检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2024年第6期44卷 3517-3530页

作者：王欣玥张佳蕾侯雪伟吴儒鸿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气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081

本文采用地球系统模式,以未来碳中和排放清单和平流层示踪物O_(3)S为基础,揭示了未来对流层O_(3)及其前体物的变化特征及成因.研究结果表明:碳中和排放情景下,特别在冬春季节,全球范围内的NO_(x)人为排放和飞机排放量均显著降低,这使得... 详细信息

本文采用地球系统模式,以未来碳中和排放清单和平流层示踪物O_(3)S为基础,揭示了未来对流层O_(3)及其前体物的变化特征及成因.研究结果表明:碳中和排放情景下,特别在冬春季节,全球范围内的NO_(x)人为排放和飞机排放量均显著降低,这使得近地面NO_(x)浓度随之降低.NO_(x)作为对流层O_(3)的重要前体物之一,其浓度的剧烈减少使得近地层O_(3)浓度显著降低,但在中国东部地区,由于NO对O_(3)滴定作用的减弱,最终使得冬季近地面O_(3)呈现增加趋势;垂直方向上O_(3)浓度减少最为显著的区域集中在对流层顶附近,减少量达26×10^(-9)以上,且夏季最为显著,这主要与飞机排放减少导致的平流层O_(3)浓度降低有关.碳中和排放情景下平流层入侵对全球近地面O_(3)的平均贡献减少量在冬季最高,为1.7×10^(-9),夏季最低,为0.9×10^(-9);北半球平流层入侵贡献减少量最显著区域集中在高纬地区,达4×10^(-9).垂直方向上,平流层入侵贡献减少量随高度增加,在对流层上层,平流层的贡献量降低高达24×10^(-9)以上,且冬季最强.总之,碳中和排放情景下地表人为排放及飞机排放的改变对全球O_(3)污染有很好的减轻作用,平流层贡献量的降低对未来O_(3)浓度的变化也有重要贡献.

关键词：碳中和排放情景对流层臭氧人为排放 CESM2 平流层贡献

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一次对流过程对气溶胶清除和再生过程的影响

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中国环境科学 2022年第2期42卷 539-549页

作者：魏少涵胡嵘李顾东泽唐宪冰许文慧陈倩南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用中尺度天气预报和研究模式(WRF)对2007年4月23~24日广东省发生的一次飑线过程进行了模拟,研究了水凝物粒子对气溶胶的清除过程、液滴蒸发引起的气溶胶再生过程以及动力输送作用对气溶胶数浓度的影响.结果表明,降水与近地层气溶胶数... 详细信息

利用中尺度天气预报和研究模式(WRF)对2007年4月23~24日广东省发生的一次飑线过程进行了模拟,研究了水凝物粒子对气溶胶的清除过程、液滴蒸发引起的气溶胶再生过程以及动力输送作用对气溶胶数浓度的影响.结果表明,降水与近地层气溶胶数浓度的变化呈负相关关系.综合对比各水凝物种类的碰撞清除率和核化清除率,发现云滴核化过程对气溶胶的清除率最高,对流层低层雨水和高层雪的碰撞清除率次之.云滴核化和冰晶核化分别是吸湿性核和非吸湿性核的主要清除过程.气溶胶数浓度的变化是动力输送、湿清除过程和蒸发再生共同作用的结果.蒸发再生过程主要作用在地面~10km高度.在对流发展过程中,近地层降水区气溶胶显著减少,飑线发展前沿的非降水区由于动力输送作用出现高污染区.

关键词： WRF模式气溶胶数浓度湿清除动力输送

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山谷风环流对四川盆地西部雅安地区O_(3)污染的影响

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环境科学学报 2024年第10期44卷 83-90页

作者：鲁震张郁青赵天良胡俊李智宽王德洋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局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044 福建省环境科学研究院福州350011

四川盆地具有四面环山的深盆地地形,亦是我国O_(3)污染的重灾区.为深入了解地形对大气环境变化的影响,本文利用近6年(2017—2022年)春末(5月)近地面O_(3)观测资料和ERA5气象再分析资料,研究四川盆地西部地区山谷风环流对近地面O_(3)浓... 详细信息

四川盆地具有四面环山的深盆地地形,亦是我国O_(3)污染的重灾区.为深入了解地形对大气环境变化的影响,本文利用近6年(2017—2022年)春末(5月)近地面O_(3)观测资料和ERA5气象再分析资料,研究四川盆地西部地区山谷风环流对近地面O_(3)浓度及其污染变化的影响程度和作用机理.结果表明:①四川盆地西部地区具有显著的山谷风环流.研究时段山谷风日的发生频率达33.3%,白天盆地内偏东气流沿山坡爬升,夜间偏西气流沿山坡下沉.夜间02:00—07:00为山风控制时段,白天13:00—18:00为谷风控制时段.②山谷风加重了四川盆地西部的O_(3)污染,使近地面O_(3)浓度增加了(6.7±6.1)μg·m^(-3)(7.5%±5.1%).依据MDA8 O_(3)超标标准,计算O_(3)污染日数,山谷风使O_(3)一级和二级超标率分别增加了19.1%和10.1%;使谷风控制时期的O_(3)小时超标率增加了3.5%±2.0%.③山谷风日的近地面平均风速较多年月平均上升了18.1%,其中山风和谷风控制时期风速分别增加了25.2%和26.7%,有利于白天盆地内高浓度O_(3)向西部地区输送累积,夜间高原山坡低浓度NO向下传输到盆地西部,减弱O_(3)滴定消耗.④盆地西部谷风期间近地面气温上升了8.7%,加强了光化学反应,使白天O_(3)浓度升高;山风期间地面气温降低了1.4%,促进了近地面大气层结稳定,有助于夜间近地面O_(3)累积增加.

关键词：地形效应山谷风环流 O_(3)污染四川盆地西部

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碳中和情景下我国CO_(2)与O_(3)前体物协同减排特征分析

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中国环境科学 2025年第4期45卷 2230-2239页

作者：金宇翔侯雪伟洪蕾赵天良周逸超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气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210000

基于中国未来排放动态评估模型(DPEC)预估的排放清单,分析了碳中和情景下二氧化碳(CO_(2))、挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_(x))的人为排放时空变化特征,并与共享社会经济路径(SSP)中两个SSP1情景进行对比.研究结果表明,在DPEC碳中... 详细信息

基于中国未来排放动态评估模型(DPEC)预估的排放清单,分析了碳中和情景下二氧化碳(CO_(2))、挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_(x))的人为排放时空变化特征,并与共享社会经济路径(SSP)中两个SSP1情景进行对比.研究结果表明,在DPEC碳中和情景中,我国CO_(2)人为排放在2030年达峰,2060年相比2020年将减排91%,减排量介于两个SSP情景(SSP1-1.9和SSP1-2.6)预估值之间.VOCs和NO_(x)的人为排放量自2020年起呈持续下降趋势,直至2060年分别减排65%和88%.相较两个SSP情景,DPEC中VOCs减排偏弱而NO_(x)减排偏强.不同行业源对减排的贡献及其空间分布也存在差异,CO_(2)减排主要来自电力源和工业源,VOCs和NO_(x)交通源减排较明显,2060年工业源排放将成为CO_(2),VOCs和NO_(x)的最主要来源.总体而言,DPEC碳中和情景更为贴近我国未来减排趋势,在相关行业按期达成减排目标的前提下可以体现协同减排特征.

关键词：碳中和情景人为排放 DPEC SSP

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基于碘分子吸收池的新型瑞利多普勒激光雷达

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光学学报 2023年第24期43卷 249-260页

作者：谭智强卜令兵杨彬南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044

研制了一套使用种子源直接放大激光器和时分复用收发的新型瑞利多普勒激光雷达。激光器通过对种子源进行多级光纤和固体功率放大,获得了稳定的60 W高平均功率脉冲激光输出。脉冲激光通过时分复用发射系统向垂直、正西和正北方向交替发... 详细信息

研制了一套使用种子源直接放大激光器和时分复用收发的新型瑞利多普勒激光雷达。激光器通过对种子源进行多级光纤和固体功率放大,获得了稳定的60 W高平均功率脉冲激光输出。脉冲激光通过时分复用发射系统向垂直、正西和正北方向交替发射进入大气,从三个方向接收到的激光大气回波信号经过光纤合束后送入同一套碘分子吸收池中进行多普勒鉴频。基于上述系统设计开展了系统探测性能仿真研究和实验验证对比分析,仿真结果表明,系统能够在时间分辨率为30 min、垂直高度分辨率为1 km条件下完成大气温度和经纬向水平风速的同步测量,其中60 km高度处温度理论测量误差为1.99 K,经纬向水平风速理论测量误差为4.78 m/s。系统的验证实验结果表明,60 km高度处大气温度的实测误差为2.4 K,经纬向水平风速的实测误差分别为8.7 m/s和8.5 m/s,反演结果与大气模式和卫星探测结果进行对比呈现了较好的一致性。

关键词：传感器激光雷达中高层大气瑞利散射碘分子吸收池多普勒效应

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基于FY-4A AGRI观测用随机森林算法反演地面雨量

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 1931-1938页

作者：官莉钟宇璐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局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

降水是水循环中的关键环节,在地气系统的能量和物质交换、水资源利用等方面都起着重要作用.本文基于2020年5月至2021年12月FY-4A先进的静止轨道辐射成像仪AGRI中国区域的辐射观测资料,用随机森林的机器学习算法分白天和夜间反演了中国... 详细信息

降水是水循环中的关键环节,在地气系统的能量和物质交换、水资源利用等方面都起着重要作用.本文基于2020年5月至2021年12月FY-4A先进的静止轨道辐射成像仪AGRI中国区域的辐射观测资料,用随机森林的机器学习算法分白天和夜间反演了中国区域地面小时降水量,并用AGRI业务降水产品和地面站雨量计观测对算法进行了检验.研究结果表明:不论是降水事件判断还是降水量反演,由于在夜间模型输入变量仅为红外通道观测亮度温度的基础上加入了可见光通道的反照率信息,随机森林白天模型精度均高于夜间模型.随机森林模型对降水事件的判断准确率远高于业务降水产品,尤其白天模型命中率从30.3%提高到74.3%;随机森林法降水事件漏报率大大低于业务产品,而误将部分云视场判断为了降雨区,使得空报率稍高.不论白天还是夜间随机森林模型反演的降水量偏差、均方根误差都比业务降水产品低.小雨时随机森林法反演雨量和AGRI业务降水产品都略高估,中雨以上等级时两种产品都对雨量低估,且低估程度及均方根误差均随雨量等级增强而增大,暴雨以上强度时夜间模型的反演误差明显增大.

关键词： AGRI 随机森林法地面雨量

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基于GMI资料的近地面降雨率反演

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地球物理学进展 2024年第6期39卷 2116-2125页

作者：王新清吴莹方鑫邹依珂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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 河北省邯郸市气象局邯郸056001

降水是全球水循环中的重要过程,降水的时空分布对淡水资源供给、生态系统维持有重要且直接的影响,与台风、洪水和泥石流等自然灾害也存在密切联系.由于不同的微波辐射计在高度、入射角以及微波通道等方面都有差异,需要建立适用于特定仪... 详细信息

降水是全球水循环中的重要过程,降水的时空分布对淡水资源供给、生态系统维持有重要且直接的影响,与台风、洪水和泥石流等自然灾害也存在密切联系.由于不同的微波辐射计在高度、入射角以及微波通道等方面都有差异,需要建立适用于特定仪器的微波陆面近表面降水率反演模型.利用搭载在全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement, GPM)卫星上的微波成像仪(GPM Microwave Imager, GMI)一级亮温观测资料和GPM二级联合反演降水数据(2B Combined, 2B CMB),构建以大气散射指数(Scatter Index, SI)和89.0 GHz的极化订正温度(Polarization-Corrected Temperature, PCT)为反演因子的综合指数法(PCT-SI),分别建立升轨和降轨的近地面降雨率反演模型,并进行验证.结果表明,89.0 GHz垂直极化通道的亮温值越低,大气散射指数(SI)越大,近地面降雨率越大;反演模型得到的近地面降雨分布区域和二级产品降水区域基本一致,略微偏大;反演的近地面降雨率与2B CMB产品相比偏小,二者相关系数大于0.6,升轨和降轨模型反演的平均绝对误差分别为1.1460 mm/h和0.7101 mm/h,均方根误差分别为2.4105 mm/h和2.1828 mm/h.本研究比较成功地反演了陆面降雨分布区域及近地面降雨率,可为星载微波成像仪资料估计陆面降雨分布和近地面降雨率提供参考.

关键词： GMI PCT-SI 近地面降雨率反演

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基于飞机观测的华北降水云系上升气流区微结构研究

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大气科学 2024年第2期48卷 431-444页

作者：王心怡牛生杰吕晶晶王元靳雨晨邬昊鹏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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京工业大学安全科学与工程学院南京211816 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室银川750002

上升气流是成云致雨的基本条件之一。本文利用河北省2017年5月一次层积混合云的机载云物理探测系统测量资料,研究了云中上升气流速度分布,云微结构特征以及二者的相关性。结果表明:云中上升气流速度随高度呈抛物线型分布,云底部较小(0.7... 详细信息

上升气流是成云致雨的基本条件之一。本文利用河北省2017年5月一次层积混合云的机载云物理探测系统测量资料,研究了云中上升气流速度分布,云微结构特征以及二者的相关性。结果表明:云中上升气流速度随高度呈抛物线型分布,云底部较小(0.75±0.52 m s^(−1)),云中部最大(3.64±2 m s^(−1)),云顶部最小(0.32±0.29 m s^(−1));发现随高度增加,云中上升气流区内冰粒子形状依次以片状、针状、柱状为主;暖云上升气流区中,上升气流速度与液态含水量正相关,相关系数为0.61;强垂直气流条件下云滴数浓度、最大云滴尺度大于弱垂直气流相应的数值,强垂直气流云粒子谱更符合Г函数分布。

关键词：降水云系飞机观测上升气流区云微物理结构

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汾渭平原至黄土高原不同海拔高度地区近地面臭氧浓度差异

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中国环境科学 2023年第1期43卷 77-87页

作者：钱朋朱彬刘慧敏蒋伊蓉张建康高美美康磊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局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 陕西省气象局秦岭与黄土高原生态环境气象重点实验室陕西西安710016 榆林市气象局陕西榆林719000

利用2017~2019年中国生态环境监测总站逐小时地面臭氧(O_(3))和二氧化氮(NO_(2))数据,结合再分析气象数据集,分析了从汾渭平原至黄土高原三个不同海拔高度的典型城市郊区(西安:500m、榆林:1100m和鄂尔多斯:1300m)O_(3)浓度的季-月-日变... 详细信息

利用2017~2019年中国生态环境监测总站逐小时地面臭氧(O_(3))和二氧化氮(NO_(2))数据,结合再分析气象数据集,分析了从汾渭平原至黄土高原三个不同海拔高度的典型城市郊区(西安:500m、榆林:1100m和鄂尔多斯:1300m)O_(3)浓度的季-月-日变化特征,以及导致三地O_(3)浓度差异可能的化学和气象成因.结果表明:与其他季节比较,夏季三地的O_(3)浓度都较高且差值较小,其中西安昼间O_(3)的净增量最大、夜间净减量也最大且前体物NO_(2)浓度最高,说明西安夏季白天O_(3)光化学反应最强烈、夜间NO滴定O_(3)效应也最强,榆林其次、鄂尔多斯最弱;冬季三地的O_(3)浓度都较低且差异较大,其中西安最低、鄂尔多斯最高,可能是由于冬季白天光化学反应都弱、夜间NO滴定O_(3)效应差异和高海拔地区背景O_(3)浓度高共同导致的,反映了三地O_(3)浓度水平差异不仅受不同NOx水平下局地化学作用影响,还由区域背景值决定.分析还发现,高海拔的鄂尔多斯和榆林二地O_(3)浓度在上午升高的速率快于西安,与二地边界层向上发展的速率一致,可能是由于此时的夹卷效应将高海拔自由对流层的高背景O_(3)向下湍流输送所致.在每个季节雨天夜间,三地的O_(3)浓度均高于其阴、晴天,但是这一差异在西安较弱,而在榆林和鄂尔多斯较强,这进一步意指高海拔地区近地面O_(3)在雨天夜间更强烈地受到高浓度背景O_(3)的影响,一方面是通过降水的拖曳作用,另一方面是因为雨天夜间NO的滴定作用减弱.本研究通过长期观测资料分析,推测了不同海拔高度对近地面O_(3)的影响机制,还需在更多地区进行分析和利用模式开展验证.

关键词： O_(3) NO_(2) 海拔高度光化学反应夹卷背景浓度

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长三角地区近地层臭氧高值特征及其成因分析

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环境化学 2025年第3期44卷 876-889页

作者：牟显金赞侯雪伟朱小东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气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因,对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ECMWF ERA5)进行了深入分析,结果表明,2018年至2020年间... 详细信息

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因,对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ECMWF ERA5)进行了深入分析,结果表明,2018年至2020年间,长三角地区臭氧浓度呈现夏季最高,春季次之,冬季最低的季节变化特征.空间分布上呈现明显的“北高南低”特征,春季和夏季的南北差异较明显,而秋、冬季的臭氧浓度在空间上分布较均匀.臭氧浓度日变化呈单峰型分布,06:00—08:00达到最低值,14:00—16:00达到最高值;臭氧污染事件主要发生在夏季的苏南和皖苏北地区;2018年月平均臭氧浓度呈单峰型分布,6月份达最高,2019年和2020年均呈双峰结构,受疫情影响,2020年的峰值浓度略有降低.2019年5月31日至6月19日期间,徐州地区臭氧污染持续20 d,南京地区持续18 d,为近三年长三角典型城市地区臭氧污染持续最长的时段.臭氧污染期间,两地的臭氧8 h滑动平均日最大浓度一直保持在高位.此外,温度达到峰值的时间较臭氧浓度峰值总是提前1 h左右,这可能与近地面大气光化学对气象条件响应速度的滞后性有关;徐州地区和南京地区发生臭氧污染事件的成因多与局地光化学反应有关,降雨量大幅下降也有一定贡献.除此外,徐州和南京两地在此期间存在两次明显的平流层向对流层传输过程(STT),是臭氧浓度升高的另一原因.此外,徐州和南京受南风和偏南风影响,缓慢的臭氧区域水平输送作用也可能会加剧本地臭氧污染.

关键词：长江三角洲臭氧污染时空特征平流层—对流层输送.

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