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高原气象 2021年第4期40卷 724-736页

作者：熊安元冯爱霞高梅高峰张志强何文春马伟强孙方林张文华刘娜赵煜飞刘媛媛陈东辉杨和平杨笛国家气象信息中心资料服务室北京100081 中国气象科学研究院人工智能气象应用研究所北京100081 国家气象信息中心系统工程室北京100081 中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000

观测资料匮乏是制约青藏高原地球科学问题深入研究的关键因素。中国气象局国家气象信息中心联合中国气象科学研究院、中国科学院青藏高原研究所和西北生态环境资源研究院对近几十年来我国青藏高原区域的地气系统的大气和陆面观测资料及... 详细信息

观测资料匮乏是制约青藏高原地球科学问题深入研究的关键因素。中国气象局国家气象信息中心联合中国气象科学研究院、中国科学院青藏高原研究所和西北生态环境资源研究院对近几十年来我国青藏高原区域的地气系统的大气和陆面观测资料及相关分析产品进行了整合集成,获得了高原区域长年代、多要素的地气系统综合气象数据,研发了综合气象数据库及其数据共享平台。本文系统介绍了相关科学数据的观测及数据情况,包括中国气象局长期业务观测数据、历次青藏高原大气科学试验数据、中国科学院部分野外台站长期观测试验数据和一些科学研究项目的产出数据成果,描述了多种数据的标准化集成技术和成果,设计并发布了青藏高原地气系统多源信息共享平台,为研究和解决青藏高原地球科学问题提供宝贵的数据资源。

关键词：青藏高原地气系统气象数据共享平台

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基于风场季节变率的高原季风指数的定义及应用

基于风场季节变率的高原季风指数的定义及应用

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第33届中国气象学会年会

作者：张少波吕世华奥银焕马迪中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室中国科学院大学成都信息工程大学高原大气与环境四川省重点实验室

本文采用1979-2012年的ERA-interim再分析资料和地面降水同化资料,利用高原地区风场的变化特征,定义了一个新的基于风场标准化季节变率的高原季风指数IPM。与现有的季风指数IPM、IPM和IPM进行比较后,得到以下结论:各个指数均可反映高原... 详细信息

本文采用1979-2012年的ERA-interim再分析资料和地面降水同化资料,利用高原地区风场的变化特征,定义了一个新的基于风场标准化季节变率的高原季风指数IPM。与现有的季风指数IPM、IPM和IPM进行比较后,得到以下结论:各个指数均可反映高原地区的季风活动特征及其与高原及周边地区夏季降水的相关关系,IPM和IPM在高分辨率数据下的表现优于IPM和IPM,显著相关区域覆盖了高原大部分地区。相较于IPM,IPM的相关系数略低,但其在高原东南部地区更为显著,表明IPM能够更好的反映高原东南部地区的夏季降水。合成分析表明受高原热低压强度变化影响,在季风偏强年IPM和IPMxun的异常水汽辐合主要在高原中部,IPM则存在于高原各个地区,只有IPM的异常水汽辐合在高原东南部,从而有利于高原东南部的降水偏多。简言之,新定义的高原季风指数能够较好的表征高原季风与高原及其周边地区夏季降水的相关关系。对于高原地区降水,尤其是高原东南部人口相对密集地区的降水预测具有较好的指示意义。

关键词：高原季风季风指数降水标准化季节变率

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地壳中气体运动的大尺度特征

地壳中气体运动的大尺度特征

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第四届地球系统科学大会(CESS2016)

作者：高晓清汤懋苍郭维栋杨丽薇惠小英丁小谨中国科学院寒区旱区环境与工程研究所/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州 730000 南京大学大气科学学院南京 210093

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中国地区WRF动力降尺度的评估及陆面资料精度对模拟结果的影响

中国地区WRF动力降尺度的评估及陆面资料精度对模拟结果的影响

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第32届中国气象学会年会

作者：于丽娟余晔何建军尹承美济南市气象局中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室南开大学环境科学与工程学院

本文利用WRF模式对NCEP FNL分析资料进行动力降尺度研究中国区域气候特征,并利用站点观测资料评估FNL资料和WRF模拟结果的质量。比较了SRTM地形、2006年MODIS土地利用、基于2006年MODIS NDVI的植被覆盖度和HWSD土壤类型资料与WRF默认陆... 详细信息

本文利用WRF模式对NCEP FNL分析资料进行动力降尺度研究中国区域气候特征,并利用站点观测资料评估FNL资料和WRF模拟结果的质量。比较了SRTM地形、2006年MODIS土地利用、基于2006年MODIS NDVI的植被覆盖度和HWSD土壤类型资料与WRF默认陆面资料对WRF模拟结果的影响。FNL资料和WRF模拟结果都能准确的描述温度的空间分布特征,高精度的WRF模拟结果能更精确的反映地形、海陆分布、土地利用等下垫面特征对温度场的影响。采用高精度的陆面资料可以改进温度和降水的模拟。在长期的动力降尺度研究中,考虑下垫面(如土地利用和植被覆盖度)的年际变化可以提高降尺度数据的质量,进一步提高对区域气候和气候变化的认识。

关键词： WRF 动力降尺度陆面资料 SRTM HWSD 土地利用植被覆盖度

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次网格地形参数化对WRF模式在复杂地形区风场模拟的影响

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干旱气象 2016年第1期34卷 96-105,124页

作者：马晨晨余晔何建军陈星解晋中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站甘肃平凉744015 中国科学院大学北京100049 江苏连云港市气象局江苏连云港222006

黄土高原特殊的地形导致该地区风场特征复杂,本文以黄土高原为研究对象,通过3组数值模拟试验,探讨次网格地形参数化对WRF模式模拟近地面风场的影响。结果表明:地形越复杂,次网格地形标准差越大,WRF模式中离站点最近格点的海拔高度与站... 详细信息

黄土高原特殊的地形导致该地区风场特征复杂,本文以黄土高原为研究对象,通过3组数值模拟试验,探讨次网格地形参数化对WRF模式模拟近地面风场的影响。结果表明:地形越复杂,次网格地形标准差越大,WRF模式中离站点最近格点的海拔高度与站点实际海拔高度差异越大;研究时段内,若不考虑次网格地形影响,观测风速较小时,WRF会高估风速,而观测风速较大时,WRF则低估风速。在相对平坦的地区,模拟风速与观测风速之间的均方根误差较小,地形越复杂时,均方根误差越大。采用次网格参数化方案后,模式对风速的模拟有明显改进,认同指数、准确率、相关性等都有明显提高,模拟误差明显降低。3组试验均能模拟出风速的日变化,但不考虑次网格地形影响时,模拟的风速几乎是观测值的2倍,考虑次网格地形影响后,模拟的风速明显降低,其中Jimenez方案模拟的风速与观测值之间的偏差最小,能更好地描述风速的空间分布特征,而Mass方案仅降低了平原和山谷地区的风速却没有突出山区的高风速,对风速空间变化的模拟不如Jimenez方案。

关键词： WRF 黄土高原次网格地形风场

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我国东南沿海登陆台风闪电活动特征

我国东南沿海登陆台风闪电活动特征

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第32届中国气象学会年会

作者：温颖赵阳赵果孔祥贞张其林中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室中国科学院大学中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站南京信息工程大学大气物理学院

选取2008013年登陆我国东南沿海的台风,利用WWLLN闪电定位资料、热带气旋路径和强度资料、FY-2C卫星资料、LIS闪电探测资料、NCEP再分析资料和地面气象雷达资料,对台风闪电的时空分布和变化特征进行分析,特别是对不同路径台风在登陆前后... 详细信息

选取2008013年登陆我国东南沿海的台风,利用WWLLN闪电定位资料、热带气旋路径和强度资料、FY-2C卫星资料、LIS闪电探测资料、NCEP再分析资料和地面气象雷达资料,对台风闪电的时空分布和变化特征进行分析,特别是对不同路径台风在登陆前后,闪电活动的变化特征和差异做统计研究。结果表明,2008013年登陆我国东南沿海的台风中,中心区域的平均闪电密度较大,外雨带的平均闪电频数最多。强台风以上级别的台风中,中心区域闪电密度高于台风,外雨带的闪电频数低于台风,且强台风外雨带闪电的径向分布更为均匀。从登陆前后的平均闪电频数变化来看,西移路径台风中平均闪电频数整体减幅比增幅大,西北路径台风中整体减幅比增幅小。两种路径台风的中心区域闪电频数均减少,但内外雨带中闪电的径向变化有所差异。台湾岛地形可造成台风登陆后14040 km范围内闪电活动的明显增加,我国东南沿海地形可造成台风登陆后20000 km范围内闪电活动的增加,并且登陆大陆引起的闪电数量增加更多。在莫拉克的TD、TS和STS阶段,对流系统总体发展较高,闪电发生于TBB低值区(TBB≤210 K)。在台风阶段,中心区域开始出现少量闪电,发生闪电的TBB有所升高。闪电发生位置与中层平均相对湿度(60%0%)有关。莫拉克登陆福建过程中闪电数量比首次登陆台湾时少。两次登陆过程中,6 km高度上,面积较大的回波后侧或外侧观测到闪电发生,回波形成初期闪电数量较少,在面积和强度较稳定的时期闪电数量增加,并且闪电数量与回波的最大顶高正相关。闪电的发生受到台风自身垂直运动和地形抬升的共同影响,500 h Pa上气旋性风场流入垂直上升区后部的陆地观测到闪电密集区出现,而且垂直中心的位置与强度对闪电分布的位置与数量有明显影响。

关键词：登陆台风台风路径闪电 WWLLN TBB 雷达反射率

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青藏高原与黄土高原过渡区雷暴活动特征及东亚夏季风对其影响

青藏高原与黄土高原过渡区雷暴活动特征及东亚夏季风对其影响

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第一届中国大地测量和地球物理学学术大会

作者：李江林余晔中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州 730000 中国科学院平凉雷电与雹暴试验站甘肃平凉744015 中国科学院大学北京100049 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州 730000 中国科学院平凉雷电与雹暴试验站甘肃平凉744015

利用1951―2012年青藏高原与黄土高原过渡区54个站点雷暴日数资料，分季节统计了该地区雷暴发生日数的年际和季节变化特征及其对东亚季风的响应。结果表明，研究区夏季雷暴日数最多，春季次之，秋季较少，冬季几乎无雷暴发生。接近青藏... 详细信息

利用1951―2012年青藏高原与黄土高原过渡区54个站点雷暴日数资料，分季节统计了该地区雷暴发生日数的年际和季节变化特征及其对东亚季风的响应。结果表明，研究区夏季雷暴日数最多，春季次之，秋季较少，冬季几乎无雷暴发生。接近青藏高原的甘南地区年均雷暴日数最多，其次为祁连山东部的永登和乌鞘岭地区，靠近黄土高原地区的年均雷暴日数相对较少，研究区雷暴日总体呈下降趋势。夏季(6-8月)雷暴日数多年对应强夏季风年，雷暴日数少年对应弱夏季风年。东亚夏季风强年，研究区水汽通量明显偏大，西太平洋副热带高压西伸脊点位置偏东，新疆东侧和内蒙古西北侧500hPa高度场偏低，蒙古热低压处于发展阶段，这些特点都有利于强对流天气的产生;东亚夏季风弱年，情况则相反。小波分析结果表明夏季雷暴日数与东亚夏季风都存在着准30年的震荡周期。

关键词：青藏高原黄土高原雷暴日数东亚夏季风

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荒漠植物生理需水量及耗水规律研究

荒漠植物生理需水量及耗水规律研究

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生态文明建设中的植物学：现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会

作者：苏培玺周紫鹃张海娜李善家解婷婷中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

为了解荒漠植物的生理需水、生态耗水及其变化规律,探讨荒漠植物在夏季高温强光、冬季寒冷干燥和长年干旱胁迫下的耗水特征和用水策略,为荒漠生态系统保育和未来气候变化下的演替预测提供依据。2011—2012年,在我国西北河西走廊中部,黑... 详细信息

为了解荒漠植物的生理需水、生态耗水及其变化规律,探讨荒漠植物在夏季高温强光、冬季寒冷干燥和长年干旱胁迫下的耗水特征和用水策略,为荒漠生态系统保育和未来气候变化下的演替预测提供依据。2011—2012年,在我国西北河西走廊中部,黑河流域中、下游,分别选择灌木、小灌木、半灌木和草本等不同生活型典型荒漠植物,同时观测植物种为:梭梭、沙拐枣、泡泡刺、红砂、膜果麻黄、骆驼刺等6种,中游植物还有:河西沙拐枣、花棒、柠条、狭叶锦鸡儿、中麻黄、珍珠、紫菀木、籽蒿、黄花补血草、圆柱披碱草等,下游植物还有:胡杨、沙枣、多枝柽柳、小果白刺、黑果枸杞、沙蒿、木地肤、花花柴、骆驼蓬、骆驼蒿、盐爪爪、苦豆子、芨芨草、沙生冰草等。建立Lysimeter实验观测场,分土壤含水量为田间持水量的50%(SF50%)和20%(SF20%)两种水分条件,2年同步进行相同植物种和不同典型种的实验观测。结果表明,同一区域不同荒漠植物的生理需水量和总耗水量没有显著差异(P>0.05)。在SF50%下,中游荒漠植物的平均生理需水量为231.0mm,平均生态耗水量为462.2mm,总耗水量为693.2mm,即生理需水量占总耗水量的1/3,生态耗水量占2/3;下游荒漠植物的生理需水量为150.7mm,生态耗水量为547.9mm,总耗水量为698.6mm,即生理需水量占总耗水量的22%,生态耗水量占78%。在SF20%下,中游荒漠植物的生理需水量为130.1mm,生态耗水量为177.7mm,总耗水量为307.8mm;下游荒漠植物的生理需水量为143.1mm,生态耗水量为201.5mm,总耗水量为344.6mm;中、下游荒漠植物都得出,生理需水量占总耗水量的42%,生态耗水量占58%。荒漠植物生理需水特征系数正常生长发育时是0.2,水分干旱胁迫时是0.1;总耗水特征系数正常生长发育时是0.5,水分胁迫时是0.2～0.4。研究表明,黑河流域荒漠植物正常生长发育的生理需水和生态耗水,即总需水量为690～700mm,省水生长发育的需水量为310～340mm,临界需水量为130～140mm。荒漠植物在总耗水量中,生理需水量占1/3,小于或者大于此值,植物就处于干旱胁迫状态。荒漠植物生理需水量随土壤湿度增加而增加,随空气湿度增加而减小;减少土壤含水量,使植物处于水分胁迫状态,生理需水量基本不变,但土壤蒸发量和总耗水量显著减少。

关键词：生理需水生态耗水耗水量植物蒸腾土壤蒸发蒸散量

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基于地基微波辐射计(ELBARA-Ⅲ,L波段)的亮温模拟和土壤湿度反演研究进展

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高原气象 2021年第6期40卷 1337-1346页

作者：文军苏中波王欣郑东海吕少宁曾亦键刘蓉张堂堂王作亮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四川成都610225 荷兰特文特大学地球信息科学与地球观测学院荷兰恩施赫德7500AE 中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原研究所北京100101 复旦大学大气与海洋科学系大气科学研究院上海200438

土壤湿度是陆面过程中最为关键的参量之一。微波遥感是反演土壤湿度主要手段,微波辐射具有较强的穿透深度,时间分辨率高且空间覆盖广,微波遥感反演土壤湿度模型具有较完整的物理基础,但对土壤冻融过程土壤含冰量和土壤含水量的解析不够... 详细信息

土壤湿度是陆面过程中最为关键的参量之一。微波遥感是反演土壤湿度主要手段,微波辐射具有较强的穿透深度,时间分辨率高且空间覆盖广,微波遥感反演土壤湿度模型具有较完整的物理基础,但对土壤冻融过程土壤含冰量和土壤含水量的解析不够准确。这使得开展地基微波遥感土壤湿度观测试验研究具有非常重要的科学意义和应用价值。本文介绍了目前依托中国科学院若尔盖高原湿地生态系统研究站玛曲观测场开展的地基微波遥感土壤湿度观测试验和建立的地基微波辐射计(ELBARA-Ⅲ,L波段)黄河源地表亮温观测数据集(2016-2019),并详细介绍了地基微波辐射计和涡动协方差通量观测系统的各种参数和配置,介绍了其观测数据,回顾了利用本观测试验数据集开展的亮度温度模拟和土壤湿度反演相关研究成果。最后,基于地基微波辐射计及其附属观测数据的广泛应用,展望了利用地基微波辐射计观测数据在未来土壤湿度反演和相关研究中的应用前景。

关键词：青藏高原地基微波辐射计(ELBARA-Ⅲ L波段) 亮度温度土壤湿度

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黑碳-硫酸盐混合气溶胶的辐射特性分析

黑碳-硫酸盐混合气溶胶的辐射特性分析

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2011年第二十八届中国气象学会年会

作者：郝丽杨文吴统文赵剑琦石广玉谭燕中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州 730000 陕西省气候中心西安 710015 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州 730000 中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室北京 100081 中国科学院大气物理研究所北京 100029 四川省西昌市凉山州气象局四川西昌 615000

利用米散射理论、外混合模型、均匀球模型和分层球模型考察了黑碳和硫酸盐的混合气溶胶粒子在内外混合状态下的辐射特性，据此分析了混合方式、容积含量和粒径对辐射特性的影响。结果表明：单次散射反照率和吸收效率因子对黑碳含量和混... 详细信息

利用米散射理论、外混合模型、均匀球模型和分层球模型考察了黑碳和硫酸盐的混合气溶胶粒子在内外混合状态下的辐射特性，据此分析了混合方式、容积含量和粒径对辐射特性的影响。结果表明：单次散射反照率和吸收效率因子对黑碳含量和混合方式很敏感，非对称因子和散射效率因子对两者的变化较敏感，消光系数（消光效率因子）对两者的变化不敏感。均匀混合的吸收最大，壳－核模型次之，外混合的吸收最小。壳核模型中黑碳为核的分层球模型的吸收大于黑碳为壳的分层球模型。小粒子的辐射特性对粒径的变化很敏感，大粒子的辐射特性对粒径的变化不是很敏感。

关键词：黑碳-硫酸盐混合气溶胶内外混合模型辐射特性

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