發(fā)布時(shí)間：2017-08-17 13:12

  本文關(guān)鍵詞：非線性強(qiáng)迫奇異向量在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用

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【摘要】：湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題是當(dāng)今全球最為關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一,湖泊在富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中形成了一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)部機(jī)制和開(kāi)放的非線性生態(tài)系統(tǒng).本文針對(duì)淺水湖泊營(yíng)養(yǎng)物濃度的動(dòng)態(tài)變化方程,在使用穆穆院士提出的條件非線性最優(yōu)擾動(dòng)(CNOP)方法研究了該生態(tài)系統(tǒng)對(duì)初始擾動(dòng)和參數(shù)擾動(dòng)敏感性的基礎(chǔ)上,使用非線性強(qiáng)迫奇異向量(NFSV)方法研究了該湖泊生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)源于各種物理參數(shù)化方案的模式誤差的敏感性.主要研究了以下三個(gè)問(wèn)題:(1)加入外強(qiáng)迫f(wàn)后營(yíng)養(yǎng)鹽輸入率c對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)變換的影響.當(dāng)f?0時(shí),湖泊生態(tài)系統(tǒng)關(guān)于控制參數(shù),即c的分岔圖會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)分岔點(diǎn),分別為1c和2c.當(dāng)c小于分岔點(diǎn)1c或大于分岔點(diǎn)2c,無(wú)論初始擾動(dòng)振幅有多大,生態(tài)系統(tǒng)所處的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不管是貧營(yíng)養(yǎng)態(tài)還是富營(yíng)養(yǎng)態(tài)均為非線性穩(wěn)定的.當(dāng)c處于分岔區(qū)間內(nèi)時(shí),系統(tǒng)處于非線性不穩(wěn)定狀態(tài),這表明一定的擾動(dòng)能夠使系統(tǒng)的兩個(gè)平衡態(tài)之間發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換.加入外強(qiáng)迫后,分岔區(qū)間會(huì)隨著營(yíng)養(yǎng)鹽輸入率c的變化提早出現(xiàn).外強(qiáng)迫值越大,最早出現(xiàn)分岔情況對(duì)應(yīng)的c越小.(2)通過(guò)數(shù)值模擬,求得常數(shù)型外強(qiáng)迫f(wàn)在給定的約束條件下,使得該生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展變化最大的擾動(dòng)即NFSV.結(jié)果表明,在較小的外強(qiáng)迫約束對(duì)應(yīng)的NFSV作用下,生態(tài)系統(tǒng)所處的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)變化不大;而在較大的外強(qiáng)迫約束對(duì)應(yīng)的NFSV作用下,生態(tài)系統(tǒng)所處的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)更容易發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換.(3)通過(guò)數(shù)值模擬,求得階梯函數(shù)型外強(qiáng)迫f(wàn)在給定的約束條件下,使得該生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展變化最大的擾動(dòng).結(jié)果表明,處于分岔區(qū)間外的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在依賴時(shí)間變化的NFSV作用下,時(shí)間結(jié)束時(shí)系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換.而處于分岔區(qū)間內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在依賴時(shí)間變化的NFSV作用下,更容易受NFSV的變化而發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換.上述結(jié)果對(duì)于我們進(jìn)行湖泊污染預(yù)報(bào)提供了很好的參考,更對(duì)污染治理措施的選取提供很好的依據(jù).
【關(guān)鍵詞】：非線性強(qiáng)迫奇異向量 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換 外強(qiáng)迫
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O175
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化研究意義8-9
• 1.2 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第二章 多穩(wěn)態(tài)及富營(yíng)養(yǎng)化12-16
• 2.1 多穩(wěn)態(tài)的定義12
• 2.2 淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)的多穩(wěn)態(tài)特性12
• 2.3 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的概念12-13
• 2.4 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的基本方程13-16
• 第三章 非線性強(qiáng)迫奇異向量及其求解過(guò)程16-22
• 3.1 非線性強(qiáng)迫奇異向量16-18
• 3.2 非線性強(qiáng)迫奇異向量的求解18-22
• 第四章 非線性強(qiáng)迫奇異向量在湖泊污染治理中的應(yīng)用22-34
• 4.1 外強(qiáng)迫干擾下湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究22-26
• 4.2 不同外強(qiáng)迫干擾下湖泊中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度發(fā)展變化情況26-34
• 4.2.1 常數(shù)型外強(qiáng)迫26-29
• 4.2.2 階梯函數(shù)型外強(qiáng)迫29-34
• 總結(jié)與展望34-36
• 參考文獻(xiàn)36-40
• 致謝40-42
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況42-43

【相似文獻(xiàn)】

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