Acoustic Imaging of Solar Active Regions – (Invited Review)     

Chou  Dean-Yi 《Solar physics》2000,192(1-2):241-259

Acoustic imaging is a new method to construct the acoustic signal at a point on the solar surface or in the solar interior with the signals measured at the solar surface. The constructed signals contain both intensity information and phase information. The intensity is computed by summing the squared amplitude of the constructed signal over time. The phase of constructed signals can be studied by the cross-correlation function between the time series constructed with ingoing waves and outgoing waves. The location of the envelope peak of the cross-correlation function and the phase of the cross-correlation function contain different information on the physical conditions of the plasma along the wave path. From the constructed signals, one can form the two-dimensional outgoing intensity map, absorption map, phase-shift map, and envelope-shift map of a target region at different focal depths. The perturbed physical conditions caused by the magnetic fields of active regions manifest in these maps. The outgoing intensity is lower in magnetic regions than the quiet Sun. The group travel time and phase travel time are smaller in magnetic regions than in the quiet Sun. In this paper, we review the studies of active regions, including emerging flux regions, with acoustic imaging.  相似文献   

Possible Evidence of Long-Term Oscillations in the Solar Atmosphere     

Raju  K.P.  Singh  Jagdev  Srikanth  R.  Chou  Dean-Yi  Team  the Ton 《Solar physics》2001,199(1):1-11

We have obtained the temporal correlation function, Q(t), from time sequences of Caii K filtergrams and Dopplergrams from Antarctica, Taiwan Oscillation Network (TON) and Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). Q(t) gives the time evolution of the pattern under examination, supergranulation in this case. It has been found that Q(t) shows oscillatory signals of both 5-min and long-term periods. The 5-min oscillations are suppressed by averaging the images over 10 min. An exponential decay curve which represents the lifetime trend of supergranules, is fitted to Q(t) and subtracted out. The Q(t) residuals thus obtained contain the oscillatory component and are then subjected to a periodogram analysis. Significant periodicities in the range of 1.4–10 hours have been noted. The causes of these oscillations are not fully known at present, but the instrumental and atmospheric factors can be ruled out, pointing to solar origin. Various possibilities are discussed. Some of the observed periodicities may be considered as probable candidates for long-term oscillations in the Sun, such as the elusive gravity modes.  相似文献   

Pattern classification using tabu search to identify the spatial distribution of groundwater pumping   总被引：1，自引：0，他引：1  

Ching-Pin?TungEmail author  Chun-An?Chou 《Hydrogeology Journal》2004,12(5):488-496

Pattern classification and Tabu Search are integrated to optimize the zonation and associated average groundwater pumping rates. A simulated problem analogous to the Choushui Creek Alluvial in Janghauh county of Taiwan is used to examine the proposed method. Three problems are tested including (1) optimizing zonation patterns with known pumping rates and number of zones, (2) optimizing pumping rates and zonation patterns with a predetermined number of zones, and (3) optimizing all pumping rates, number of zones, and zonation. The results indicate that the proposed method successfully identifies spatial patterns of groundwater pumping for all three cases. However, some initial zonations result only in local optimums. Thus, using more than one initial zonation to increase search diversification is recommended. Application to different problems such as the spatial distribution of hydraulic conductivity values and area weighting of rainfall stations, is encouraged.

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Resumen El patrón de clasificación y la búsqueda tabú están integrados para optimizar la zonificación y las tasas promedio de bombeo de aguas subterráneas asociadas. Se ha utilizado un área diseñada análoga al arroyo aluvial Choushui en la provincia Janghauh en Taiwan para examinar el método propuesto. Se han probado tres problemas que incluyen (1) la zonificación únicamente con las tasas de bombeo y número de zonas dadas, (2) tasa de bombeo y zonificación con un número predeterminado de zonas, y (3) todas las tasa de bombeo, número de zonas y zonificaciones. Los resultados indican que el método propuesto identifica exitosamente los patrones espaciales de bombeo de las aguas subterráneas en los tres casos. Sin embargo, Algunas zonificaciones iniciales solamente resultan en óptimos locales. Por esta razón se recomienda utilizar más de una zonificación inicial para incrementar la diversificación de la búsqueda. Se sugiere la aplicación a problemas diferentes tales como la distribución espacial de conductividades hidraúlicas y la ponderación de áreas de estaciones de monitoreo de precipitación.

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Résumé La classification des patrons et la recherche Tabu sont intégrés pour optimiser la zonation et la moyenne associée du taux de pompage de leau souterraine. Une région analogue à lalluvion du ruisseau Choushui de la région Janghauh en Taiwan a été recrée afin dexaminer la méthode proposée. Trois problèmes sont évalués, incluant loptimisation de (1) la zonation avec seulement un taux de pompage et un nombre de zones donnés, (2) le taux de pompage et la zonation avec un nombre prédéterminé de zones, et (3) tous les taux de pompage, nombre de zones et la zonation. Les résultats indiquent que la méthode proposée identifie avec succès les patrons de pompage de leau souterraine dans les trois cas. Toutefois, certaines zonations initiales résultent seulement en optimums locaux. Par conséquent, lutilisation de plus dune zonation initiale afin daugmenter la diversification de la recherche est recommandée. Lutilisation de la méthode est suggérée pour la résolution de différents problèmes tels que la distribution spatiale de la conductivité hydraulique et la pondération des stations de mesure de précipitations.

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大气动力学方程组的定性理论及其应用   总被引：9，自引：2，他引：7  

李建平  丑纪范 《大气科学》1998,22(4):443-453

基于完整的湿大气动力学方程组,利用无穷维动力系统的新理论和新方法,系统讨论了强迫耗散的非线性大气系统的定性理论及其应用。将完整的强迫耗散非线性湿大气动力学方程组化为Hilbert空间中一个等价的算子方程,研究了算子的性质及其物理意义,在此基础上得到湿大气系统全局吸引子的存在性定理,揭示出系统向外源的非线性适应特征,并把结果推广到有地形动力作用和非定常外源强迫的情形。同时探讨了大气方程组惯性流形的存在,大气多平衡态产生的根源以及强迫、耗散和非线性对系统解的渐近行为的影响。在理论结果的基础上,提出强迫耗散的非线性动力系统中存在三类时间边界层、方程组简化准则、分解算法的算子约束原则以及支撑吸引子基底的少数自由度的构造方法,探讨了理论在非线性发展方程差分格式的设计和计算稳定性分析、多平衡态的数值分析、数值模式延伸预报的改进、短期气候预测以及一类中尺度系统分析与预测中的应用,指出描述长期过程动力学模式的必备条件,给出初值与模式相协调的合理解释。最后,对今后的研究方向作了展望。  相似文献   

气候系统可预报性的全局研究   总被引：15，自引：4，他引：11       下载免费PDF全文

范新岗  张红亮  丑纪范 《气象学报》1999,57(2):190-197

胞映射方法是对非线性系统进行全局分析的强有力工具。文中基于一个最大简化的地－气耦合模式,引入胞映射全局分析方法,对气候系统的可预报性进行了全局的研究。气候系统存在最大可预报期限,对于超过逐日预报可预报期限后的预报,用胞映射思想证明了平均值的可预报性,并得到了定量的结果。研究表明,耦合机制具有延长可预报期限的作用,观测精度的提高亦可延长可预报期限  相似文献   

提为反问题的数值预报方法与试验 I. 三类反问题及数值解法          下载免费PDF全文

范新岗  丑纪范 《大气科学》1999,23(5):543-550

提为初值问题的数值预报在通过改进数值模式、观测手段及分析方法而改进预报的同时,仍然面临着两大困难,即模式误差和初值不完整。然而我们有大量的气候演变的历史观测资料,其中蕴含着关于气候系统的信息。本文针对这两个困难,系统地提出充分利用历史资料反演订正模式和初值进而改进数值预报的三类反问题,并给出数值解法。最后将三类反问题应用于一个简单模式进行反演预报的数值试验,其数值试验结果将在本文的第二部分给出。  相似文献   

数值模式初值的敏感性程度对四维同化的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

郜吉东  丑纪范 《气象学报》1995,53(4):471-479

用著名的Ｌｏｒｅｎｚ系统作了共轭变分同化的数值试验。发现随着模式对初值敏感性程度的增加，用这种方法得到和模式相协调的初始场愈来愈困难，直到某些情况下的完全失败。这表明四维同化和可预报期限是联系在一起的。另一方面，随着方程不精确程度的增加，变分同化的效果愈来愈差，直到所做的预报无任何意义可言。如果在做变分同化的同时对模式参数也进行反演，就可使得基于Ｌｏｒｅｎｚ系统所做的预报效果大大提高。  相似文献   

旱作地膜小麦玉米带田一膜两用热效应研究     

仇化民  王宁珍  马妮娜 《干旱气象》1995,(4)

旱作地膜小麦—玉米带田一膜两用技术热效应显著，可提高地温２—６℃，保证了小麦安全越冬，促进了作物早发。热资源利用率高达０．９９７，比单作提高２５％—４０％，变作物一年一熟为一年两熟。  相似文献   

甘肃“5·5"黑风暴小波分析   总被引：8，自引：2，他引：8  

戴新刚  丑纪范  朱姝 《气象》1995,21(2):10-15

用小波变换理论对１９９３年春季甘肃省河西走廊地区一场特大黑风暴进行了分析。结果表明，小波分析能比较客观地将时间序列中不同时间尺度的振动分离开，使我们能清楚地看到黑风暴中的中尺度扰动。  相似文献   

On the estimation of surface radiation using satellite data   总被引：1，自引：0，他引：1  

Ming-Dah Chou 《Theoretical and Applied Climatology》1989,40(1-2):25-36

Summary Model calculations are used to investigate the uncertainties in the surface radiative flux empirically derived from satellite radiation measurements and theoretically calculated from radiation models using satellite-inferred cloud parameters. The empirical approach depends upon how well the satellite-measured radiances (represented here by the top-of-the-atmosphere flux) correlate with the net flux at the surface. The model calculations show that while the TOA flux and the net surface flux are correlated with respect to changes in optical thickness, they are not correlated with respect to changes in cloud height and negatively correlated with respect to changes in water vapor content. It is also found that the solar zenith angle has a strong effect on these relationships. It is, therefore, important to correct for the effects of atmospheric water vapor content and the solar zenith angle in the empirical estimation of surface radiative flux.The theoretical approach depends upon the net effect of the uncertainty in satellite-inferred cloud parameters. In the solar spectral region, the effects of the uncertainty in satellite retrieval of could cover and optical thickness on the net downward surface flux are systematically in opposite directions, so that the combined effects is typically small (< 7 Wm^–2). In the thermal infrared region, an error of 7 Wm^–2 could be induced by an uncertainty of 100 mb in the cloud-base height or an uncertainty of 0.1 in the fractional cloud cover. As opposed to what is commonly perceived, the error in the surface flux is likely to be larger in the IR region than in the solar spectral region.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe von Modellberechnungen die Unsicherheiten in den durch Satellitenmessungen empirisch gewonnenen Strahlungsflüssen an der Oberfläche und jene, die bei der Benützung von Strahlungsmodellen, die auf mit Satelliten abgeleiteten Wolkenparametern beruhen, verglichen. Die Gültigkeit des empirischen Näherungsverfahren ist davon abhängig, wie sehr die vom Satelliten gemessene Strahlung (im weiteren als top-of-the-atmosphere flux — TOA — bezeichnet) mit dem Nettostrahlungsfluß an der Oberfläche korreliert. Die Modellberechnungen zeigen, daß TOA-Fluß und Nettostrahlungsfluß an der Oberfläche zwar in bezug auf Änderungen der optischen Dicke, nicht aber in bezug auf Änderungen der Wolkenhöhe korreliert sind, während sie in bezug auf Veränderungen des Wasserdampfgehalts negativ korreliert sind. Es zeigt sich weiters, daß der Zenithwinkel der Sonne einen wesentlichen Einfluß auf diese Zusammenhänge hat. Daher ist es wichtig, die Auswirkungen des atmosphärischen Wasserdampfgehalts und des Sonnenzenithwinkels in den empirischen Berechnungen des Strahlungsflusses an der Oberfläche zu korrigieren.Der theroretische Ansatz ist abhängig vom Einfluß der Unsicherheiten der satellitenermittelten Wolkenparameter. Im solaren Spektralbereich wird der zur Oberfläche gerichtete Nettofluß durch die Unsicherheiten in der satellitenermittelten Wolkendecke und der optischen Dicke systematisch in entgegengesetzter Richtung beeinflußt, so daß der gemeinsame Effekt im allgemeinen gering bleibt (< 7 Wm^–2). Im thermischen Infrarotbereich kann ein Fehler von 7 Wm^–2 durch eine Unsicherheit von 100 mb in der Wolkenbasishöhe oder von 0.1 in der Bedeckung hervorgerufen werden. Im Gegensatz zur weitverbreiteten Ansicht ist also der Fehler bei Berechnungen des Flusses an der Oberfläche im thermischen Infrarotbereich aller Wahrscheinlichkeit nach größer als im solaren Spektrum.

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