地球物理中的非线性过程
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以下列出了最近在EGUsphere上发布的带有NPG相关主题的预印本、NPG讨论论坛上发布的最新预印本以及最近在NPG上发布的最终修订论文。
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2024年6月7日
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量子数据同化:解决量子退火数据同化的新方法
Kotsuki Shunji、Kawasaki Fumitoshi和Ohashi Masanao
农林。
处理地球物理。,
31, 237–245,
https://doi.org/10.5194/npg-31-237-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-237-2024
,
2024
简短总结
简短总结
在地球科学中,数据同化在将真实世界观测与数值模拟相结合以改进后续预测方面发挥着重要作用。
为了克服传统数据同化方法的耗时计算,本文提出使用量子退火机。
使用D波量子退火器,该方法找到了与传统方法相当精度的解,并显著减少了计算时间。
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2024年5月21日
使用矩阵剖面描述丹斯加德-奥斯切格事件在古气候时间序列中的特征
苏珊娜·巴博萨、玛丽亚·爱德华达·席尔瓦和丹尼斯·迪迪埃·卢梭
农林。
处理地球物理。
讨论。,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-13
,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-13
,
2024
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简短总结
简短总结
古气候记录中突变的特征使我们能够理解千年气候变化以及当前气候变化背景下的潜在转折点。
在我们的研究中,使用了一种算法方法,即矩阵剖面,来描述被指定为Dansgaard-Oeschger(DO)事件的突然变暖,并确定古气候时间序列中最相似的转变。
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2024年5月7日
湍流中沉降微涡旋的聚类
邱京然、崔志文、埃里克·克莱门特、赵丽豪
农林。
处理地球物理。,
31, 229–236,
https://doi.org/10.5194/npg-31-229-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-229-2024
,
2024
简短总结
简短总结
研究发现,沉降的微型游泳运动员在流体流中游泳会产生回旋力矩,使他们逆重力游泳。
在这种影响下,游泳运动员的拉格朗日模型被用于湍流中小尺度聚集的分析。
发现在这种游泳诱导的回转力矩作用下,聚集的强度和位置不仅取决于游泳速度,还取决于沉降速度,这表明沉降效应对回转轴的重要性。
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2024年5月2日
用边界积分法求解North型能量平衡模型
Aksel Samuelsberg和Per Kristen Jakobsen
农林。
处理地球物理。
讨论。,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-11
,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-11
,
2024
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简短总结
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我们探索了一个基于地球能量预算的简化气候模型。
这种模型的一个优点是更容易进行数学研究。
利用边界积分法这一数学技术,我们找到了解决这些气候模型的新方法。
这种方法对于模拟与地球当前状态非常不同的气候特别有用,例如其他行星上或过去冰河时期的气候。
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2024年4月30日
径向涡度梯度在热带气旋加强中的作用
塞缪尔·沃森和考特尼·奎因
EGUsphere、,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1241
,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1241
,
2024
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简短总结
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通过从地球物理原理导出的概念模型探讨了热带气旋的增强。
重点是模型在参数随时间变化的情况下的行为。
变化率使模型要么倾斜到另一个稳定状态,要么恢复到原始状态。
这表示强化、耗散或眼壁置换周期。
本文探讨了一个模拟飓风厄尔玛(2017)快速加剧事件的案例研究。
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2024年4月29日
印度安达曼-尼科巴地区地磁数据的分形分析
Rahul Prajapati和Kusumita Arora
农林。
处理地球物理。
讨论。,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-8
,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-8
,
2024
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简短总结
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地震发生前震源区岩石圈变形产生的电磁场发射可以作为短期地震前兆。
基于分形的垂直分量地磁信号分析可以有效地识别地震前的EM特征和EM特征,揭示地震前过程的类型,如微裂缝、电动过程等。
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2024年4月25日
天然水中周期性有限振幅内波的生成和模拟的稳健数值方法
Pierre Lloret、Peter J.Diamessis、Marek Stastna和Greg N.Thomsen
EGUsphere、,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1121
,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1121
,
2024
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简短总结
简短总结
这项研究提出了一种新的方法来模拟大海洋密度波,这种波可以长距离传播而不会破碎。
这种新方法确保了在我们的模型中更准确、更逼真地描绘这些波浪。
这对于了解具有不同水层的湖泊中的波浪行为特别有用,这有助于预测自然现象及其对环境的影响,如波浪与海岸相接的冲刷区。
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2024年4月23日
冰盖边缘内孤立波的转换
Kateryna Terletska、Vladimir Maderich和Elena Tobisch
诺林。
处理地球物理。,
31, 207–217,
https://doi.org/10.5194/npg-31-207-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-207-2024
,
2024
简短总结
简短总结
冰盖边缘内波的转换可以增强北冰洋和南极洲冰层的湍流混合和融化。
我们数值研究了光滑冰面下凹陷内孤立波的变化,并与冰脊下方的过程进行了比较。
对于大型龙骨,40%以上的波浪能量在第一个龙骨上损失,而对于相对较小的龙骨,第一个龙龙骨上的能量损失小于6%。
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2024年4月23日
大理查森数下小尺度湍流的演变
列夫·奥斯特罗夫斯基(Lev Ostrovsky)、伊琳娜·索斯塔瓦(Irina Soustova)、尤利娅·特洛伊茨卡亚(Yuliya Troitskaya)和达丽亚·格拉兹基赫(Daria Gladskikh)
农林。
处理地球物理。,
31, 219–227,
https://doi.org/10.5194/npg-31-219-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-219-2024
,
2024
简短总结
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湍流的非定常动力学模型用于描述上部湍流层的演变和结构,其参数取自现场观测。
例如,我们使用了世界海洋不同地区三次巡航的一组数据。
在给定的海流剪切和浮力频率剖面下,理论得出的结果与湍流耗散率的测量值符合得很好。
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2024年4月11日
推断流动能量、空间和时间尺度:自由驱动与定点观测
奥雷琳·路易吉·谢尔盖·庞特、拉克兰·阿斯特法克、马修·雷森、安德鲁·祖尔贝蒂和妮可·琼斯
农林。
处理地球物理。
讨论。,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-10
,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-10
,
2024
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简短总结
简短总结
我们提出了一种从能量、空间和时间尺度估计海洋流动特性的新方法。
该方法依赖于在固定位置或沿着水流收集的流量观测值,因为如果从自由驱动平台的轨迹推断出这些观测值的话。
在不同的实验配置中,对该方法的准确性进行了量化。
我们演示了自由漂移平台能够(即使是单独的)捕获流特性是第一次。
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2024年4月10日
利用相互信息量化磁层-电离层耦合时间尺度:地面无线电发射和电离层-磁层电流的响应
亚历山德拉·鲁斯·福克(Alexandra Ruth Fogg)、凯特丽奥娜·杰克曼(Caitrona M.Jackman)、桑德拉·查普曼(Sandra C.Chapman)、詹姆斯·沃特斯(James E.Waters)、艾斯林·伯金(Aisling Bergin)、劳伦特·拉米(Laurent Lamy)、卡琳·伊索蒂
农林。
处理地球物理。,
31, 195–206,
https://doi.org/10.5194/npg-31-195-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-195-2024
,
2024
简短总结
简短总结
极光公里辐射(AKR)是地球发出的无线电辐射。
由于磁层中现象的复杂混合,很难估计两个系统激发之间的时间差。
在这项研究中,AKR与描述地球系统的指数进行了比较。
使用互信息来估计AKR的激励和指数之间的时间差。
AKR在极光之前感觉到增强,但在极地纬度特征之后感觉到增强。
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2024年4月8日
NORAD对2022年2月星际链路卫星的跟踪和32颗卫星的即时损失
Fernando L.Guarnieri、Bruce T.Tsurutani、Rajkumar Hajra、Ezequiel Echer和Gurbax S.Lakhina
农林。
处理地球物理。
讨论。,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-9
,
https://doi.org/10.5194/npg-2024-9
,
2024
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(讨论:公开,1条评论)
简短总结
简短总结
2022年2月3日,SpaceX为其Starlink星座发射了一组新的卫星。
此次发射同时释放了49颗轨道高度在200公里至250公里之间的卫星。
发射发生在地磁风暴期间,随后又发生了第二次。
立即损失了32颗卫星。
卫星损失可能是由异常高水平的大气阻力(当前理论/模型无法解释)或高水平的卫星碰撞造成的。
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2024年4月3日
评论文章:气候科学的跨学科视角——强调过去和当前的科学成就
维拉·梅琳达·加尔菲(Vera Melinda Galfi)、托马索·阿尔贝蒂(Tommaso Alberti)、莱斯利·德克鲁兹(Lesley De Cruz)、克里斯蒂安·弗朗茨克(Christian L.E.Franzke)和瓦莱里奥·伦博
农林。
处理地球物理。,
31, 185–193,
https://doi.org/10.5194/npg-31-185-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-185-2024
,
2024
简短总结
简短总结
在在线研讨会系列“气候科学展望:从历史发展到未来前沿”(2020年至2021年)中,来自数学、物理学、,
气候科学和生态学&介绍了他们对气候科学演变和相关科学概念的看法。
在本文中,我们首先概述了研讨会系列的内容,然后介绍了对这一专题的书面贡献。
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2024年4月3日
地学中的集合卡尔曼滤波器满足模型预测控制
尤海·萨瓦达(Yohei Sawada)
外部预打印服务器,
https://doi.org/https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.06371
,
https://doi.org/https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.06371
,
2024
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(讨论:最终答复,2条评论)
简短总结
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通常很难用较小的力控制大型复杂系统,例如地球系统。
本文提出了一种控制此类系统的新方法。
新方法的灵感来源于地球科学中的模拟观测集成方法和控制工程中的模型预测控制理论之间的相似性。所提出的方法特别适合于寻找有效的人工影响天气策略。
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2024年3月28日
厄尔尼诺-南方涛动事件最佳前兆的抽样方法
石斌、马俊杰
诺林。
处理地球物理。,
31, 165–174,
https://doi.org/10.5194/npg-31-165-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-165-2024
,
2024
简短总结
简短总结
与传统的确定性优化算法不同,我们采用采样方法计算实际和预测海气耦合模型中的条件非线性最优摄动(CNOP),将一阶信息降为零阶信息,
避免了高成本的梯度计算。
数值性能突出了随机优化算法对计算CNOP和捕获初始最优前兆的重要性。
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2024年3月28日
Garhwal喜马拉雅地区大地电磁数据中地形效应的模拟
Suman Saini、Deepak Kumar Tyagi、Sushil Kumar和Rajeev Sehrawat
农林。
处理地球物理。,
31, 175–184,
https://doi.org/10.5194/npg-31-175-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-175-2024
,
2024
简短总结
简短总结
本工作沿着Roorkee–Gangotri剖面(RGP)的合成模型探索地形对大地电磁(MT)数据的影响。
使用了两种校正程序来消除MT数据中的地形畸变。
平地和地形校正响应(TCR)表明,这两种方法都能够消除地形影响。
类似的地形响应和TCR证实,无需沿RGP进行地形校正,因为坡度小于1°。
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2024年3月18日
云分形特性的全局分析揭示了湍流跨尺度的各向异性
凯莉·N·里斯、蒂莫西·加勒特、托马斯·德维特、科里·博伊斯、史蒂文·克鲁格和杰罗姆·里迪
EGUsphere、,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-552
,
https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-552
,
2024
正在审查NPG的预打印
(讨论:最终答复,2条评论)
简短总结
简短总结
从太空观察的云的形状反映了大气中的垂直和水平运动。
对形成云的湍流进行了类似的描述,并在理论上与各种卫星和数值模型测得的云周长的复杂性相关。
我们发现理论与观测结果一致,值得注意的是,该理论仅使用从湍流最小尺度到行星尺度的基本行星物理参数,就全球适用。
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2024年3月13日
河口浮游植物滞留机制:以易北河河口为例
劳伦·斯特德尔和罗斯·文内尔
农林。
处理地球物理。,
31, 151–164,
https://doi.org/10.5194/npg-31-151-2024
,
https://doi.org/10.5194/npg-31-151-2024
,
2024
简短总结
简短总结
浮游植物是河口的关键,因为它们构成了生态系统的基础。
尽管被河水冲走,面临着各种不同的盐度,但它们依然存在。
我们对易北河河口的拉格朗日模拟表明,浮力有助于它们被保留。
河岸和滩涂为抵御强洋流提供了避难所。
我们的研究结果强调了河口生态系统管理的必要性。
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抄送4.0