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光学学报 2025年第6期 9-23页

作者：黄忠伟姬源宗王雍恺周天李武仁霍雪飞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大学西部生态安全省部共建协同创新中心

生物气溶胶作为大气中的重要组分，对区域气候、环境以及人类健康均具有显著影响。近年来，先进光学技术在生物气溶胶监测方面具有独特的优势，已被广泛应用于环境中细菌、花粉、病毒等生物气溶胶的实时探测。总结了国内外用于探测生物... 详细信息

生物气溶胶作为大气中的重要组分，对区域气候、环境以及人类健康均具有显著影响。近年来，先进光学技术在生物气溶胶监测方面具有独特的优势，已被广泛应用于环境中细菌、花粉、病毒等生物气溶胶的实时探测。总结了国内外用于探测生物气溶胶数浓度、活性、大小与种类的典型光学手段，例如荧光散射、拉曼散射、质谱分析等，内容主要包括这些技术的探测原理、优缺点以及研究进展，最后给出了今后光学技术在生物气溶胶探测领域的发展趋势，为生物气溶胶前沿研究与业务应用提供参考。

关键词：生物气溶胶荧光散射拉曼散射质谱分析生物三磷酸腺苷自发荧光

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非洲沙尘东传的规律及其气候环境效应

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地球科学进展 2025年第1期40卷 1-14页

作者：黄忠伟刘千滔董青青胡志远张笑琳李正鹏王雍恺兰州大学大气科学学院教育部干旱气候变化重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学西部生态安全省部协同创新中心甘肃兰州730000 中山大学大气科学学院广东珠海519082 英国帝国理工学院英国伦敦SW72AZ

非洲撒哈拉沙漠作为世界最大的沙漠地区,排放的沙尘占全球沙尘总量的50%~60%,对区域乃至全球气候、环境和生态系统均有重要影响。长期以来,国内外学者研究发现撒哈拉沙尘存在2条主要传输路径:向西跨越北大西洋抵达北美,或向北传输至欧... 详细信息

非洲撒哈拉沙漠作为世界最大的沙漠地区,排放的沙尘占全球沙尘总量的50%~60%,对区域乃至全球气候、环境和生态系统均有重要影响。长期以来,国内外学者研究发现撒哈拉沙尘存在2条主要传输路径:向西跨越北大西洋抵达北美,或向北传输至欧洲大陆。近年来,部分研究发现撒哈拉沙尘还可横跨中东、中亚向东远距离(近10000 km)跨境输送至东亚地区,这是撒哈拉沙尘的第3条传输路径。因此,主要总结了国内外对撒哈拉沙尘传输至东亚的规律及其影响的研究进展,包括撒哈拉沙尘理化特性、起沙机制、传输机理及气候环境效应等方面;未来需加强研究全球变暖下撒哈拉沙尘跨境东传机制及其气候环境生态效应。

关键词：撒哈拉沙尘东亚地区远距离传输气候环境效应

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人工智能技术在未来改进天气预报中的作用

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科学通报 2024年第17期69卷 2336-2343页

作者：黄建平陈斌西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000 兰州大学大气科学学院兰州730000

天气预报一直是一个复杂而充满挑战的领域.由于大气系统是高度非线性,即使极其微小的变化也可能对大气运动产生不可预知的扰动,这种大气中普遍存在的“蝴蝶效应”也正是天气预报的难点所在[1].长期以来,天气预报主要依赖于传统的数值天... 详细信息

天气预报一直是一个复杂而充满挑战的领域.由于大气系统是高度非线性,即使极其微小的变化也可能对大气运动产生不可预知的扰动,这种大气中普遍存在的“蝴蝶效应”也正是天气预报的难点所在[1].长期以来,天气预报主要依赖于传统的数值天气预报模型.随着具有非线性学习能力的深度学习技术的崛起,气象领域开始应用人工智能模型.人工智能(artificial intelligence,AI)模型在短时预报、气象图像处理以及气候模拟等在内的多个气象领域的应用均有重要的突破[2,3].

关键词：人工智能技术图像处理天气预报气象领域蝴蝶效应大气运动短时预报气候模拟

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古气候研究揭示两极冰盖不对称演化对全球气候的重大影响

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科学通报 2024年第36期69卷 5200-5202页

作者：黄建平兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000 兰州大学大气科学学院兰州730000

中更新世气候转型(the middle Pleistocene transition,MPT)是古气候研究领域中一个备受关注的前沿与重难点问题.该转型标志着全球古气候从对称的4万年周期波动转变为不对称的10万年周期,然而这一转变的机制至今成谜.中国科学院地球环... 详细信息

中更新世气候转型(the middle Pleistocene transition,MPT)是古气候研究领域中一个备受关注的前沿与重难点问题.该转型标志着全球古气候从对称的4万年周期波动转变为不对称的10万年周期,然而这一转变的机制至今成谜.中国科学院地球环境研究所安芷生院士团队联合国内外27位同行,近期于Science发表题为“南极冰盖生长触发中更新世气候转型”的研究论文[1],为揭开这一谜题提供了全新见解和数据支持.该研究系统性论述了两极冰盖的不对称演化在改变更新世气候周期性特征转型中的关键作用,阐明了地球系统中下垫面的变化如何影响冰期-间冰期旋回的动力学机制.相关成果不仅深化了我们对古气候变迁的理解,也为现代气候科学的研究提供了重要的启示和指导.

关键词：古气候研究中更新世气候转型全球气候南极冰盖现代气候动力学机制安芷生中国科学院

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气溶胶激光雷达的国内外研究进展与展望

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遥感学报 2022年第5期26卷 834-851页

作者：黄忠伟王雍恺闭建荣王天河李武仁李泽周天兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000 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

大气气溶胶具有显著的环境与气侯效应,而定量评估上述效应需要准确了解气溶胶物理化学光学性质的时空分布特征。过去几十年,激光雷达已被国内外学者广泛应用于气溶胶探测研究,主要依赖于其在探测范围、时空分辨率等方面具有独特的技术... 详细信息

大气气溶胶具有显著的环境与气侯效应,而定量评估上述效应需要准确了解气溶胶物理化学光学性质的时空分布特征。过去几十年,激光雷达已被国内外学者广泛应用于气溶胶探测研究,主要依赖于其在探测范围、时空分辨率等方面具有独特的技术优势。本文主要总结激光雷达在探测气溶胶方面的国内外研究进展,首先简要介绍可用于探测气溶胶的主要激光雷达类型,然后分别根据气溶胶大小、组分、浓度、形状、光学性质等关键信息介绍相关研究进展,最后进行总结并对气溶胶激光雷达发展进行了展望。

关键词：激光雷达气溶胶大气遥感遥感

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塔克拉玛干沙漠春季沙尘活动与西风急流位置变化的关系

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高原气象 2024年第6期43卷 1573-1585页

作者：何珊娟王天河谭睿琦张欣怡董元柱唐靖宜兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心甘肃兰州730000

基于1980-2020年MERRA-2再分析资料和气象站点沙尘日数资料,利用定义的西风急流位置指数挑选了春季各月急流位置显著变化的年份,通过对比分析急流偏北和偏南年沙尘混合比、沙尘日数和大气环流场的差异,初步揭示了西风急流位置变化对塔... 详细信息

基于1980-2020年MERRA-2再分析资料和气象站点沙尘日数资料,利用定义的西风急流位置指数挑选了春季各月急流位置显著变化的年份,通过对比分析急流偏北和偏南年沙尘混合比、沙尘日数和大气环流场的差异,初步揭示了西风急流位置变化对塔克拉玛干沙漠沙尘活动的影响。研究发现:(1)春季各月西风急流的位置随年份呈现很强的波动性,且不同月份年际变化趋势不同,其经向移动主要是由沙漠上空南北温度梯度的变化引起的;(2)春季塔克拉玛干沙漠沙尘活动与西风急流位置变化有显著的相关性,当急流北移(南移)时,大气柱各层沙尘混合比均有显著的增加(减少);(3)春季塔克拉玛干沙漠沙尘日数与西风急流的南北移动紧密关联,急流北移将导致春季各月浮尘、扬沙、沙尘暴平均日数增加;(4)伴随春季西风急流北移,青藏高原及塔克拉玛干区域中高层大气被异常反气旋主导,沙漠上空西风急流增强,动量下传增加,同时低层大气出现异常东风,地表风速增强,显著影响了塔克拉玛干沙漠腹地沙尘的排放和输送。

关键词：塔克拉玛干沙漠沙尘活动西风急流

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莫迪政府对国家情报系统的改革:重点、动因与启示

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情报杂志 2024年第8期43卷 1-7,17页

作者：张立辉兰州大学大气科学学院/西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000

[研究目的]莫迪政府上台以来,对印度的情报系统进行了大力度改革。随着中印关系的复杂程度不断加深,掌握其情报系统改革的新动向,对于现实决策有着重要意义。[研究方法]基于官方信息、新闻报道、智库报告及其他相关资料,梳理莫迪政府对... 详细信息

[研究目的]莫迪政府上台以来,对印度的情报系统进行了大力度改革。随着中印关系的复杂程度不断加深,掌握其情报系统改革的新动向,对于现实决策有着重要意义。[研究方法]基于官方信息、新闻报道、智库报告及其他相关资料,梳理莫迪政府对国家情报系统改革的重点与进展,结合相关情报分析理论与莫迪政府的情报实践,剖析莫迪政府对印度情报系统改革的动因、影响、局限及对中国的启示。[研究结论]研究发现,莫迪政府情报系统改革主要集中在机构优化、国际合作和提高科技水平三个方面,目的是扭转国家情报形象,服务安全决策,适应“大国战略”。改革后莫迪政府情报系统的效率得到了很大的提升,但也面临着机构冗杂和信息协调不足等问题。中国要充分吸收莫迪政府情报系统改革的经验与教训,进一步完善机构设置,推动情报系统法治化进程,提升其国际合作和科技水平。

关键词：莫迪政府大国战略情报系统改革国家安全印度

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水利、政治与区域社会——以民国鸳鸯池水库建设为中心

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近代史研究 2021年第5期 67-80,160,F0003页

作者：张景平兰州大学历史文化学院、西部生态安全省部共建协同创新中心

竣工于1947年的甘肃省金塔县鸳鸯池水库是中国第一座大型现代化土坝水库。鸳鸯池水库建设以解决由灌溉纠纷引发的区域社会危机为根本目标,而其立项并非一帆风顺,主事者最终依托民国政府的西北边疆政策与抗战时期对"团结后方"... 详细信息

竣工于1947年的甘肃省金塔县鸳鸯池水库是中国第一座大型现代化土坝水库。鸳鸯池水库建设以解决由灌溉纠纷引发的区域社会危机为根本目标,而其立项并非一帆风顺,主事者最终依托民国政府的西北边疆政策与抗战时期对"团结后方"的优先考量而获取了支持。水库施工环节,地方士绅阶层积极发挥自身在区域的重要影响力,形成以传统社会动员方式推动现代化水利工程施工的独特景观,体现出中国水利事业从传统向现代过渡的鲜明特点。水库建设过程中,技术人员推动建立流域协商机制与使工地管理文明化的一系列努力,对区域社会产生了远超灌溉效益之外的影响,在区域社会的现代化历程中起到了微妙作用。

关键词：水利史鸳鸯池水库张心一原素欣

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2021年“7·20”河南特大暴雨水汽输送特征

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 143-150页

作者：闫玮欧阳智王泳棋黄建平赵庆云兰州大学大气科学学院兰州730000 兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000

2021年7月20日河南郑州出现极端暴雨,降水量达624.1 mm,最大小时降水量201.9 mm,突破中国内地小时降水量历史极值.利用常规气象观测资料、再分析资料以及基于拉格朗日方法的水汽轨迹追踪模式,分析暴雨的水汽输送情况.结果表明,大尺度环... 详细信息

2021年7月20日河南郑州出现极端暴雨,降水量达624.1 mm,最大小时降水量201.9 mm,突破中国内地小时降水量历史极值.利用常规气象观测资料、再分析资料以及基于拉格朗日方法的水汽轨迹追踪模式,分析暴雨的水汽输送情况.结果表明,大尺度环流异常形成的持续偏东风和南风的水汽输送,导致河南大范围持续暴雨;持续存在的低涡是降水长时间持续的原因,同时高、低空环流系统配置,为暴雨发展提供有利条件;20日郑州南边界水汽输送的急剧增加,是造成极端暴雨的关键;暴雨水汽输送通道主要有700 hPa高度上来自南海的水汽贡献(61.0%)和太平洋通道(33.0%);850 hPa,来自太平洋的水汽贡献达82.3%,来自南海水汽贡献为17.7%.

关键词：极端暴雨水汽输送水汽收支拉格朗日方法

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沙尘气溶胶加热对深积云对流系统的影响

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 296-303页

作者：景治坤黄建平刘玉芝谢永坤兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000

基于动力模型,分析在水汽充足的深对流天气系统中沙尘气溶胶的加热作用及其对周围大气稳定性、积云对流及降水的影响.结果表明,沙尘气溶胶可在550 hPa对流层中层被输送至水汽充足的深积云对流系统中,其加热效应使大气温度升高,增强对流... 详细信息

基于动力模型,分析在水汽充足的深对流天气系统中沙尘气溶胶的加热作用及其对周围大气稳定性、积云对流及降水的影响.结果表明,沙尘气溶胶可在550 hPa对流层中层被输送至水汽充足的深积云对流系统中,其加热效应使大气温度升高,增强对流扰动的进一步发展,使得大气稳定性减弱,促进积云对流发展及其潜热释放;积云对流引起的对流加热与涡度混合,进一步增强垂直运动和积云对流发展;这种正反馈效应使整个深积云对流系统变得更加不稳定.正反馈强度随着扰动水平尺度的减小而增强,涡度混合引起的强垂直运动可将积云中的沙尘由低层向高层输送.当沙尘同时存在于550和950 hPa两个高度时,上、下两层的加热作用可共同加速深积云对流系统的不稳定化过程,其中上层沙尘的作用更显著.

关键词：沙尘气溶胶深积云对流加热作用不稳定增长率正反馈

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