检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学学报 2025年第1期48卷 136-151页

作者：李厚凝李昕李煜斌吴泓曾明剑中国气象科学研究院北京100081 中国气象科学研究院-江苏省气象局南京气象科技创新研究院江苏南京210041 江苏省强对流灾害风险预警重点实验室/中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

利用2019年7—10月江苏盐城5个站点的旋翼无人机观测资料,对夏季对流天气发生前的大气边界层特征进行分析。选取ERA5和L波段雷达探空对旋翼无人机观测的温度、湿度和风场数据进行了观测偏差和误差的定量化估计。结果表明,在不同高度层,... 详细信息

利用2019年7—10月江苏盐城5个站点的旋翼无人机观测资料,对夏季对流天气发生前的大气边界层特征进行分析。选取ERA5和L波段雷达探空对旋翼无人机观测的温度、湿度和风场数据进行了观测偏差和误差的定量化估计。结果表明,在不同高度层,无人机观测温度与探空观测的平均偏差为-0.2~0.02℃,观测误差为0.44~0.59℃;相对湿度与ERA5的平均偏差为1.27%~7.14%,观测误差为7.14%~10.71%;风速、风向与探空观测的平均偏差分别为0.40~1.34 m/s和-3.87°~4.98°,观测误差分别为1.24~1.62 m/s和10.50°~23.96°。各变量同两个参考数据集具有较好的一致性,数据准确度满足边界层分析要求。针对3类不同天气背景下的夏季对流天气过程进行了边界层特征分析,无人机观测揭示了重要的信息:对于非天气尺度强迫的弱降水个例,无人机观测捕捉到了降水前边界层顶逆温层高度变化和局地风场辐合,边界层内的状态变化解释了弱降水成因;对于天气尺度强迫且主导系统位置稳定的降水个例,降水由大尺度低层不稳定导致,边界层特征呈现出对大尺度强迫的响应;对于天气尺度强迫且系统快速移动的降水个例,因平流引起边界层内气象要素迅速变化,边界层高度由于冷空气入侵急剧下降,近地层出现风向与主导系统移动方向一致的风速大值区。

关键词：无人机观测对流天气过程边界层观测特征

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机载通量观测系统在芦苇湿地CO2通量观测中的应用

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应用生态学报 2025年第04期 1189-1196页

作者：蒋晓雯周广胜宋兴阳中国气象科学研究院灾害天气科学与技术全国重点实验室/河北固城农业气象国家野外科学观测研究站南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象科学研究院-郑州大学生态气象联合实验室

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度... 详细信息

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度相关系统的碳通量对比观测结果，评估了该系统的观测准确性。结果表明：机载通量观测系统能够很好地监测生态系统碳通量，其观测的碳通量源区与涡度相关系统基本一致，半小时生态系统碳通量与涡度相关系统的观测结果显著相关，相关系数达到0.889,均方根误差为0.881。研究结果为机载通量观测系统观测不同类型生态系统-大气通量交换提供了科学依据。

关键词：机载通量通量观测机载通量观测系统芦苇湿地净生态系统CO2交换

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基于自持电中性闪电放电参数化模型研究云闪通道中沉积电荷的变化特征

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气象学报 2025年第1期83卷 129-141页

作者：唐渤谭涌波郑天雪张袁瞰南京信息工程大学应急管理学院南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开发实验室南京210041

闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模... 详细信息

闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模拟多次云闪并从中选取一次典型个例,分析该云闪通道内电荷的变化特征及其影响因素,结果如下:正、负先导通道形成时,通道内会沉积一定量的初始电荷;后继分支延伸时,之前的通道会沉积来自后继分支的异极性电荷,通道内初始电荷会不断被中和,部分通道的电荷极性会发生变化;通道熄灭或后继分支停止延伸时,通道内电荷不再变化;再击穿过程发生时,截止通道内的异极性电荷会显著减少,再次激活的通道内的异极性电荷会显著增多。研究表明:先导通道内的电荷变化与通道自身的状态以及后继分支的延伸状况有关;通道电荷变化幅度与通道初始电荷量以及后继分支的活跃程度呈正相关,而通道的初始电荷量与通道首次击穿电场呈正相关。此外,在正、负先导极性不对称的影响下,云闪起始点倾向于沉积更多正电荷。

关键词：雷电物理学闪电参数化通道电荷云闪起始点再击穿过程

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排放物气候效应指标GWP和GTP的研究进展

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气候变化研究进展 2025年第1期21卷 69-77页

作者：陈琪张华柳丽婷王秋艳周喜讯谢冰中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学南京210044 近地面探测技术重点实验室无锡241035 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081

衡量排放物气候效应的指标有两种最为常见:全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP)。这些指标是制定排放政策的基本科学依据,对制造业和相关经济部门的政策制定者有重要的参考价值,同时对理解排放和减排水平对过去和未来气候变化的定量... 详细信息

衡量排放物气候效应的指标有两种最为常见:全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP)。这些指标是制定排放政策的基本科学依据,对制造业和相关经济部门的政策制定者有重要的参考价值,同时对理解排放和减排水平对过去和未来气候变化的定量影响有重要的科学意义。文中围绕IPCC第五和第六次评估报告针对GWP和GTP的讨论,对排放物气候效应指标的基本概念及其30余年的发展史进行了综述,详细介绍了常见排放物气候效应指标GWP和GTP的概念和算法,并系统分析了两者的区别和适用性。GTP与全球平均地表气温变化的关系更密切,因此在评估温室气体对地表气温的影响方面具有潜在优势。然而,GTP也存在一些不确定性,例如气候敏感性因素的影响、地球系统中的热交换以及目标时间点的选择。此外,还介绍了一些新的排放物气候效应指标,并探讨了排放物气候效应指标未来的发展方向。

关键词：排放物气候效应指标全球增温潜能(GWP) 全球温变潜能(GTP)

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基于罗氏线圈和CEEMDAN的雷电流波形测量方法

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电子测量与仪器学报 2025年第2期39卷 102-112页

作者：徐伟李想王学孟刘岩南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 广州市气象公共服务中心广州511400 中国气象局交通气象重点开放实验室南京气象科技创新研究院南京210041 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速... 详细信息

浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速模数转换器和现场可编程门阵列(FPGA)等组成的雷电流波形测量系统。FPGA完成采集信号的处理、数据的缓存发送以及雷击计数等功能。通过差分电路和自适应噪声完备集合经验模态分解相结合的方法减小噪声对雷电流波形的影响,采用阈值与斜率联合触发方式,提高雷电流冲击次数计数的准确度。利用雷电防护实验室的雷电流组合波发生器对系统和去噪方法进行了实验测试,结果表明,系统能完整精确地记录雷电流波形,峰值1~10 kA范围内雷电流采集无漏触发现象,峰值的最大测量误差为1.27%,半峰值到达时间的测量误差≤0.2μs,前峰平均坡度测量误差≤2.04%。系统将推动浪涌保护器的智能化发展,并为雷电研究提供数据支撑。

关键词：浪涌保护器雷电流罗氏线圈 FPGA CEEMDAN

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再分析降水数据ERA5在江淮流域的精确性评估

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水电能源科学 2025年第2期43卷 38-43页

作者：庄诚滑申冰刘晓琳姚德贵李哲朱德华南京信息工程大学江苏南京210044 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450000

基于江淮流域1961~2018年71个地面站点逐日降水资料,对再分析降水数据ERA5进行性能评估。结果表明,ERA5对雨日的探测能力良好,其中年尺度的探测性能优于季尺度,季尺度的探测性能优于月尺度。在各个尺度上,公正先兆评分均大于0,说明ERA5... 详细信息

基于江淮流域1961~2018年71个地面站点逐日降水资料,对再分析降水数据ERA5进行性能评估。结果表明,ERA5对雨日的探测能力良好,其中年尺度的探测性能优于季尺度,季尺度的探测性能优于月尺度。在各个尺度上,公正先兆评分均大于0,说明ERA5对雨日的预报是成功的;ERA5可以重现逐月、逐季和年尺度的降水量,且在各个尺度上都存在高估多于低估的情况,并且线性关系良好;ERA5的年降水总量、最大5 d降水量、异常降水总量和极端降水总量在2000年之前先是被高估,后来逐渐演变为被低估,且低估值越来越大;最大1 d降水量则一直被低估,且低估值越来越大。

关键词： ERA5 极端降水性能评估指标江淮流域

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融合时空重构单元和Transformer的雷达回波外推算法

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：方巍王淏西南京信息工程大学计算机学院南京信息工程大学软件学院中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室中国气象局武汉暴雨研究所中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离... 详细信息

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离、变换和重构的策略来提取雷达图像精细化时空特征;其次,在编码器和解码器之间引入Transformer的变体架构模型Poolformer,用全局平均池化操作代替自注意力机制,帮助模型对高度动态变化的雷达序列进行建模;最后,在江苏省气象雷达数据集和上海市气象雷达数据集上训练和测试,与目前主流的深度学习模型进行对比。在2 h外推任务中,CSI、FAR、MSE和SSIM 4个指标均取得最优值,在江苏数据集上CSI提升了0.020,上海数据集上CSI提升了0.048。实验结果表明:SRU-Former能够有效提升模型的预报准确率,外推后期对强回波区域的捕捉更加精确,细节纹理更加丰富清晰。

关键词：深度学习雷达回波外推 Transformer 时空重构单元全局平均池化

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调控领域人工智能应用的高复用性验证平台

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中国电力 2025年第3期58卷 142-150页

作者：高志远庄卫金李峰于芳张鸿王艳夏旻中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏南京210003 江苏省大数据分析技术重点实验室(南京信息工程大学) 江苏南京210044

近年来,电网调控领域智能化发展趋势明显,但由于人工智能(artificial intelligence,AI)技术本身的黑盒性质,正确性和可靠性验证问题日渐重要,能够支持各种不同人工智能模型验证的复用性支持平台尤为重要。通过对验证需求和问题的分析,... 详细信息

近年来,电网调控领域智能化发展趋势明显,但由于人工智能(artificial intelligence,AI)技术本身的黑盒性质,正确性和可靠性验证问题日渐重要,能够支持各种不同人工智能模型验证的复用性支持平台尤为重要。通过对验证需求和问题的分析,提出一种包含基础设施、平台服务和应用服务的3层验证平台架构,分析了该架构下AI模型验证的运行模式,开展了案例和样本复用、容器化和镜像、多框架和算法集成等关键技术研究,并进行了开发和实施。该平台实现了算力和数据资源的统一管理和复用、兼容支持多种不同AI框架和算法库、验证场景的动态生成等,为后续调控领域人工智能技术推广应用奠定了基础。

关键词：电网调控人工智能机器学习新型电力系统信息通信技术能量管理系统

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基于多层感知机模型的长三角水稻种植区净生态系统碳通量模拟

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高原气象 2025年第1期44卷 191-200页

作者：席闻阳何建军王智麟郭立峰李亚荣中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局大气化学重点开放实验室北京200081 海南大学海洋科学与工程学院海南海口570228 南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的... 详细信息

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的相关性最强,其次与湿度相关参量(饱和水汽压差、相对湿度)等呈现较强的相关性。同时,NEE与太阳辐射、气温、湿度因子、风速和摩擦速度的相关性呈现明显的昼夜变化。基于上述分析,本文利用NEE和气象观测数据构建了长三角水稻下垫面多层感知机(Multilayer perceptron,MLP)NEE模拟模型,评估了模型的模拟效果及其时空稳定性。构建的MLP模型能较好地拟合NEE,训练集模拟的NEE与观测值的相关系数达到0.88,均方根误差为5.34μmol·m^(-2)·s^(-1);MLP模型在模拟长三角水稻季NEE时表现良好,在东台和寿县站点的模拟NEE结果与观测值的相关系数均高于0.78,模型具有较好的时空稳定性;MLP模型模拟白天平均NEE的效果好于夜间平均NEE的效果。研究结果揭示了影响水稻碳循环的主要气象因子,为认识长三角水稻种植区碳循环时空分布特征提供支撑,对准确评估全球和区域碳通量具有重要意义。

关键词：机器学习 MLP模型 NEE 长江三角洲地区水稻种植区

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华北平原一次大气涌及其对夜间对流的影响

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应用气象学报 2025年第2期36卷 178-189页

作者：姚安琪陈起英华维成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原... 详细信息

大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原东部的对流过程进行观测分析,并使用CMA-MESO业务模式(水平分辨率为1km)进行数值模拟和诊断。结果表明:对流产生的密度流侵入夜间稳定边界层触发大气涌。根据线性波理论,由稳定度项和风速曲率项共同定义的斯科勒参数表征了大气对重力波的捕获能力。研究过程中,夜间低空急流产生的垂直切变使斯科勒参数在500~1100m高度范围内随高度递减,这一变化表明该高度层形成有利于大气涌能量集中和水平传播的波导结构,有利于大气涌的维持和传播,使其持续约3h。大气涌经过后,夜间大气稳定度降低,对流有效位能约增加270J·kg^(-1),对流抑制能量约降低100J·kg^(-1)。大气涌比对流系统的传播速度更快,通过垂直抬升减弱逆温覆盖,将底层水汽向上输送,触发了新的对流单体,新对流单体与原对流系统合并,使此次夜间对流增强并维持。

关键词：华北平原夜间对流大气涌 CMA-MESO

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