發(fā)布時間：2017-08-17 13:12

  本文關鍵詞：非線性強迫奇異向量在湖泊富營養(yǎng)化穩(wěn)定性分析中的應用

  更多相關文章： 非線性強迫奇異向量 湖泊富營養(yǎng)化 穩(wěn)態(tài)轉換 外強迫

【摘要】：湖泊富營養(yǎng)化問題是當今全球最為關注的環(huán)境問題之一,湖泊在富營養(yǎng)化過程中形成了一個復雜的內部機制和開放的非線性生態(tài)系統(tǒng).本文針對淺水湖泊營養(yǎng)物濃度的動態(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(CNOP)方法研究了該生態(tài)系統(tǒng)對初始擾動和參數擾動敏感性的基礎上,使用非線性強迫奇異向量(NFSV)方法研究了該湖泊生態(tài)系統(tǒng)中來源于各種物理參數化方案的模式誤差的敏感性.主要研究了以下三個問題:(1)加入外強迫f后營養(yǎng)鹽輸入率c對湖泊生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)變換的影響.當f?0時,湖泊生態(tài)系統(tǒng)關于控制參數,即c的分岔圖會出現兩個分岔點,分別為1c和2c.當c小于分岔點1c或大于分岔點2c,無論初始擾動振幅有多大,生態(tài)系統(tǒng)所處的營養(yǎng)狀態(tài)不管是貧營養(yǎng)態(tài)還是富營養(yǎng)態(tài)均為非線性穩(wěn)定的.當c處于分岔區(qū)間內時,系統(tǒng)處于非線性不穩(wěn)定狀態(tài),這表明一定的擾動能夠使系統(tǒng)的兩個平衡態(tài)之間發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉換.加入外強迫后,分岔區(qū)間會隨著營養(yǎng)鹽輸入率c的變化提早出現.外強迫值越大,最早出現分岔情況對應的c越小.(2)通過數值模擬,求得常數型外強迫f在給定的約束條件下,使得該生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展變化最大的擾動即NFSV.結果表明,在較小的外強迫約束對應的NFSV作用下,生態(tài)系統(tǒng)所處的營養(yǎng)狀態(tài)變化不大;而在較大的外強迫約束對應的NFSV作用下,生態(tài)系統(tǒng)所處的營養(yǎng)狀態(tài)更容易發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉換.(3)通過數值模擬,求得階梯函數型外強迫f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.結果表明,處于分岔區(qū)間外的營養(yǎng)狀態(tài)在依賴時間變化的NFSV作用下,時間結束時系統(tǒng)不會發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉換.而處于分岔區(qū)間內的營養(yǎng)狀態(tài)在依賴時間變化的NFSV作用下,更容易受NFSV的變化而發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉換.上述結果對于我們進行湖泊污染預報提供了很好的參考,更對污染治理措施的選取提供很好的依據.
【關鍵詞】：非線性強迫奇異向量 湖泊富營養(yǎng)化 穩(wěn)態(tài)轉換 外強迫
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O175
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 湖泊富營養(yǎng)化研究意義8-9
• 1.2 湖泊富營養(yǎng)化的研究現狀9-10
• 1.3 論文的主要工作及結構安排10-12
• 第二章 多穩(wěn)態(tài)及富營養(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 湖泊富營養(yǎng)化的概念12-13
• 2.4 湖泊富營養(yǎng)化的基本方程13-16
• 第三章 非線性強迫奇異向量及其求解過程16-22
• 3.1 非線性強迫奇異向量16-18
• 3.2 非線性強迫奇異向量的求解18-22
• 第四章 非線性強迫奇異向量在湖泊污染治理中的應用22-34
• 4.1 外強迫干擾下湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究22-26
• 4.2 不同外強迫干擾下湖泊中營養(yǎng)鹽濃度發(fā)展變化情況26-34
• 4.2.1 常數型外強迫26-29
• 4.2.2 階梯函數型外強迫29-34
• 總結與展望34-36
• 參考文獻36-40
• 致謝40-42
• 攻讀碩士學位期間獲獎情況42-43

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