拟结果定量地解释了舟山市大气PM10污染浓度的分形幂律统计分布规律的产生根源.同时,本研究结合区域风场等气象因素,深入讨论了大气PM10跨界输送的自组织行为机制.
- 史凯刘春琼吴生虎
- 关键词：PM10幂律分布自组织临界
- 芦山地震后初期余震时间序列的分形演化特征被引量：1
- 2013年
- 2013-04-20四川芦山Ms7.0级强烈地震造成了极大的破坏,主震后发生了密集的余震,对其初期余震时间变化规律的认识有助于科学指导灾后重建和防灾减灾工作。根据国家地震科学数据共享中心的中国地震台网2013-04-20—05-06期间的余震时间序列数据,运用分形计盒维数的方法,研究不同震级阈值下余震序列的分形演化特征。结果表明,不同震级的芦山余震序列均表现出标度不变性和自相似特征,意味着对某震级阈值以上的余震来说,较小时间尺度内的数量与较高时间尺度内的余震数量具有相同的幂律分布规律,可以直接根据分形盒维数推算出未来某一时间尺度内高于某一震级阈值的余震的数量,这在高震级余震预测预报中有着重要的实际意义。芦山早期余震过程的分形盒维数随时间演化表现出快速衰减的趋势,这一特征与汶川余震序列有显著差异,反映出芦山地震能量释放非常快速,高震级余震在时间轴上的分布迅速地由密集变得非常稀疏;由于芦山地震能量释放很快,破坏了自组织临界条件,因此在余震后期不易累积诱发高震级的余震。但是由于主震及早期密集余震造成山体结构不稳、地表土质和岩石疏松,在本区复杂的地质构造、山地地形及独特的天气气候条件下,次生地质灾害的风险将被极大的放大,尤其要关注7—8月降雨密集期降水诱发地质灾害的风险。
- 覃发超史凯张斌刘春琼邓青春罗明良王磊
- 关键词：余震序列分形防灾减灾
- 张家界市一次旅游高峰期前后PM_(2.5)污染演化的动力特征分析被引量：3
- 2015年
- 应用去趋势波动分析法(DFA)分析张家界市一次旅游高峰期前后(即2014年4月2日至10日,其中4月5日至7日为清明假期)大气PM2.5浓度序列的演变规律.结果表明,旅游高峰前后各站点大气PM2.5的浓度时间序列至少在7 d的尺度上具有长期持续性特征,且景区内站点(袁家界、未央路)PM2.5的长期持续性要强于城区(永定新区、电业局).用滑动窗口的方法讨论了长期持续性随时间的变化特征,发现各站点旅游高峰前后,PM2.5的长期持续性特征均表现出很强的稳定性,并没有出现旅游高峰过后大气PM2.5长期持续性减弱的现象.该现象说明,张家界市一次旅游高峰期间,PM2.5的波动演化在动力学上主要是由PM2.5的长期持续性特征主导控制.该研究有助于加深对旅游城市大气PM2.5污染演变动态过程的认识.
- 黄毅蒙迅吴生虎谢志辉史凯
- 关键词：PM2.5旅游
- 中国香港地区O3与NO2耦合作用的时间尺度特征被引量：2
- 2014年
- 于2012年7月6日-7月3113和2012年12月1日-12月31日，借助中国香港地区东涌和观塘2个大气环境监测点的近地面O3与NO2浓度观测数据，采用去趋势互相关分析法对二者的相关性及其时间尺度特征进行分析。研究对冬季和夏季O3与NO2相关性在一定时间尺度内长期持续特征进行了分析。分析结果表明，香港地区近地面O3与NO2浓度波动的相关性在一定时间尺度内具有长期持续性特征．以幂律形式随时间缓慢衰减；其相关性在冬季和夏季的差异显著，可能与当地夏季温度、光照强度、太阳总辐射以及气象因子等有关。
- 李思川史凯刘春琼吴生虎黄毅尹慧
- 关键词：臭氧二氧化氮
- 基于DCCA方法的成都市市区与周边城镇大气污染长程相关性分析被引量：9
- 2014年
- 利用2008年1月～2012年12月期间成都市市区与其周边14个城镇的逐日空气污染指数（API）数据,采用去趋势互相关分析法（DCCA分析）研究区域城市间大气污染的相关性及其随时间演变规律.结果表明：成都市区与其周边城镇大气污染的空气污染存在一定程度的相关性,并且在不同的月份,相关性会随之发生变化.这种相关性具有长期持续特征,具体表现为在一定的时间尺度上成都市区与其周边城镇大气污染的相关性随时间的变化并不遵循经典的马尔可夫过程,即不随时间呈现指数快速衰减,而是以幂律形式随时间缓慢衰减.进一步,结合不同月份间区域大气平均流场的分布特征,探讨了DCCA分析结果的科学性.研究结果说明,在特定地理环境和气象条件控制下,成都市及其周边城市之间已经存在明显的相互输送和耦合作用,成都地区大气污染已由局地性污染转变为区域性大气污染.城市间污染物输送的长期相关影响机制极有可能在特定月份加重成都市区的空气污染状况,这在成都市区及其周边城镇的规划建设中必须加以特别重视.
- 史凯刘春琼吴生虎
- 香港地区O_3与NO_2的长期互相关作用被引量：2
- 2014年
- 利用香港地区2012年7月6日-7月31日和2012年12月1日-12月31日东涌和观塘2个大气环境监测点中近地面O3与NO2浓度观测资料,采用去趋势互相关分析法对二者的相关性及其时间尺度特征进行分析。结果表明,香港地区近地面O3与NO2浓度波动的相关性在一定时间尺度内具有长期持续性特征。这表明,这2种污染物浓度波动的相关性随时间衰减过程不遵循经典的马尔可夫随机过程(即相关性随时间呈现指数衰减),而是以幂律形式随时间缓慢衰减。此外,该研究对冬季和夏季O3与NO2相关性在一定时间尺度内长期持续特征进行了分析。结果表明,冬、夏两季的差异显著。该研究对这些差异及其产生的原因进行讨论,发现其差异性可能与当地夏季温度、光照强度、太阳总辐射以及气象因子等有关。相关研究方法和研究结果有助于建立或改进近地面O3浓度预测模型。
- 李思川史凯刘春琼吴生虎黄毅谢志辉
- 关键词：臭氧二氧化氮
- 芦山地震余震发生及演化的自组织临界机制
- 2014年
- 为探讨芦山7.0级地震余震演化动力机制,应用统计地震学方法,分析了2013年4月20日—6月20日芦山地震余震序列的宏观统计分布规律;基于自组织临界理论,提出了一种新的余震模型,以期阐明相关统计地震学规律的产生动力机制,并深入讨论了该模型的自组织临界性.该余震模型的具体算法是在经典Olami-FederChristensen地震模型基础上,引入了应力衰减因子和应力扩散各向异性因子.研究结果表明:芦山7.0级地震余震序列的震级分布遵循Gutenberg-Richter统计规律,幂指数值约为0.766;其余震序列的时间分布遵循Omori统计规律,幂指数值约为2.52.新建模型的数值模拟能同时对芦山地震余震序列呈现出的Gutenberg-Richter和Omori统计规律给出满意的预测结果,模拟结果与实际情况高度吻合,表明龙门山断裂带处于一种自组织临界状态,芦山地震余震过程实质上是一种自组织临界现象.
- 刘春琼史凯李思川
- 关键词：自组织临界性地震模型
- 夏季NO_2与O_3相互作用的时间尺度特征——以香港地区为例被引量：10
- 2015年
- 应用去趋势互相关分析法对比分析了香港地区2011年7月2日—19日(其中,7月2日—10日为连续晴天,7月11日—19日为连续阴雨天)9个监测站点近地面NO2与O3互相关性及时间尺度特征.研究表明,香港地区近地面NO2与O3浓度波动的相关性在一定时间尺度内具有长期持续性特征,且这两种污染物浓度波动的相关性随时间衰减过程并不遵循经典的马尔可夫随机过程(即相关性随时间呈现指数衰减),而是以幂律形式随时间缓慢衰减.统计分析表明,香港地区9个监测站点NO2与O3相互作用的DCCA标度指数在空间上服从正态分布.此外,为了研究不同太阳辐射对NO2与O3相互作用的时间尺度的影响,对夏季阴雨天和晴天NO2与O3相关性进行了对比分析.结果表明,在不同天气条件下,太阳辐射对NO2与O3相互作用的时间尺度存在显著差异.同时,进一步结合光化学反应机制以及人类日常生活规律探讨了导致此种差异的原因,认为其差异性可能与总日照时数、每日太阳总辐射等因素有关.本研究有助于进一步加强对大气O3污染演化复杂规律的认识.
- 李思川史凯刘春琼吴生虎黄毅
- 关键词：O3
- 成都市一次重雾霾期间PM_(10)自组织演化的分形特征及DFA分析被引量：14
- 2014年
- 运用计盒维数法和消除趋势波动分析方法,研究了成都市2013年1月8—20日一次重度雾霾期间,草堂寺、金牛坝、三道堰和十里店4个监测站点连续PM10小时平均质量浓度序列的时间演化规律。雾霾期间4个监测站点的PM10质量浓度序列在某一临界质量浓度以下均表现出标度不变分形结构和长期持续性非线性特征,且这两种物理特征具有很好的动力学同步性;但一旦超过临界质量浓度,PM10演化的长期持续性特征就会消失,PM10演化的标度不变分形结构也随之消失。进一步根据自组织临界(SOC)理论,探讨了导致此次成都重度雾霾期间PM10污染演化呈现分形结构和长期持续性特征的内在动力学机制,并将雾霾天气大气污染系统的动态特征与自组织临界性的判断标准进行了对比分析。结果表明,大气PM10污染演化具有自组织临界性复杂系统的基本特征,此次成都重度雾霾期间PM10在临界质量浓度以下的波动演化主要受系统自组织内禀动力机制主导控制。在该机制的影响下,即使在雾霾期间,污染源排放相对平稳,城市大气系统也相对稳定,但PM10污染演化仍会出现非线性波动,从而导致极高PM10质量浓度的涌现。这一特征可能是由SOC特有的内禀敏感性和不可预测性决定的,也正是由于SOC系统的稳定性使得此次成都重度雾霾污染持续时间很长。
- 吴生虎史凯刘春琼李思川黄毅尹慧
- 关键词：环境学雾霾分形自组织临界
- 酒鬼酒股票收益率序列的多重分形特征
- 2015年
- 运用多重分形消除趋势波动分析法,研究湘西酒鬼酒上市公司股票收益率的多重分形特征可知,股票收益率序列在不同尺度上均具有多重分形特征,验证了分形市场的假说.进一步运用相位随机替代法与随机重构法,对不同时间尺度上多重分形特征的动力原因进行分析可知,在小时间尺度上长期持续性占主导作用,而大时间尺度上尖峰胖尾与长期持续性共同作用导致多重分形特征的产生.
- 蒙迅黄毅吴生虎谢志辉史凯
- 关键词：股票收益率序列
