检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2022年第35期67卷 4263-4280页

作者：蔡鸿泽王开存北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京大学城市与环境学院中法地球系统模拟国际联合中心北京100871

全球大气顶和地表能量平衡在地球气候变化中起到决定性作用.卫星云和地球辐射能量系统(Clouds and Earths Radiant Energy System, CERES)可以直接观测大气顶能量平衡各分量,地表能量平衡则需要借助卫星遥感反演和大气再分析进行估计.... 详细信息

全球大气顶和地表能量平衡在地球气候变化中起到决定性作用.卫星云和地球辐射能量系统(Clouds and Earths Radiant Energy System, CERES)可以直接观测大气顶能量平衡各分量,地表能量平衡则需要借助卫星遥感反演和大气再分析进行估计.已有研究需要对一些关键参数做人为调整,结果差异很大.基于高精度地基和卫星观测,评估了新一代大气再分析量化全球能量平衡的能力,基于2015~2020年6年平均,给出全球、陆地和海洋大气顶与地表辐射分量的最优估计,同时结合最新的全球降水测量计划(Global Precipitation Measurement, GPM)卫星产品给出地表潜热通量的最优估计.结果发现,新一代大气再分析对大气顶反射太阳辐射高估达8 Wm^(-2);对大气顶出射长波辐射也有10 Wm^(-2)的高估,这种高估在热带海洋上最为显著.欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析产品(ECMWF Reanalysis V5, ERA5)可以很好地再现大气顶能量不平衡量(1.1 Wm^(-2)),其他3个再分析的误差从-10.7~5.4 Wm^(-2)不等.地表入射太阳辐射的最优估计来自CERES卫星产品,为187 Wm^(-2);地表大气向下长波辐射的最优估计来自ERA5,为342 Wm^(-2).相对于最新的GPM降水产品,原有全球降水气候计划(Global Precipitation Climatology Project, GPCP)产品低估全球降水8.4%,主要因为其对海洋上空降水的明显低估.基于GPM降水产品以及入海径流的估计,得到全球、陆地和海洋上地表潜热通量的最优估计分别为8、41和101 Wm-2.本文根据验证结果,给出了地表能量平衡各分量的最优估计,实现了地表能量闭合,不再需要人为调整.

关键词：全球能量平衡地表能量平衡降水潜热通量大气再分析

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近期国际冰盖模式比较计划回顾及启示

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气候变化研究进展 2022年第4期18卷 509-515页

作者：张通赵励耘唐学远李大玮冷伟王玉哲效存德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 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 中国极地研究中心上海200136 上海交通大学海洋学院上海200030 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 山东师范大学地理与环境学院济南250014

南极冰盖和格陵兰冰盖是当代仅存的两大冰盖,其冰量分别约为58 m和7 m海平面当量。极地冰盖的质量变化对全球海平面上升和气候变化有着直接和间接的重要影响。建立可靠的大陆冰盖数值模式是定量研究冰盖动力过程的唯一有效手段。过去数... 详细信息

南极冰盖和格陵兰冰盖是当代仅存的两大冰盖,其冰量分别约为58 m和7 m海平面当量。极地冰盖的质量变化对全球海平面上升和气候变化有着直接和间接的重要影响。建立可靠的大陆冰盖数值模式是定量研究冰盖动力过程的唯一有效手段。过去数十年来,极地冰盖模式发展已经取得了长足的进步,但其内在的数值系统偏差是影响模式推广的重要限制因素。

关键词：格陵兰冰盖南极冰盖全球海平面上升气候变化大陆冰盖数值模式冰量系统偏差

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中国极地冰盖数值模拟研究进展

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冰川冻土 2022年第3期44卷 863-871页

作者：赵励耘唐学远张通冷伟艾松涛刘成彦王玉哲刘岩岳超北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 自然资源部极地科学重点实验室中国极地研究中心上海200136 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 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080 山东师范大学地理与环境学院山东济南250014

冰盖数值模拟是一种基于多源观测数据,通过构建并求解冰流动力学方程组,理解冰流运动物理机制以及诊断和预估其演化过程的方法,目前已被广泛应用于冰盖变化研究。本文简要介绍了极地冰盖数值模拟方法,归纳综述了近十余年我国学者在极地... 详细信息

冰盖数值模拟是一种基于多源观测数据,通过构建并求解冰流动力学方程组,理解冰流运动物理机制以及诊断和预估其演化过程的方法,目前已被广泛应用于冰盖变化研究。本文简要介绍了极地冰盖数值模拟方法,归纳综述了近十余年我国学者在极地冰盖数值模拟方面的研究进展,厘清我国在冰盖数值模拟领域遇到的瓶颈和关键问题。阐述了如何与我国的极地冰盖科考优势区域深度结合,协同多源强化观测和数值模拟,研发和改进冰盖模式,提高冰盖模拟能力,对定量估算极地冰盖的物质平衡及其对未来海平面上升的影响做出实质贡献。通过逐步发展冰盖模式的研究能力,有望将来在冰盖关键动力过程和机制的科学认识上有所突破。

关键词：极地冰盖数值模拟模式发展圈层耦合

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基于信息流理论的因果分析在辨析大西洋多年代际振荡物理机制中的应用

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大气科学 2019年第5期43卷 1081-1094页

作者：宫湛秋孙诚李建平冯娟谢飞杨韵薛佳庆北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室和全球变化与地球系统科学研究院北京100875 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266237 中国科学院大气物理研究所北京100029

大西洋多年代际振荡(AMO)是指发生在北大西洋的海表温度(SST)冷暖异常多年代际(50~80年)振荡的现象。通常AMO被认为是受大西洋经向翻转环流(AMOC)及其对应的海洋动力过程(经向热量输运)的影响。近年来有观点认为,AMO是大气随机热力强迫... 详细信息

大西洋多年代际振荡(AMO)是指发生在北大西洋的海表温度(SST)冷暖异常多年代际(50~80年)振荡的现象。通常AMO被认为是受大西洋经向翻转环流(AMOC)及其对应的海洋动力过程(经向热量输运)的影响。近年来有观点认为,AMO是大气随机热力强迫的产物,大气主导了海气间的热量交换进而影响AMO。弄清AMO和北大西洋海表热通量的因果关系是辨析AMO动力和热力驱动机制的关键。本文利用基于信息流理论的因果分析方法,研究了1880年以来观测的AMO与北大西洋海表热通量间的因果关系。结果表明,在多年代际尺度上,从AMO到海表热通量的信息流要远大于二者相反方向的信息流,这说明AMO是北大西洋海表热通量异常的因,海洋主导了海气间的热量交换。大气随机热力强迫机制无法解释AMO与热通量两者因果分析的结果。对泛大西洋地区的陆地气温和AMO指数进行分析,进一步表明由于海洋主导了海气热量交换,AMO的海温异常加热/冷却控制了绝大多数地区气温的多年代际变化。利用海温驱动的大气环流模式的模拟结果验证了AMO的海温异常对周边陆地气温强迫作用。本文的结果为辨析AMO的动力和热力驱动机制提供了新线索,进一步表明AMO并非是大气随机热力强迫的产物,海洋环流可能是AMO的主要驱动因子。

关键词： AMO(大西洋多年代际振荡) 信息流因果关系热通量陆地气温距平

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格陵兰冰盖监测、模拟及气候影响研究

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地球科学进展 2019年第8期34卷 781-786页

作者：效存德陈卓奇江利明丁明虎窦挺峰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 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学北京100049 中国气象科学研究院青藏高原与极地气象科学研究所北京100081

格陵兰冰盖是地球上两大仅存冰盖之一。随着气候变暖的加剧,格陵兰冰盖的消融及其对海平面上升的贡献成为国际上研究的热点问题。格陵兰冰盖全部融化将会导致全球海平面上升约7.3 m。然而,影响冰盖物质平衡变化的动力机制目前尚不清楚,... 详细信息

格陵兰冰盖是地球上两大仅存冰盖之一。随着气候变暖的加剧,格陵兰冰盖的消融及其对海平面上升的贡献成为国际上研究的热点问题。格陵兰冰盖全部融化将会导致全球海平面上升约7.3 m。然而,影响冰盖物质平衡变化的动力机制目前尚不清楚,是预测未来海平面上升最大的不确定性来源。针对格陵兰“冰盖—溢出冰川—海冰”系统的非稳定性关键过程开展监测与模拟研究,建立格陵兰“冰盖—溢出冰川—海冰”冰流系统的星—机—地一体化综合观测体系,支撑冰盖及其周边海冰数值模拟和影响研究,为在格陵兰地区开展长期监测和国际合作奠定基础;通过改进冰盖动力学模型,辅以冰芯古气候参数约束,降低预估海平面变化的不确定性;揭示冰盖周边海冰变化的驱动机制,侧重“西北航道”格陵兰西侧航段,对通航窗口期进行评估和预测,为加深对北极冰冻圈变化及影响的认识,服务“冰上丝绸之路”尤其是西北航道的安全航行与运营,以及为我国海岸带综合风险防范提供科学支撑。

关键词：格陵兰冰盖海冰星—机—地一体化综合观测体系海平面变化西北航道

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有色烟羽分析及可凝结颗粒物管控技术综述

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环境影响评价 2019年第3期41卷 6-10页

作者：高境赵传峰刘宇李雪晁榕珠中国环境科学研究院环境技术工程有限公司北京100012 仁博奇(北京)科技有限公司北京100019 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室全球变化与地球系统科学研究院北京100875 中国环境科学研究院北京100012 北京市生态环境局北京100048 中国石油大学(北京) 北京102249

通过对有色烟羽相关概念的探讨,揭示白烟与蓝烟主要组分间的差异,并重点分析蓝烟的主要组分可凝结颗粒物的特性。基于凝结核活化、增长和碰并沉降的自然机理,提出一种新的可凝结颗粒物去除技术,即云除技术。热力锅炉和电厂的实验测试表... 详细信息

通过对有色烟羽相关概念的探讨,揭示白烟与蓝烟主要组分间的差异,并重点分析蓝烟的主要组分可凝结颗粒物的特性。基于凝结核活化、增长和碰并沉降的自然机理,提出一种新的可凝结颗粒物去除技术,即云除技术。热力锅炉和电厂的实验测试表明,该云除技术能够有效地去除锅炉排放中的可凝结颗粒物,平均去除率接近70%。该技术对于重金属具有协同去除效应,其中对于重金属汞的去除率可达50%左右。对有色烟羽概念的探讨有助于更为清晰明确地认识和理解可凝结颗粒物,云除技术为电厂、钢厂和热力锅炉等多个行业可凝结颗粒物的管控提供了新的治理手段。

关键词：有色烟羽可凝结颗粒物云除技术白烟蓝烟

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京津冀地区气溶胶影响夏季降水日变化的观测研究

京津冀地区气溶胶影响夏季降水日变化的观测研究

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第35届中国气象学会年会

作者：周思媛杨静 Wei-Chyung Wang 赵传峰龚道溢史培军高妙妮北京师范大学地理科学学部减灾与应急管理研究院北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室纽约州立大学奥尔巴尼分校大气科学研究中心北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京师范大学系统科学学院

气溶胶对降水的影响被科学家们广泛关注。京津冀地区已成为我国气溶胶污染最严重的地区,但该地区气溶胶对降水日变化影响的观测研究比较缺乏。本研究基于11年高时空分辨率的降水资料和气象要素资料,通过比较干净站点日和污染站点日的降... 详细信息

气溶胶对降水的影响被科学家们广泛关注。京津冀地区已成为我国气溶胶污染最严重的地区,但该地区气溶胶对降水日变化影响的观测研究比较缺乏。本研究基于11年高时空分辨率的降水资料和气象要素资料,通过比较干净站点日和污染站点日的降水日变化特征和云等相关气象场的变化,识别不同污染条件下,降水以及其他相关气象场的日变化不同特征,并探讨气溶胶的直接效应与间接效应对降水日变化的可能影响。结果表明:在统一的气象背景场西南风环流下,京津冀地区污染情况下的大雨的峰值提前了4个小时左右,而小雨则推后了2-3个小时。进一步研究大雨在污染时的特征表明大雨开始时间提前以及持续时间增长。通过对大气动力场中垂直速度、大气稳定度和短波辐射加热的对比分析,推测吸收性气溶胶（黑碳）的直接效应加热了低层大气,使得中低对流层的大气稳定度降低,增强垂直对流运动,增加水汽输送,从而有利于大雨的提前发生。而通过宏观和微观云特性的分析,认为气溶胶间接效应在污染时水汽充足的条件下使云量增加,云水增多以及云有效半径增大,促进了云滴碰并增长,从而加快了降雨效率,促使降水提前到达峰值。

关键词：气溶胶降水日变化直接效应间接效应京津冀

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中国生猪生产所需耕地及影响因素分析

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干旱区资源与环境 2016年第7期30卷 14-18页

作者：刘晓磊孙润南胡科崔雪锋北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

中国的畜牧业正经历快速的增长来满足居民对更高品质食物的需求。猪肉作为中国居民消费的最主要畜产品的快速增长消耗大量的饲料粮,而这对中国耕地资源所带来的影响还没有被清晰地认识。文中基于生产法,使用社会统计数据,计算了2000年到... 详细信息

中国的畜牧业正经历快速的增长来满足居民对更高品质食物的需求。猪肉作为中国居民消费的最主要畜产品的快速增长消耗大量的饲料粮,而这对中国耕地资源所带来的影响还没有被清晰地认识。文中基于生产法,使用社会统计数据,计算了2000年到2012年生猪生产所需的耕地面积,并运用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)分析了生猪生产所需耕地的影响因素。结果显示:1)生猪生产所需的耕地由2001年的2.20×10~7hm^2上升到2.95×10~7hm^2,增长了33.9%,同时后期的增长速度更快,2012年生猪生产所需耕地相当于中国耕地总面积的21.8%;2)生猪单位胴体耗粮量的增加是主要原因,这同生产方式的变化密切相关,其次是消费量的增加,而人口的增长并不是导致生猪生产所需耕地增加的主要原因。文中的结果有助于处理中国有限的耕地资源和生猪生产快速发展的关系,促进生猪产业的可持续发展。

关键词：耕地需求量生猪生产规模化粮食安全

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考虑边界区域的地表覆盖分类精度评价方法

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中国科学：地球科学 2016年第11期46卷 1472-1481页

作者：刘梦曹鑫李阳陈晋陈学泓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 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

地表覆盖作为地表状况的直接反映,与全球物质能量循环、气候变化以及人类社会经济活动等密切相关.地表覆盖分类数据通常利用遥感图像进行分类得到,其数据质量对全球环境监测及其变化研究与决策支持等过程有重要的影响.因此,对分类结果... 详细信息

地表覆盖作为地表状况的直接反映,与全球物质能量循环、气候变化以及人类社会经济活动等密切相关.地表覆盖分类数据通常利用遥感图像进行分类得到,其数据质量对全球环境监测及其变化研究与决策支持等过程有重要的影响.因此,对分类结果进行精度评估是地表覆盖分类的重要步骤.由于影像上不同地物类型边界处往往存在较多的混合像元,使得分类时处于边界处的像元分类精度相对低于内部像元,直接导致了类内自身的分类精度异质性增大,分类精度评估的不稳定性也随之增大.本文基于传统的分层抽样(stratified sampling,SS),提出了一种考虑边界区域的分层抽样方法(stratified sampling considering edges,SSCE).理论推导及实验结果表明,SSCE对总体精度(overall accuracy,OA)和kappa估计的准确性和稳定性均优于SS方法,主要结论为:在样本点总数较少的情况下,SSCE对分类精度估计的准确性高于SS方法;在相同的容许误差下,SSCE方法所需的样本数小于SS方法;分类图像中类内边界区域与内部区域分类精度的差异越大、其面积比例越均衡,SSCE方法越能准确地进行精度估计.因此,本文提出的SSCE方法能够以更少的样本获取代价、更高的准确性和稳定性对地表覆盖数据进行分类精度的评估.

关键词：地表覆盖分类精度评估分层抽样边界区域内部区域

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中国生猪生产耗水及影响因素分析

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资源科学 2016年第1期38卷 110-118页

作者：刘晓磊栾一博胡科 Reshmita Nath 崔雪锋北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029

随着城市化的发展和人均收入的提高,中国居民对猪肉的需求日益增长。猪肉生产耗水量大,其包括饲料作物生长所消耗的水,也包括生猪生产过程所消耗的水。本文从生猪生产的角度计算了2001-2012年生猪生产耗水,结果表明生猪生产水足迹由200... 详细信息

随着城市化的发展和人均收入的提高,中国居民对猪肉的需求日益增长。猪肉生产耗水量大,其包括饲料作物生长所消耗的水,也包括生猪生产过程所消耗的水。本文从生猪生产的角度计算了2001-2012年生猪生产耗水,结果表明生猪生产水足迹由2001年的3.39m^3/kg下降到2012年的3.31m^3/kg,但生猪生产耗水却从2001年的1910亿m^3上升到2012年的2650亿m^3,增长了38.95%。运用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)对影响生猪生产耗水的因素进行了分析。在影响生猪生产耗水的3个因素中,人口的增长和猪肉消费量的增加导致生猪生产耗水的增加,而生猪生产水足迹的降低则会降低生猪生产耗水,三者中,猪肉消费量对生猪生产耗水的贡献最大。同时,农场耗水所占比例不断增加。本研究第一次揭示了长时间尺度,中国大、中、小规模化及散养养殖情况下,生猪生产水足迹的变化以及生产耗水。这有助于处理中国生猪产业的快速发展和耗水量不断增加的关系,促进生猪产业的可持续发展。

关键词：水足迹生猪生产规模化粮食安全

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