检索结果-内蒙古大学图书馆

干旱区研究 2023年第5期40卷 818-828页

作者：任丽雯王兴涛刘明春王大为中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 武威国家气候观象台甘肃武威733000 西北区域气候中心甘肃兰州730020

利用CASA模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力(NPP),分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势,并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明:(1)... 详细信息

利用CASA模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力(NPP),分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势,并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明:(1)2000—2020年石羊河流域植被NPP多年平均值为291.01 g C·m^(-2)·a^(-1),呈不显著增加趋势,空间分布呈南高北低的分布格局。(2)2000年以来植被NPP呈增加趋势的区域占总面积的86.4%,其中极显著增加和显著增加的区域分别占6.7%和10.1%。(3)NPP变化在中等波动以上(变异系数Cv≥0.25)的区域所占比例为50.4%。(4)从未来变化趋势看,石羊河流域植被NPP恢复的持续性较弱,呈增加并反持续的地区所占比例达到57.1%。(5)流域的植被NPP变化与气温、降水均成正相关,对气温的响应更为敏感。NPP随海拔高度和坡度增加呈现增大后减小趋势,近年来流域实施的一系列人工造林、退耕还林还草等措施对植被NPP的增加具有明显促进作用。

关键词：植被净初级生产力时空变化驱动因素石羊河流域

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西北东部一次强降水形成机制及能量来源

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干旱区研究 2025年第4期42卷 600-612页

作者：石霞刘维成陈晓燕黄玉霞谭丹伍继业中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 兰州中心气象台甘肃兰州730020 南京信息工程大学江苏南京210044

利用2020年7月10日甘肃省陇南市站点逐小时降水观测及ERA5再分析资料,分析了强降水时空分布、环流形势及水汽输送等特征,并引入大气湿位能(Moist Static Energy,MSE)研究了对流活动的不稳定能量来源。结果表明:(1)此次强降水过程具有强... 详细信息

利用2020年7月10日甘肃省陇南市站点逐小时降水观测及ERA5再分析资料,分析了强降水时空分布、环流形势及水汽输送等特征,并引入大气湿位能(Moist Static Energy,MSE)研究了对流活动的不稳定能量来源。结果表明:(1)此次强降水过程具有强度大、局地性明显和对流性强等特征;500 hPa受高原短波槽影响,冷暖空气交汇明显,700 hPa为偏南气流并配合有气旋性切变,具备较好的水汽和动力抬升条件。(2)强降水发生伴随MSE充放能过程,强降水到达峰值前MSE不断累积,大气处于充能状态;到达峰值后MSE明显减弱,大气处于放能状态。(3)不同垂直高度的大气充能机制存在差异,对流层低层MSE垂直输送起正贡献,水平平流为负贡献;中层水平平流为正贡献,且以经向平流为主,垂直输送为负贡献;高层MSE增加主要由纬向平流引起。(4)对流层低层MSE受水汽垂直输送的影响;中层MSE受水汽相关的潜热能控制,MSE增加主要为偏南风异常造成水汽经向平流;高层MSE由内能项主导,MSE增加主要由西风叠加西暖东冷的温度梯度造成纬向平流所致。

关键词：强降水大气不稳定能量湿位能水汽通量西北地区

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半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

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干旱地区农业研究 2023年第6期41卷 209-218页

作者：赵福年刘江张强王润元王鹤龄雷俊中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 定西市气象局甘肃定西743000 甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制... 详细信息

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明:半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^(-2)和16.8 kg·hm^(-2)。生育期大气干湿条件(潜在蒸发量与降水的差值)对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时(潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm),产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^(-2)·mm^(-1),大气较为湿润时(潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm),斜率为20.1 kg·hm^(-2)·mm^(-1)。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。

关键词：春小麦土壤含水量产量降水耗水量

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旱、渍胁迫对夏玉米根冠比及籽粒灌浆源库关系的影响

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气候变化研究进展 2024年第6期20卷 782-798页

作者：赵花荣张玲齐月杨超胡丽丽中国气象科学研究院北京100081 中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室兰州730020 河北固城农业气象国家野外科学观测研究站保定072656 甘肃省气象信息与装备保障中心兰州730020 河北省保定市气象局保定071000

利用河北固城站电动防雨棚,遮去自然降水,人工控制灌水形成土壤渍水、高湿、干旱和对照,夏玉米开花后通过测定籽粒灌浆进程和地上生物量以及产量构成要素、根冠结构和根冠比等,探究不受阴雨和低温胁迫影响下的土壤旱、渍胁迫对夏玉米籽... 详细信息

利用河北固城站电动防雨棚,遮去自然降水,人工控制灌水形成土壤渍水、高湿、干旱和对照,夏玉米开花后通过测定籽粒灌浆进程和地上生物量以及产量构成要素、根冠结构和根冠比等,探究不受阴雨和低温胁迫影响下的土壤旱、渍胁迫对夏玉米籽粒灌浆及产量形成的影响。分析夏玉米籽粒灌浆干物质的源库关系,结果表明:夏玉米籽粒灌浆对旱、渍胁迫的响应不同,渍水时灌浆持续日数延长,较对照延长7~8 d,重旱时缩短,较对照缩短5~6 d;对于平均灌浆速率,高湿最大,较对照偏大9.19%~9.85%,重旱最小,较对照偏小24.80%~25.26%,中度旱次小,较对照偏小6.89%~7.45%。旱、渍胁迫对夏玉米产量形成都有负效应:渍水、高湿减产率为1.83%~8.43%,干旱处理减产率为32.73%~81.96%,重旱近乎绝收,干旱危害程度比渍水、高湿影响大得多。旱、渍胁迫对夏玉米灌浆期穗位叶光合生理特性的影响不同,净光合速率(Pn)渍水比对照偏高0.91%~9.10%,高湿比对照偏低1.75%~9.13%;干旱比对照显著偏低,中度旱偏低55.76%~59.08%,重旱偏低92.16%~92.75%。夏玉米籽粒灌浆的干物质主要来源于灌浆期绿叶等光合作用形成的光合产物,成熟期地上干物质籽粒分配率减少,收获期秸秆存量大,导致收获指数降低。干旱胁迫刺激、诱导玉米根系增生须根,须根重增加显著,导致其根冠比提高,尤其重旱较渍水、高湿和对照提高近10倍以上,揭示出玉米根系尤其须根系对土壤水分逆境胁迫的应急响应生理调节机制和适应逆境条件的生存机理。实际生产管理中可利用土壤干湿交替变化刺激、诱发根系生长发育,提升优化根冠结构。研究结果为评估旱、涝灾害对北方旱区农作物生长发育和产量形成的影响提供数据支撑和参考。

关键词：夏玉米根冠比灌浆速率渍水干旱

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甘肃河东夏季区域性短时强降水环流形势分类特征

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高原气象 2024年第2期43卷 329-341页

作者：孔祥伟李晨蕊杨秀梅杨毅杨晓军中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 兰州大学大气科学学院/兰州大学地球系统模式发展研究中心甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和... 详细信息

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和主观天气学检验相结合的方法进行天气尺度环流形势分类,并通过合成分析和中尺度对流天气环境场条件分析方法构建不同类型的天气尺度系统配置概念模型。结果表明:(1)甘肃河东区域性短时强降水的天气尺度环流形势可分为高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型和西北气流型四类。(2)副高边缘西南气流型引发的区域性短时强降水次数最多,两高切变型和高原槽东移型发生频率相当,西北气流型发生次数最少。(3)四种类型的环流形势在天气系统配置、抬升条件、水汽条件和不稳定条件等方面存在显著差异。高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型三种类型发生时西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)所处的位置逐渐向西向北推进,水汽条件和不稳定条件逐渐趋好,当高空槽引导冷空气东移南下,斜压锋生形成大范围短时强降水。高原槽东移型抬升条件最好,短时强降水落区偏南;两高切变型冷空气偏北且主要由对流层低层侵入,短时强降水落区偏北;副高边缘西南气流型冷暖气团交汇最剧烈,斜压锋生最强,短时强降水范围及强度也更大。西北气流型的动力条件和水汽条件是四类中最差的,但强烈的中高层干冷平流叠加低层暖湿气流或温度暖脊形成了四类中最好的不稳定条件,短时强降水落区较分散。

关键词：甘肃河东地区短时强降水天气尺度环流形势聚类分析概念模型

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甘肃河东夏季区域性短时强降水特征

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干旱区研究 2025年

作者：孔祥伟李晨蕊邸文婧杨毅付正旭杨秀梅兰州大学大气科学学院兰州大学地球系统模式发展研究中心兰州中心气象台中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室

利用2010—2021年甘肃河东地区夏季的逐小时降水观测资料，筛选出50次区域性短时强降水天气过程，从天气过程的角度分析短时强降水的强度、时空分布等特征。结果表明：（1）每次天气过程中，短时强降水的强度主要为20～30 mm·h-1... 详细信息

利用2010—2021年甘肃河东地区夏季的逐小时降水观测资料，筛选出50次区域性短时强降水天气过程，从天气过程的角度分析短时强降水的强度、时空分布等特征。结果表明：（1）每次天气过程中，短时强降水的强度主要为20～30 mm·h-1，其占比均在60%以上，超过40 mm·h-1的占比不足10%。74%的区域性短时强降水天气过程中会出现强度超过50 mm·h-1的短时强降水。（2）区域性短时强降水主要发生在6月中旬至8月下旬，高发期为7月下旬至8月中旬，每年都会发生，但发生频次的年际间差异较大，这与西太平洋副热带高压位置、来自南海或东海的异常暖湿水汽输送及中低纬度天气系统相互作用形成显著的斜压性特征密切相关。（3）区域性短时强降水过程的平均落区面积仅占河东地区总面积的3.17%，且短时强降水的空间分布有地域特征，高发区主要集中在太子山、秦岭西延伸段、六盘山及子午岭附近，发生频次大值中心一般伴随着超过40 mm·h-1的短时强降水。（4）不同环流形势下短时强降水站次分布差异明显，高原槽东移型站次分布较离散，整体而言出现短时强降水站次最多；副高边缘西南气流型中位数为四种类型最低；两高切变型短时强降水出现站次比较集中，西北气流型出现站次最少。短时强降水强度的分布差异不明显，30～50 mm·h-1的降水更多出现在两高切变型中。

关键词：甘肃河东短时强降水天气过程时空分布

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青藏高原蒸散年际变化及其对西风和季风环流的响应

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地球物理学报 2022年第8期65卷 2813-2827页

作者：杨泽粟张宇张强岳平曾剑齐玉磊成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020

在评估4种蒸散格点资料(GLDAS,GLEAM,MERRA-2,CRET)在青藏高原适用性的基础上,以精度最高的CRET(R^(2)为0.83,RMSE为14.76 mm)及同期气象环境数据,在年际尺度上分析了青藏高原蒸散变化特征及其受大尺度西风和季风环流的影响.结果表明,... 详细信息

在评估4种蒸散格点资料(GLDAS,GLEAM,MERRA-2,CRET)在青藏高原适用性的基础上,以精度最高的CRET(R^(2)为0.83,RMSE为14.76 mm)及同期气象环境数据,在年际尺度上分析了青藏高原蒸散变化特征及其受大尺度西风和季风环流的影响.结果表明,青藏高原年平均蒸散为414.2±18.32 mm,具有明显的年际变率和变化趋势,且区域(西风区、季风区和过渡区)间差异明显.蒸散年际变化与西风和季风环流强弱的年际变化密切相关,且季风和西风对蒸散的影响存在显著的区域差异.西风和季风通过调节局地气候环境因子影响蒸散:土壤湿度、归一化植被指数(NDVI)和风速三个局地气候环境要素是青藏高原蒸散主要调控因子,蒸散与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,与风速在高原西部呈显著负相关、在高原东部呈显著正相关;研究WYI(Webster-Yang Index)和WI(Westerly Index)与影响蒸散的主导气候环境因子的关系发现,WYI与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,且WYI与NDVI的相关系数在高原中部和南部较大,使得WYI对蒸散影响在中部分过渡区和南部季风区较大,WI也与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,但WI与NDVI的相关系数在中部和北部较大,WI对蒸散影响在中部过渡区和北部西风区较大,同时,WI与风速在大部分高原显著相关,WI在高原东部通过风速对蒸散变化具有正贡献,使得季风区东部蒸散年际变化也受WI影响,最终使得WI对蒸散的影响在除季风区西部以外的区域较大.该研究结果可加深认识青藏高原水循环变化及其机理,为区域水资源和生态系统管理提供科学依据.

关键词：蒸散年际变化土壤湿度 NDVI 风速西风指数季风指数

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对黄河上游自然环境要素协调性的几点科学探讨与思考

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地球科学进展 2023年第3期38卷 320-329页

作者：张强叶培龙王健顺张良甘泽文王莺甘肃省气象局甘肃兰州730020 中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室/大气科学学院甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020 兰州市气象局甘肃兰州730020

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养区及其产流与汇流区,大致贡献了全流域一半以上的产流量,对整个黄河流域生态保护及水资源安全和粮食安全有举足轻重的意义,科学认识黄河上游自然环境要素变化特征,并洞察该区域自然环境要素之间的协... 详细信息

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养区及其产流与汇流区,大致贡献了全流域一半以上的产流量,对整个黄河流域生态保护及水资源安全和粮食安全有举足轻重的意义,科学认识黄河上游自然环境要素变化特征,并洞察该区域自然环境要素之间的协调性问题是当前推动黄河流域生态保护和高质量发展的核心问题。在宏观了解全球气候变暖背景下及国家生态保护工程和水资源管理政策实施过程中,黄河上游气候、水文及生态等自然环境要素6个方面重要特征的基础上,认识到黄河上游流域气候、水文、生态之间存在5个方面的非协调性。并且,从自然环境要素的协调性角度,对如何突破黄河上游生态与发展问题的传统思维和认识误区提出了5点探讨,也对怎样构建具有区域特色的生态保护和高质量发展模式给出了6条思考与建议。这对于在推进黄河上游流域生态保护和高质量发展过程中,科学打造气候、水文、生态与人类的和谐发展模式等具有重要的指导意义。

关键词：黄河上游生态保护和高质量发展自然环境非协调性与认识误区区域特色发展模式

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黄土高原冬季湍流相干结构在地表能量平衡中的作用

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地球物理学报 2023年第6期66卷 2292-2305页

作者：赵建华张良王胜梁芸隆霄王涓力甘肃省(中国气象局)干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局兰州干旱气象研究所兰州730020 兰州区域气候中心兰州730020 兰州大学大气科学学院兰州730000

地表能量不平衡问题是近40年一直困扰微气象学界的重要难题.本文利用黄土高原定西干旱气象与生态环境试验站的相关数据,通过将湍流分解为相干结构部分和非相干结构部分,在涡动相关法中引入相干结构(Coherent structure,简称为CS)的贡献... 详细信息

地表能量不平衡问题是近40年一直困扰微气象学界的重要难题.本文利用黄土高原定西干旱气象与生态环境试验站的相关数据,通过将湍流分解为相干结构部分和非相干结构部分,在涡动相关法中引入相干结构(Coherent structure,简称为CS)的贡献,探讨了CS在地表能量平衡中的作用.研究发现:(1)CS出现频次高,间歇性显著,在30 min平均时间中出现的数目为38个,出现时间与未出现时间分别占40%和60%左右;(2)CS对通量影响显著,引入CS贡献后,白天垂直动量通量、感热、潜热和湍流通量(感热与潜热之和)等4个通量计算的准确性均获得显著提高,分别提高达26%(0.01 m^(2)·s^(-2))、24%(25.33 W·m^(-2))、31%(6.23 W·m^(-2))和30%(31.66 W·m^(-2)).而不考虑CS的传统方法对这4个通量低估达19%、22%、21%和23%;(3)CS对4个通量的贡献分别为36%、41%、33%和50%;(4)传统方法得到的地表能量平衡闭合率EBR只有0.76、能量平衡残差Res为41.9 W·m^(-2),远未平衡.考虑CS贡献后,EBR增大至0.96、Res降低至10.4 W·m^(-2),地表能量接近闭合;(5)EBR与Res少量的未闭合部分可以非均匀地表产生的垂直感热平流解释.结果表明,CS大幅提高了地表能量的闭合水平,它是实现地表能量平衡的关键因素之一,是产生地表能量不平衡的最重要原因之一,应该在涡动相关法中考虑CS的贡献.

关键词：地表能量不平衡相干结构涡动相关法

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河西走廊不同强度槽型沙尘暴垂直动量传输特征分析

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地球科学进展 2022年第9期37卷 925-936页

作者：张春燕李岩瑛马幸蔚李晓京聂鑫武威市气象局甘肃武威733000 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020

利用河西走廊13个气象站逐时地面气象观测资料和MICAPS高低空资料,对该区2010年4月24~25日、2014年4月23~24日和2018年4月4日3次不同强度槽型沙尘暴过程垂直动量特征进行诊断分析,得到槽型沙尘暴的垂直动量传输特征,更好地为槽型沙尘暴... 详细信息

利用河西走廊13个气象站逐时地面气象观测资料和MICAPS高低空资料,对该区2010年4月24~25日、2014年4月23~24日和2018年4月4日3次不同强度槽型沙尘暴过程垂直动量特征进行诊断分析,得到槽型沙尘暴的垂直动量传输特征,更好地为槽型沙尘暴的精细化网格预报预警提供有力技术支撑,增强大风强沙尘暴的防灾减灾能力。结果表明:300 hPa极锋急流是造成河西走廊地区槽型沙尘暴的主要高空动力系统,大风沙尘暴出现在高空偏西风急流(≥32 m/s)、中空急流(≥20 m/s)和低空急流(≥12 m/s)附近。沙尘暴前期,近地层大气干热,当高空冷空气侵入,与中低层暖空气进行剧烈交换,在边界层形成不稳定层结;高空槽后冷空气下沉(冷平流中心强度小于等于-10×10^(-5)K/s),将强风迅速向下传递到地面产生大风;槽前高空急流加强垂直动力抽吸,深厚的辐合辐散区与地面冷锋增强上升运动,最大上升速度位于500 hPa,强度小于等于-30×10^(-5)Pa/s。沙尘暴区距离高空急流轴中心位置越近,辐合辐散中心差值越大、垂直距离越近,辐合中心位置越低,对流性不稳定层结越厚、所处高度越低,冷平流中心强度越强,最大上升速度区与冷平流中心距离越近,沙尘暴强度越强、持续时间越长;300 hPa高空急流轴中心控制河西走廊地区的范围越广,沙尘暴出现范围越大。

关键词：河西走廊槽型沙尘暴高低空急流垂直动量传输

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