检索结果-内蒙古大学图书馆

应用生态学报 2025年第04期 1189-1196页

作者：蒋晓雯周广胜宋兴阳中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/河北固城农业气象国家野外科学观测研究站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科学研究院-郑州大学生态气象联合实验室

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度... 详细信息

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度相关系统的碳通量对比观测结果，评估了该系统的观测准确性。结果表明：机载通量观测系统能够很好地监测生态系统碳通量，其观测的碳通量源区与涡度相关系统基本一致，半小时生态系统碳通量与涡度相关系统的观测结果显著相关，相关系数达到 0.889，均方根误差为0.881。研究结果为机载通量观测系统观测不同类型生态系统-大气通量交换提供了科学依据。

关键词：机载通量通量观测机载通量观测系统芦苇湿地净生态系统CO 交换

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排放物气候效应指标GWP和GTP的研究进展

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气候变化研究进展 2025年第1期21卷 69-77页

作者：陈琪张华柳丽婷王秋艳周喜讯谢冰中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学南京210044 近地面探测技术重点实验室无锡241035 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081

衡量排放物气候效应的指标有两种最为常见:全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP)。这些指标是制定排放政策的基本科学依据,对制造业和相关经济部门的政策制定者有重要的参考价值,同时对理解排放和减排水平对过去和未来气候变化的定量... 详细信息

衡量排放物气候效应的指标有两种最为常见:全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP)。这些指标是制定排放政策的基本科学依据,对制造业和相关经济部门的政策制定者有重要的参考价值,同时对理解排放和减排水平对过去和未来气候变化的定量影响有重要的科学意义。文中围绕IPCC第五和第六次评估报告针对GWP和GTP的讨论,对排放物气候效应指标的基本概念及其30余年的发展史进行了综述,详细介绍了常见排放物气候效应指标GWP和GTP的概念和算法,并系统分析了两者的区别和适用性。GTP与全球平均地表气温变化的关系更密切,因此在评估温室气体对地表气温的影响方面具有潜在优势。然而,GTP也存在一些不确定性,例如气候敏感性因素的影响、地球系统中的热交换以及目标时间点的选择。此外,还介绍了一些新的排放物气候效应指标,并探讨了排放物气候效应指标未来的发展方向。

关键词：排放物气候效应指标全球增温潜能(GWP) 全球温变潜能(GTP)

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融合时空重构单元和Transformer的雷达回波外推算法

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：方巍王淏西南京信息工程大学计算机学院南京信息工程大学软件学院中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室中国气象局武汉暴雨研究所中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离... 详细信息

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离、变换和重构的策略来提取雷达图像精细化时空特征;其次,在编码器和解码器之间引入Transformer的变体架构模型Poolformer,用全局平均池化操作代替自注意力机制,帮助模型对高度动态变化的雷达序列进行建模;最后,在江苏省气象雷达数据集和上海市气象雷达数据集上训练和测试,与目前主流的深度学习模型进行对比。在2 h外推任务中,CSI、FAR、MSE和SSIM 4个指标均取得最优值,在江苏数据集上CSI提升了0.020,上海数据集上CSI提升了0.048。实验结果表明:SRU-Former能够有效提升模型的预报准确率,外推后期对强回波区域的捕捉更加精确,细节纹理更加丰富清晰。

关键词：深度学习雷达回波外推 Transformer 时空重构单元全局平均池化

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基于自持电中性闪电放电参数化模型研究云闪通道中沉积电荷的变化特征

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气象学报 2025年第1期83卷 129-141页

作者：唐渤谭涌波郑天雪张袁瞰南京信息工程大学应急管理学院南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开发实验室南京210041

闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模... 详细信息

闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模拟多次云闪并从中选取一次典型个例,分析该云闪通道内电荷的变化特征及其影响因素,结果如下:正、负先导通道形成时,通道内会沉积一定量的初始电荷;后继分支延伸时,之前的通道会沉积来自后继分支的异极性电荷,通道内初始电荷会不断被中和,部分通道的电荷极性会发生变化;通道熄灭或后继分支停止延伸时,通道内电荷不再变化;再击穿过程发生时,截止通道内的异极性电荷会显著减少,再次激活的通道内的异极性电荷会显著增多。研究表明:先导通道内的电荷变化与通道自身的状态以及后继分支的延伸状况有关;通道电荷变化幅度与通道初始电荷量以及后继分支的活跃程度呈正相关,而通道的初始电荷量与通道首次击穿电场呈正相关。此外,在正、负先导极性不对称的影响下,云闪起始点倾向于沉积更多正电荷。

关键词：雷电物理学闪电参数化通道电荷云闪起始点再击穿过程

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基于罗氏线圈和CEEMDAN的雷电流波形测量方法

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电子测量与仪器学报 2025年第2期39卷 102-112页

作者：徐伟李想王学孟刘岩南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 广州市气象公共服务中心广州511400 中国气象局交通气象重点开放实验室南京气象科技创新研究院南京210041 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速... 详细信息

浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速模数转换器和现场可编程门阵列(FPGA)等组成的雷电流波形测量系统。FPGA完成采集信号的处理、数据的缓存发送以及雷击计数等功能。通过差分电路和自适应噪声完备集合经验模态分解相结合的方法减小噪声对雷电流波形的影响,采用阈值与斜率联合触发方式,提高雷电流冲击次数计数的准确度。利用雷电防护实验室的雷电流组合波发生器对系统和去噪方法进行了实验测试,结果表明,系统能完整精确地记录雷电流波形,峰值1~10 kA范围内雷电流采集无漏触发现象,峰值的最大测量误差为1.27%,半峰值到达时间的测量误差≤0.2μs,前峰平均坡度测量误差≤2.04%。系统将推动浪涌保护器的智能化发展,并为雷电研究提供数据支撑。

关键词：浪涌保护器雷电流罗氏线圈 FPGA CEEMDAN

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基于多层感知机模型的长三角水稻种植区净生态系统碳通量模拟

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高原气象 2025年第1期44卷 191-200页

作者：席闻阳何建军王智麟郭立峰李亚荣中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局大气化学重点开放实验室北京200081 海南大学海洋科学与工程学院海南海口570228 南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的... 详细信息

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的相关性最强,其次与湿度相关参量(饱和水汽压差、相对湿度)等呈现较强的相关性。同时,NEE与太阳辐射、气温、湿度因子、风速和摩擦速度的相关性呈现明显的昼夜变化。基于上述分析,本文利用NEE和气象观测数据构建了长三角水稻下垫面多层感知机(Multilayer perceptron,MLP)NEE模拟模型,评估了模型的模拟效果及其时空稳定性。构建的MLP模型能较好地拟合NEE,训练集模拟的NEE与观测值的相关系数达到0.88,均方根误差为5.34μmol·m^(-2)·s^(-1);MLP模型在模拟长三角水稻季NEE时表现良好,在东台和寿县站点的模拟NEE结果与观测值的相关系数均高于0.78,模型具有较好的时空稳定性;MLP模型模拟白天平均NEE的效果好于夜间平均NEE的效果。研究结果揭示了影响水稻碳循环的主要气象因子,为认识长三角水稻种植区碳循环时空分布特征提供支撑,对准确评估全球和区域碳通量具有重要意义。

关键词：机器学习 MLP模型 NEE 长江三角洲地区水稻种植区

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石臼湖沉积物磷形态特征及分布规律

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江苏水利 2025年第2期 1-5页

作者：黄睿段晓雪董阿忠胡晓东袁和忠张涵江苏省水利科学研究院江苏南京210017 河海大学江苏南京210098 南京信息工程大学江苏南京210044

为研究石臼湖沉积物中磷元素的形态及分布特征,联合Hedley、SMT提取法与多元统计分析,对石臼湖沉积物及流域内不同类型土壤的形态磷进行测定和对比分析。结果表明:不同类型的沉积物/土壤中,磷以无机磷形态为主,其中Ca-P占比最高,Fe-P和N... 详细信息

为研究石臼湖沉积物中磷元素的形态及分布特征,联合Hedley、SMT提取法与多元统计分析,对石臼湖沉积物及流域内不同类型土壤的形态磷进行测定和对比分析。结果表明:不同类型的沉积物/土壤中,磷以无机磷形态为主,其中Ca-P占比最高,Fe-P和NaHCO_(3)-P次之,H_(2)O-P占比最低;形态磷的含量总体呈现出河口沉积物>湖泊沉积物>农业土壤的特征。研究结果揭示了石臼湖沉积物中形态磷与流域内不同类型土壤之间的潜在联系,表明了流域内面源污染是石臼湖沉积物磷负荷的主要贡献来源。

关键词：沉积物农业土壤磷形态生物有效磷分布特征石臼湖

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黄土高原典型流域雨洪过程定量关系构建与相似性判别

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水利水运工程学报 2025年第2期 12-23页

作者：高俊杰谢康王国庆白世明杨娜刘翠善南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 水利部应对气候变化研究中心江苏南京210029 南京水利科学研究院江苏南京210029 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098 鄂尔多斯市圣圆水务集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017200

基于降雨与洪水特征指标,依据1996—2023年黄土高原典型流域窟野河转龙湾站的径流数据和降水数据,利用主成分分析和K均值聚类方法对雨洪过程进行相似性判别,采用不同回归方法构建雨洪定量关系,量化分析了3种类型洪水与降雨特征指标的相... 详细信息

基于降雨与洪水特征指标,依据1996—2023年黄土高原典型流域窟野河转龙湾站的径流数据和降水数据,利用主成分分析和K均值聚类方法对雨洪过程进行相似性判别,采用不同回归方法构建雨洪定量关系,量化分析了3种类型洪水与降雨特征指标的相关性。研究结果表明,短历时单峰型洪水以多元线性回归效果最优,长历时高孤峰型洪水和小流量多峰型洪水采用逐步回归拟合结果较好。本文结论进一步揭示了黄土高原典型流域的雨洪特性,可为雨洪资源高效利用、旱涝灾害等极端事件的防治提供参考。

关键词：相似性判别雨洪关系多元线性回归逐步回归

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中国极端天气气候研究——“地球系统与全球变化”重点专项项目2024年度最新进展

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大气科学学报 2025年第2期48卷 177-206页

作者：陈海山张耀存张文君尹志聪陈国森华文剑黄丹青况雪源刘芸芸马红云施宁孙善磊魏江峰赵海坤张杰韩婷婷李文铠桑英涵王润南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京大学大气科学学院江苏南京210093 国家气候中心气候系统预测与变化应对全国重点实验室/中国气象局气候变化研究重点实验室北京100081 中国气象科学研究院灾害天气科学与技术全国重点实验室/青藏高原气象研究所北京100081

围绕“地球系统与全球变化”重点专项项目“中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因”2024年度主要进展,从极端事件变化的观测事实、环流特征与动力学机理,海洋关键过程与海气相互作用机理,海洋过程对极端天气气候的影响,陆面过... 详细信息

围绕“地球系统与全球变化”重点专项项目“中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因”2024年度主要进展,从极端事件变化的观测事实、环流特征与动力学机理,海洋关键过程与海气相互作用机理,海洋过程对极端天气气候的影响,陆面过程及其影响研究,极端事件模拟与预测等5个方面介绍了项目的最新研究成果。1)揭示了变暖趋势对中国近40年破纪录高温事件的影响,基于通用热气候指数分析了中国区域极端高温事件的时空变化特征,探讨了不同增暖期中国东部极端降水的演变规律,阐明了长江中下游极端热浪事件的热、动力学特征,并归因了人类活动对亚洲热点区域极端温度事件的影响。2)量化了前期冬季北太平洋涛动对后期ENSO发展的作用,指出热带太平洋年际-年代际变率在超长La Nina事件形成有重要贡献;揭示了La Nina纬向位置对印度洋偶极子的调制机理,发现ENSO对东海-黑潮区域海温的影响存在季节性反转;开展了黑潮延伸体区域SST异常和海洋热浪的季节可预报性研究,阐明了非线性过程对大气季节内振荡的作用,探讨了多因子影响北大西洋多年代际变化的物理机制。3)揭示了ENSO对晚冬“暖北极-冷欧亚”模态的非对称影响,发现了其与中国东部前、后冬降水模态及黑潮反气旋的联系,并阐释了对东海-黑潮区海温和东亚降水的季节性变化机理;指出Mega-ENSO与西北太平洋台风生成区域的向极移动存在密切联系,揭示了热带跨洋盆海气相互作用对台风生成位置和频次的影响过程;发现南极变暖驱动南大西洋变暖是2022年东亚高温热浪的重要成因,热带北大西洋变率显著调控我国东北森林野火。4)揭示了欧亚大陆土壤湿度次季节变化对我国北方群发性极端降水事件的影响机制,评估了积雪覆盖对温度次季节变化及预测的影响;开展了陆面因子与陆气耦合过程影响干旱的归因与预估研究;阐明了陆面过程与海陆协同影响中国夏季降水和超级梅雨、极端降水的物理机制;评估了华北夏季灌溉对降水日循环和区域水循环的影响及城市化对珠三角暖季中尺度对流系统和强降水的影响。5)系统评估了CMIP6模式对“暖北极-冷欧亚”模态前后冬次季节反转的模拟能力,构建了中国东南区域复合极端湿热事件的季节预测模型;利用年际增量方法构建了华北盛夏强降水频次的物理统计预测模型,基于深度学习方法改进长江中下游流域夏季极端降水动力模式的预测性能;同步开展了动力模式的发展及预测应用研究。最后,展望了面临的挑战和需要进一步加强研究的相关问题,以期为推动我国极端天气气候领域的研究提供一定参考。

关键词：极端天气气候事件海气相互作用陆面过程机理预测

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LandEM模式的改进及在青藏高原地区初步应用

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气象学报 2025年第1期83卷 61-79页

作者：刘勇洪翁富忠何文英唐飞李锐徐永明韩阳杨俊王艺丹中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境观测重点实验室北京100029 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥244199 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044

基于物理模型的微波发射率(MLSE)模拟一直面临着很大挑战,目前还缺乏利用物理模式模拟较高分辨率的全球或区域尺度MLSE的应用案例。针对先进辐射传输模拟系统(ARMS)中的陆面微波发射率(LandEM)模式,对土壤介电常数和粗糙地表反射率模型... 详细信息

基于物理模型的微波发射率(MLSE)模拟一直面临着很大挑战,目前还缺乏利用物理模式模拟较高分辨率的全球或区域尺度MLSE的应用案例。针对先进辐射传输模拟系统(ARMS)中的陆面微波发射率(LandEM)模式,对土壤介电常数和粗糙地表反射率模型进行了改进及相应MLSE模拟研究,并结合地面观测MLSE资料进行了模拟评估,同时开展了LandEM模式主要输入参数优化研究;在此基础上,以青藏高原地区为例,选择3种粗糙地表反射率半经验模型和1种发射率经验模型组合成9种MLSE模拟方案,利用3套卫星观测资料反演的MLSE产品,对9种不同模拟方案进行了评估,并选择出最优模拟方案对青藏高原地区MLSE进行了模拟分析。研究结果显示:LandEM模式中引入Mironov常温土壤介电常数模型后模拟的MLSE得到改善,引入Zhang冻土介电常数模型可弥补原有冻土介电常数估算的缺陷,引入Chen-Weng粗糙地表反射率模型后模拟的MLSE也得到有效改善;针对青藏高原地区MLSE模拟,Qp粗糙地表反射率模型更适合裸土粗糙地表,Chen-Weng模型更适合植被粗糙地表;改进后的LandEM模式及优化模拟方案能较好地模拟0.10°×0.10°空间分辨率青藏高原地区水平极化MLSE值及空间分布,也能较好地模拟垂直极化MLSE值,但还不能对垂直极化MLSE空间差异进行有效模拟。

关键词：微波地表发射率 LandEM模式土壤介电常数粗糙地表反射率青藏高原

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