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基于MIROC6模式探讨1850-2014年全球不同类型人为气溶胶的时空分布及辐射强迫

兰州大学学报（自然科学版） 2022年第1期58卷 111-117页

作者：毕鸿儒张越陈思宇汪志远赵丹杨耀先兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000 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兰州730000

利用海-气耦合全球气候模式MIROC6探讨1850-2014年人为气溶胶(AA)的时空分布及年际变化趋势,系统研究了近百年来AA辐射强迫对全球地表温度的影响.AA的大量排放导致近百年来全球年平均550 nm处AA光学厚度(A_(550))增加了50%,在欧洲中西... 详细信息

利用海-气耦合全球气候模式MIROC6探讨1850-2014年人为气溶胶(AA)的时空分布及年际变化趋势,系统研究了近百年来AA辐射强迫对全球地表温度的影响.AA的大量排放导致近百年来全球年平均550 nm处AA光学厚度(A_(550))增加了50%,在欧洲中西部、印度和中国东南部,A_(550)增长趋势分别为0.38、1.13和1.05/10 a.硫酸盐气溶胶和黑碳气溶胶主要分布于印度及中国东南部等地2014年硫酸盐气溶胶柱浓度在印度及中国东南部增长至40.63和36.97 mg/m^(2),相比于1850年分别增长了39.47和32.32 mg/m^(2).AA辐射强迫使全球大部分地区地表辐射冷却.20世纪末至21世纪初,大气层顶处的全球年平均AA辐射强迫为-0.82 W/m^(2);地表AA辐射强迫为-1.07 W/m^(2).AA辐射强迫导致全球地表温度降低0.05~0.12℃,部分抵消了由温室气体引起的增温效应.

关键词： CMIP6 人为气溶胶气溶胶辐射强迫气溶胶光学厚度地表温度

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1961—2010年青藏高原气候变化特征分析

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高原气象 2019年第5期38卷 911-919页

作者：徐丽娇胡泽勇赵亚楠洪潇宇赤峰市气象局内蒙古赤峰024000 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 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

利用1961-2010年青藏高原及其周边地区158个气象站温度(包括平均温度、最低和最高温度)、降水和风速资料,对青藏高原的气候变化特征进行了分析。结果表明:(1)1961-2010年青藏高原主体正在变暖变湿,但是高原东侧部分地区正在变暖变干,同... 详细信息

利用1961-2010年青藏高原及其周边地区158个气象站温度(包括平均温度、最低和最高温度)、降水和风速资料,对青藏高原的气候变化特征进行了分析。结果表明:(1)1961-2010年青藏高原主体正在变暖变湿,但是高原东侧部分地区正在变暖变干,同时高原整体风速都在减小。(2)升温主要是夜间的最低温度贡献的。不同地区升温速率有差异,中部地区高于东部地区;平均温度和最高温度分别在1994年和1997年发生突变,突变后升温速率明显加快;三种温度都存在准8年周期震荡,其他短周期及更长周期震荡表现不一致。(3)降水量空间分布上表现为从东南向西北逐级减少,并且出现过多次突变,突变时间分别为1965年、1977年和1995年,突变前后降水的变化速率明显不同,降水存在准4年和准10年周期震荡。风速存在18~20年周期震荡。(4)青藏高原平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第一载荷向量均表现出全区一致的正值,中心区位于94°E97°E一带,说明青藏高原腹地是平均温度、最低温度及最高温度变化最敏感的地区。(5)平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第二载荷向量大体表现出高原主体与东部以及北部边缘地带变化趋势相反,即高原主体升温(降温)时,东部及北部边缘地带是降温(升温)的。

关键词：青藏高原温度降水量风速

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光伏电站建设运行对气候环境的能量影响

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气象科技进展 2019年第2期9卷 71-77页

作者：李芬杨勇赵晋斌陈正洪高晓清申彦波上海电力学院电气工程学院上海200090 湖北省气象服务中心武汉430205 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兰州730000 中国气象局风能太阳能资源中心北京100081

大规模太阳能资源开发对于缓解能源和环境危机、应对全球气候变化具有重要的意义。目前全球光伏发电进入大规模、高速发展阶段,对国内外大规模光伏电站气候环境影响相关工作进行总结,并主要讨论了光伏电站相关能量回收与碳排放的现状与... 详细信息

大规模太阳能资源开发对于缓解能源和环境危机、应对全球气候变化具有重要的意义。目前全球光伏发电进入大规模、高速发展阶段,对国内外大规模光伏电站气候环境影响相关工作进行总结,并主要讨论了光伏电站相关能量回收与碳排放的现状与发展趋势、光伏电站近地辐射效应及热效应、局部气候效应及整体气候效应研究的相关问题。结论表明:光伏电站对碳排放与地表能量收支平衡有一定的影响,对相关地区地表辐射水平、温度状况具有调节作用,对荒漠地区的生态环境具有潜在的正面促进作用。当前国内相关研究不具备系统性,相关工作仍然需要进一步深入探索。

关键词：光伏电站气候影响碳排放生态环境

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稀疏植被地表分光辐射及其反照率特征研究

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太阳能学报 2017年第3期38卷 852-859页

作者：杨佳希李振朝韦志刚高晓清郑志远侯旭宏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兰州730030 中国科学院大学北京100049 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用2015年7~10月份敦煌老金矿稀疏植被下垫面地表分光辐射观测资料,分析该地区地表分光辐射及其地表反照率的变化特征。结果表明,2015年7~10月份,由于季节变化,地表长波辐射及分光辐射均呈下降趋势,地表长波辐射始终大于大气长波辐射... 详细信息

利用2015年7~10月份敦煌老金矿稀疏植被下垫面地表分光辐射观测资料,分析该地区地表分光辐射及其地表反照率的变化特征。结果表明,2015年7~10月份,由于季节变化,地表长波辐射及分光辐射均呈下降趋势,地表长波辐射始终大于大气长波辐射。晴天时各波段辐射最强,日变化呈光滑的正弦曲线,阴天辐照度有一定的减弱,日变化曲线呈锯齿型,雨天辐照度明显减弱。近红外、可见光和紫外辐射占总辐射的比例平均分别是0.535、0.420和0.045。各波段地表反照率日变化趋势基本一致,近红外波段反照率最高,依次分别为总辐射和可见光波段,紫外波段反照率最低,平均分别为0.26、0.22、0.19和0.08。地表反照率日变化不对称,早晨高于下午。不同天气的地表反照率也有区别,晴天和阴天的地表反照率变化相对平缓,且阴天大于晴天,雨天时地表反照率明显小于其他天气。

关键词：敦煌稀疏植被分光辐射地表反照率

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闪电初始预击穿过程辐射脉冲特征及电流模型

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应用气象学报 2017年第5期28卷 555-567页

作者：武斌张广庶文军张彤李亚珺王彦辉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兰州730000 中国科学院大学北京100049

利用2012年青海大通地区高精度闪电三维辐射源定位结果和宽带电场脉冲波形同步数据,基于3种改进的传输线模型和粒子群优化算法,拟合发生在不同距离上不同类型闪电初始预击穿过程的双极性脉冲波形结构,反演初始流光通道内电流波形和特征... 详细信息

利用2012年青海大通地区高精度闪电三维辐射源定位结果和宽带电场脉冲波形同步数据,基于3种改进的传输线模型和粒子群优化算法,拟合发生在不同距离上不同类型闪电初始预击穿过程的双极性脉冲波形结构,反演初始流光通道内电流波形和特征参数,对比分析3种模型对初始预击穿过程和梯级先导双极性脉冲波形的拟合效果,统计分析4类闪电初始预击穿脉冲的物理特征。结果表明:3种改进的传输线模型均能较好地拟合出双极性脉冲结构,且MTLE模型更合理。负地闪的初始预击穿过程和梯级先导过程呈现出相同的传输特征,即均以梯级形式发展,且拟合物理参量也较为接近。初始流光向上的路径长度大于初始流光向下的路径长度,初始流光向上击穿进入上部正电荷区的路径上中和的总电荷量和总垂直偶极矩远大于初始流光向下的路径上中和的总电荷量和总垂直偶极矩。

关键词：初始预击穿过程双极性脉冲结构拟合脉冲电流模型青藏高原

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雷暴系统影响下的黄土高原塬区微气象特征研究

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高原气象 2017年第2期36卷 384-394页

作者：张新科陈晋北余晔赵素平贾伟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兰州730000 中国科学院大学北京100049

利用2012年5—9月中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站的观测资料,对比分析了黄土高原塬区夏季发生的阵风雷暴、大风干雷暴和冰雹强降水雷暴过境期间近地层微气象特征。结果表明:雷暴系统过境前几小时近地层便出现较强上升气流,... 详细信息

利用2012年5—9月中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站的观测资料,对比分析了黄土高原塬区夏季发生的阵风雷暴、大风干雷暴和冰雹强降水雷暴过境期间近地层微气象特征。结果表明:雷暴系统过境前几小时近地层便出现较强上升气流,14 m高度30 min平均垂直速度可达0.25 m·s^(-1),这几乎比该区域无雷暴影响时的垂直速度大1~2个数量级。在雷暴系统过境期间,近地层气压迅速升高,气温急剧下降,上升气流变为下沉气流,14 m高度30 min平均垂直速度可达到-0.18 m·s^(-1)。同时,由于雷暴区与周围环境间存在极强的风速切变和温度切变,造成近地层湍流运动迅速发展,摩擦速度急剧增大,尤其大风和冰雹雷暴期间其值是中午摩擦速度的2倍以上。对湍流谱分析发现,雷暴影响期间湍流涡旋中大尺度涡旋能量显著增大,且此时大尺度涡旋对感热通量输送的贡献起到主导作用,这可能对雷暴系统的加强具有一定促进作用。

关键词：雷暴系统近地层垂直速度大尺度涡旋湍流输送

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基于MCI指标的甘肃省近50年干旱特征分析

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干旱地区农业研究 2017年第1期35卷 211-218页

作者：成青燕高晓清林纾赵红岩杨苏华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 西北区域气候中心甘肃兰州730020 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

基于甘肃省16个气象站1961—2010年改进气象干旱指标(MCI)对甘肃省近50年不同季节的干旱特征进行了统计分析。结果表明:春旱和夏旱发生频率最高,为55.4%和55.0%;秋旱发生频率最低,为41.1%;冬季干旱发生频率为46.3%。全省夏秋季易出现大... 详细信息

基于甘肃省16个气象站1961—2010年改进气象干旱指标(MCI)对甘肃省近50年不同季节的干旱特征进行了统计分析。结果表明:春旱和夏旱发生频率最高,为55.4%和55.0%;秋旱发生频率最低,为41.1%;冬季干旱发生频率为46.3%。全省夏秋季易出现大范围干旱,冬季较少。近50年来,干旱发生范围在全年各季节都有不同程度增加。春季各等级干旱发生天数均较高,且更容易发展成为重旱甚至特旱;夏季和冬季易发生大范围的轻旱和中旱,而严重干旱发生较少;秋季干旱发生日数最少,且干旱强度也最轻。总的来说,甘南地区干旱发生最少,而河西东部、陇中北部和陇南南部发生干旱较多。近50年,研究区干旱平均持续日数、发生干旱站次比以及干旱强度虽有不同程度增加或减少趋势,但变化并不显著。春季干旱强度最强,秋季最弱。干旱强度与无雨日数有显著负相关关系。

关键词：甘肃省 MCI指标干旱特征

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青藏高原季风对我国西北干旱区气候的影响

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气候与环境研究 2018年第3期23卷 311-320页

作者：荀学义胡泽勇崔桂凤张和平胡英华杨保成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兰州730000 内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 内蒙古自治区气象台呼和浩特010051 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 内蒙古呼和浩特市第十八中学呼和浩特010022 呼伦贝尔市气象局内蒙古自治区呼伦贝尔021008

基于ERA-Interim逐月再分析资料及同期高原和我国西北干旱区观测站温度与降水资料,分析高原季风与西北干旱区气候的关系,对比高原典型强弱季风年平均大尺度环流和水汽输送条件的差异,探讨高原强弱季风年西北干旱区气候差异形成的原因。... 详细信息

基于ERA-Interim逐月再分析资料及同期高原和我国西北干旱区观测站温度与降水资料,分析高原季风与西北干旱区气候的关系,对比高原典型强弱季风年平均大尺度环流和水汽输送条件的差异,探讨高原强弱季风年西北干旱区气候差异形成的原因。研究结果表明:高原季风与我国西北干旱区气候相关关系显著;高原强弱季风年对应的大尺度环流和垂直环流系统存在明显差异;水汽条件和抬升条件好坏与降水量多寡配合得较好,即强高原季风年,高原北部边缘水汽条件和抬升条件更有利于降水,而弱高原季风年,高原北部边缘水汽条件和抬升条件偏差,对应降水量较常年同期偏少。

关键词：高原季风西北干旱区环流系统水汽输送

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沙漠下垫面地面温度及能量收支的BATS模式参数化改进

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中国沙漠 2017年第4期37卷 749-754页

作者：马迪吕世华鲍艳奥银焕韩博赵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和气候变化重点实验室甘肃兰州730000 成都信息工程大学四川成都610225 南京信息工程大学江苏南京210044

利用陆面过程模式BATS,引入地表发射率及两种大气发射率参数化方案,同时引入不同的地表粗糙度参数化方案,对比各种参数化方案对沙漠下垫面地面温度及能量收支的模拟状况。结果表明:采用Van Bavel等发展的地表发射率及Chung等发展的大气... 详细信息

利用陆面过程模式BATS,引入地表发射率及两种大气发射率参数化方案,同时引入不同的地表粗糙度参数化方案,对比各种参数化方案对沙漠下垫面地面温度及能量收支的模拟状况。结果表明:采用Van Bavel等发展的地表发射率及Chung等发展的大气发射率方案可以明显改进地面温度及向上长波辐射的模拟,Chung等方案在夜间与正午的模拟效果更好,减小了1℃左右的地面温度模拟偏差,减小了10 W·m^(-2)左右的向上长波辐射模拟偏差。晴天地面温度及向上长波辐射的模拟结果优于阴天。利用Zhang等发展的裸土粗糙度参数化方案也会提高模式对地表感热通量模拟的准确性。

关键词：陆面过程模式发射率下垫面粗糙度地面温度能量收支

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黄河源区不同降雪年土壤冻融过程及其水热分布对比分析

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干旱区研究 2017年第4期34卷 906-911页

作者：边晴云吕世华文莉娟李照国陈世强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 中国科学院大学北京100049 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 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江苏南京210044

利用黄河源区鄂陵湖西侧野外观测站一个多雪年和一个少雪年的数据,对多雪年和少雪年土壤冻融过程及水热分布进行了对比分析。结果表明:黄河源区多雪年积雪集中时段1—3月气温明显偏低,分别比少雪年低3.04℃、3.15℃、3.58℃。多雪年1—... 详细信息

利用黄河源区鄂陵湖西侧野外观测站一个多雪年和一个少雪年的数据,对多雪年和少雪年土壤冻融过程及水热分布进行了对比分析。结果表明:黄河源区多雪年积雪集中时段1—3月气温明显偏低,分别比少雪年低3.04℃、3.15℃、3.58℃。多雪年1—3月地气间热交换明显弱于少雪年,且多雪年土壤由热源转为热汇的时间晚于少雪年。多雪年1月土壤净输出的热量少于少雪年1月,多雪年2—3月土壤净输出的热量多于少雪年2—3月,导致多雪年1月土壤温度高于少雪年各土层,而2—3月土壤温度明显低于少雪年,且多雪年1—3月土壤升温速度慢于少雪年,使得多雪年5~40 cm各土层土壤消融初日比少雪年分别晚24 d、23 d、11 d和12 d,从而导致多雪年土壤湿度增加晚于少雪年。

关键词：积雪冻融过程土壤温度土壤湿度土壤热通量黄河源区

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