预测未来的科学

“未来无法预测”的说法肯定是错误的。在科学基础上预测未来是常见的事,并不奇怪。典型例子如天气预报。而对地震的研究导致了地震学科的建立。客观世界遵循自然规律,但又是无规、随机、非线性和有突变的,因而预测未来既可能又很难成功。不能用因果性要求批评量子物理实验;可以用因果性对待经典物理实验,但不应死守“因先于果”的时序限制。因果律的精髓应是“在任何情况下果都不能影响因”。在Maxwell—d’Alembert方程求解过程中,完整的数学分析结果是有一个滞后解和一个超前解。过去的习惯作法是抛弃超前解而只留下滞后解,虽然从逻辑上的因果性出发而这样做并不合理,能被人们接受的理由只是“滞后解才与实验情况相符合”。现在已出现了众多的负波速实验,证明了超前渡存在,并且在实验中“果超前于因”。这些实验体现了“进入未来”的意蕴,或许可以看成是“时间机器”设想的某种体现。一般认为经过时空隧道可作时间旅行;也可利用量子力学现象,例如纠缠态和后选择。量子隐形传态传送的是量子态而非实体物质,从逻辑上讲量子后选择传态与时间旅行是一致的。因此旅行者实际上未动,而传送的是描写旅行者的全部信息。很明显,在量子理论中时间旅行是可能的。量子力学是未来学发展的动力。……然而未知事物大量存在,要承认未来充满了不确定性;对未来学的研究面临巨大困难,道路是漫长的。     

三维爆炸场冲击波检测与可视化

根据冲击波的物理属性及其在数值模拟结果中的特点,将压力场转换为压力梯度场;然后在压力梯度场的体绘制过程中,通过合理设置空气介质的传递函数,实现了三维爆炸场冲击波特征的检测与可视化处理. 为了提高可视化效率,对基于光线投射的体绘制过程,采用查找表和包围盒等技术进行了加速处理. 算例测试结果表明,本文方法可以清晰展示三维爆炸场的冲击波特征.     

南极海冰总覆盖范围与面积的不确定性研究

目前,被动微波遥感数据已经成为提取极区海冰密集度的重要手段,其获取的海冰密集度产品不可避免的存在误差,这样的误差进而会引起南极海冰总覆盖范围和总覆盖面积的不确定性.利用蒙特卡洛方法对海冰密集度产品进行误差的模拟,对随机模拟影像进行统计分析,利用变异系数等指标量化随机误差带给南极海冰总覆盖范围和面积的不确定性.实验发现,当海冰密集度误差较小时,海冰覆盖范围的不确定性相比面积更大;当误差较大时,结论则相反.并且两者的不确定性都与分辨率和季节有关,分辨率越高,不确定性则越小,冬季比夏季的不确定性要小.     

Love波在预应力流体饱和双重孔隙介质层中传播的特性

基于扩展的Biot理论,研究了覆盖于各向异性不均匀弹性半空间上的受预应力流体饱和双重孔隙介质中Love波的传播.推导了速度的频散方程以及Love波速的上下界限,讨论了孔隙率、不均匀性、各向异性和预应力等参数对波速的影响.通过数值计算,结果发现孔隙介质层基质孔隙的孔隙率、裂隙孔隙率及基质孔隙的孔隙率占总孔隙率的比重越大,Love波的波速越大;随着不均匀程度的提高及各向异性系数的增大,Love波的波速增大.无论是在双重孔隙介质层中还是弹性半空间中,预拉应力会使Love波的波速提高,而预压应力会降低Love波的波速.     

海表面流场微波遥感研究进展及其关键技术问题分析

海表面流场是海洋学中十分重要的研究对象,本文综述了海表面流场微波遥感所涉及的海表面建模、计算电磁学、合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)海面成像及SAR信号等基础研究领域,梳理了海表面流场微波反演的研究进展,分析了目前已有反演方法的利弊并找出待研究的科学问题,逐一剖析这些问题并提出解决方法。针对海表面流场微波遥感中有待解决的在动态海表面建模中如何引入海表面流场因素、运动海面电磁散射特征的表征中如何选取参数和反演过程中需要注意的图像分辨率等问题,提出了研究策略,指明了海表面流场微波遥感的技术路线和研究方向,最后对海表面流反演工作进行了展望,探讨了高分辨率海流反演的下一步工作。     

南海—北印度洋的大浪频率特征

为了深入分析南海—北印度洋的大浪频率,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-interim海浪再分析资料,统计了南海—北印度洋海域1979-2014年每月的大浪频率,并利用线性回归方法,分别计算了大浪频率在不同月份的长期变化趋势,以及大浪频率变化趋势的主导月份。计算结果表明:阿拉伯海的年大浪频率为10%~40%,明显高于孟加拉湾和南海;南海—北印度洋一半以上区域的大浪频率显著递增,趋势为0.03%~0.33%/a;一些零星海域的大浪频率显著递减,其余海域无显著变化;每年大浪频率发生变化的主导月份,南海为1,3,9月,孟加拉湾为7,9,10月,阿拉伯海为6,7,9月。     

台湾岛周边海域的波候观测

为了更好地掌握我国台湾岛周边的海浪特征,利用来自台湾岛的海浪观测数据,采用气候统计方法,分析该海域的波候(海浪气候态)特征,主要包括波高和波浪平均周期的季节特征、强浪向、大浪频率、阵风系数。结果表明:台湾岛周边的有效波高(SWH)在冬季最大,秋季次之,夏季最低,台东近海的SWH、平均周期常年大于台湾海峡;台湾周边的强浪向常年以偏北向为主,夏季的最大波高为全年最大,冬春两季偏低,冬季台湾海峡的最大波高大于台东近海,春、夏、秋季则相反;东沙岛、台东外洋的大浪频率明显高于其余站点,马祖、澎湖次之,其余站点整体较低;花莲和龙洞各代表月的阵风系数为1.4~1.5,鹅銮鼻常年在1.3左右,澎湖为1.2~1.4。     

热带印度洋海温与海表面高度相关关系分析

为了研究热带印度洋偶极子(IOD)与海平面异常之间的相关性,采用经验正交函数分析方法(EOF)及Hilbert-Huang变换等统计方法,分析热带印度洋的海表面温度(SST)与海平面高度异常(SLA)的相关关系。通过对热带印度洋偶极子指数(DMI)与南方涛动指数(SOI)和SLA的相关性分析,得出IOD与El Nio-Southern Oscillation(ENSO)之间可能存在一定相关关系,此外,IOD与海平面变化有很好的相关性。通过对IOD爆发年的DMI以及海平面变化的分析,证实IOD具有季节锁相的重要特征,并探讨了该季节变化与海平面变化的相关关系。结果表明,IOD事件与海平面的变化这两者之间存在很强的一致性。     

基于边界造波法的波浪数值生成

一般边界造波法只是用来生成线性波,至于边界造波法对不规则波、孤立波和强非线性波等是否适用,并没有做过多分析与研究。基于线性波、二阶Stokes波以及孤立波的速度和波形解析表达式,采用边界造波法,借助FLUENT软件中的用户自定义(UDF)功能,通过二次开发在FLUENT中实现波浪的模拟,并对它们的数值解与解析解做出比较,以此来验证边界造波法的适用性。计算结果表明,该数值水槽能有效模拟这三种波浪。     

柘溪水库月入库流量预报方案的建立与对比分析

利用相关分析方法,对柘溪水库月入库流量与全球海温及27类气象因子的关系进行了分析研究．通过逐步回归,建立了3种类型的月入库流量预报模型,并进行了对比分析．研究结果表明：影响柘溪水库月径流量的主要因子有青藏高原西部西风带系统、西太平洋副热带高压和西南季风;前期海温对柘溪入库流量有重要影响,关键海区在北部印度洋和北赤道中西段．建议不同月份的预报可采用不同的预报模型,以期达到最好的效果．