孙国栋 作品数:15 被引量:56 H指数:3 供职机构: 中国科学院大气物理研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 中国科学院知识创新工程重要方向项目 更多>> 相关领域: 天文地球 环境科学与工程 理学 生物学 更多>>
一类抛物型方程组的特征差分格式和特征有限元格式 本论文就一类有界区域上抛物型方程组模型问题,提出特征差分格式和特征有限元格式,并给出了理论分析和数值实验.杜宁在2003年提出此模型的一类经济特征差分格式,在我的文章中,采用二次插值代替线性插值,用能量模方法分析了稳定性... 孙国栋关键词:抛物型方程组 特征差分格式 收敛性 文献传递 草原生态系统模式中参数不确定性导致的模拟结果不确定性研究 被引量:3 2013年 基于五变量草原生态系统理论模式,应用与参数有关的条件非线性最优扰动(CNOP-P)方法,探讨了由参数不确定性导致的草原生态系统模式模拟结果的不确定性问题。参数的不确定性可能来源于观测和(或)对物理过程描述等的不确定性。选取了五变量草原生态系统模式中具有物理意义的32个模式参数进行数值试验。试验结果表明,对所考察的32个模式参数,在一定的不确定性和给定的优化时刻范围内,单独优化每个参数所得CNOP-Ps的联合模态与同时优化32个参数所得CNOP-P的模态并不相同。比较了上述两类参数误差以及随机参数误差对草原生态系统模拟的差异。随机参数误差与上述优化方法所得参数误差的不确定性范围大小相同。数值结果表明,同时优化32个参数所得CNOP-P类型参数误差使得草原生态系统模拟的不确定性程度最大。这种影响表现在使得草原生态系统转变为沙漠生态系统,或者使得草原生态系统转变为具有更多生草量的草原生态系统。上述数值结果不依赖于优化时间和参数不确定性程度的大小。这些数值结果建议我们应当考虑多参数的非线性相互作用来研究草原生态系统模式模拟的不确定性问题,并且揭示出CNOP-P方法是讨论上述问题的一个有用的工具。 谢东东 孙国栋 邵爱梅 穆穆关键词:参数不确定性 草原生态系统 条件非线性最优扰动(CNOP):简介与数值求解 被引量:3 2016年 介绍了条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)的定义及其在大气和海洋等可预报性研究中的应用。根据研究对象不同,CNOP分为与初始扰动有关的CNOP(CNOP-I)方法、与模式参数扰动有关的CNOP(CNOP-P)方法和同时考虑初始扰动和模式参数扰动的CNOP方法。目前,CNOP-I方法已经应用于ENSO、黑潮和阻塞可预报性以及热盐环流和草原生态系统稳定性的研究。此外,CNOP-I方法也被应用于探讨台风目标观测的研究,利用CNOP-I方法能够识别出台风预报的初值敏感区,通过观测系统模拟试验表明在初值敏感区增加观测能够有效改进台风的预报技巧。CNOP-P方法也在ENSO和黑潮可预报性以及热盐环流和草原生态系统稳定性研究中得到了应用。为了将CNOP方法应用于更多的领域,本文利用一个简单的Burgers方程,介绍了如何通过建立Burgers方程的切线性模式和伴随模式,从而利用非线性最优化算法计算获得CNOP。这一数值试验为将CNOP方法应用于更多的领域提供了借鉴。 孙国栋 穆穆 段晚锁 王强 彭飞关键词:可预报性 非线性优化方法在陆地生态系统模拟及其不确定性研究中的应用 孙国栋关键词:草原生态系统 陆地生态系统 不确定性 1982~1999年中国地区叶面积指数变化及其与气候变化的关系 被引量:15 2017年 利用1982~1999年AVHRR Pathfinder卫星遥感观测的植被叶面积指数(leaf area index,LAI)资料和中国730个气象台站的温度、降水观测资料,研究了中国不同地区(东北地区、华北地区、长江流域、华南地区和西南地区)LAI的季节、生长季和年变化,及其与气候变化(温度、降水)的关系。结果表明,在中国大部分地区,年平均LAI和生长季平均LAI均是增加的。由于区域和季节气候的差异,LAI变化趋势具有明显的空间和季节非均一性。从区域平均的角度来看,不同地区年和生长季平均LAI都有增加趋势,并且在华南地区增加最快。因而,在全球变化背景下,华南地区可能是潜在的碳汇。在季节尺度上,各地区区域平均LAI基本上都是增加的,并且都在春季增加最快。温度变化是LAI变化的主要原因。但是人类活动如农业活动、城市化等对华北平原、长江三角洲和珠江三角洲等地区LAI变化的作用不容忽视。 彭飞 孙国栋关键词:植被变化 气候变化 生态脆弱区生态系统状态演变分析的若干数学方法 被引量:2 2022年 生态脆弱区往往存在多个生态系统(草原、荒漠和灌木等)共存的现象。由于外部环境和人类活动等因素的影响,生态脆弱区会发生从一种生态系统转变为另一种生态系统的现象,即突变现象。分析生态脆弱区多生态系统共存情况下生态系统的稳定性对了解生态脆弱区生态系统的变化具有重要意义。本文回顾了目前能够描述生态脆弱区多生态系统的动力系统及其稳定性判别的若干数学方法。基于微分方程的动力系统不仅能够描述均一和非均一的生态系统,而且能够描述林、草和荒漠等多生态系统共存的状态。判别生态脆弱区生态系统稳定性的方法包含3类:第一类是代表人类活动等因素变化的初值扰动引起的生态系统稳定性的分析方法;第二类是代表环境因子(例如降水和温度)等因素变化的模式扰动引起的生态系统稳定性的分析方法;第三类是由初值扰动和模式扰动共同作用引起的生态系统稳定性的分析方法。最后,介绍了应用上述方法分析生态脆弱区多生态系统的稳定性。这些数学理论方法不仅有助于我们了解生态脆弱区生态系统的稳定性,而且也可为生态脆弱区生态系统的突变、预估和管理提供理论指导。 孙国栋 曾晓东 崔明关键词:生态脆弱区 突变 一类抛物型方程组的特征差分格式 2005年 针对一维抛物型方程组,用特征方法处理lφ(x)ul t-bll(x)ul x,并且用二次插值函数近似Un-1l(x).用能量方法分析了此格式的稳定性和收敛性.从结果看出,此格式可以采用较大的时间步长,从而提高效率.数值结果也证实了这一点. 孙国栋关键词:抛物型方程组 稳定性 收敛性 理论草原生态系统平衡态对有限振幅参数扰动的稳定性研究 利用五变量草原生态系统模型和条件非线性最优扰动(CNOP)方法,探讨了草原和沙漠生态系统平衡态对有限振幅参数扰动的稳定性。CNOP方法是线性奇异向量方法在非线性框架下自然的推广。在本文中,CNOP是表征气候变化的一类非线... 孙国栋 穆穆文献传递 2006-2009年山东大学齐鲁医院血药浓度监测回顾性分析 目的:回顾性分析2006-2009年所有血药浓度监测情况,以利指导用药。方法:采用回顾性调查分析方法,通过对山东大学齐鲁医院2006-2009年四种主要抗癫痫药血液浓度监测数据进行分类分析。在不同年龄、性别分别汇总低于有... 孙国栋关键词:药物监测 血药浓度 回顾性分析 个体化治疗 条件非线性最优扰动方法在陆面过程模式参数优化中的扩展应用初探 被引量:10 2011年 本文旨在探讨条件非线性最优扰动(CNOP)方法在陆面过程模式的参数优化工作方面的扩展应用.使用通用陆面模式(CoLM)和CEOP地面基准站——吉林通榆站退化草地2006年生长季的资料,针对土壤颜色、砂土比例和叶面积指数等关键模式参数,使用感热通量、潜热通量和浅层土壤温湿度作为检测变量,设计了单参数和多参数优化试验.结果表明,CONP扩展方法得到的优化参数提高了CoLM对检测变量的模拟能力,并且多参数的优化结果明显优于单参数的优化结果,在模式模拟偏差较大的土壤湿度方面改进尤为显著,此外,使用了差异进化算法(DE)作为优化算法的CNOP扩展方法还具有编程简单,可移植强,收敛速度快等特点,使得CNOP扩展方法在陆面过程模式参数优化工作方面表现出极强的应用和发展潜力. 李红祺 郭维栋 孙国栋 张耀存关键词:陆面过程模式 参数优化