检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学学报 2022年第1期45卷 76-86页

作者：杨萌洲袁潮霞南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与应用前沿研究院江苏南京210044

采用1900—2014年115 a的观测和再分析资料,使用滤波、线性相关等方法,研究太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)调节大西洋纬向模(Atlantic Zonal Mode,AZM)对澳大利亚秋季降水年际变动的调节作用及机制。结果表明,... 详细信息

采用1900—2014年115 a的观测和再分析资料,使用滤波、线性相关等方法,研究太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)调节大西洋纬向模(Atlantic Zonal Mode,AZM)对澳大利亚秋季降水年际变动的调节作用及机制。结果表明,当IPO位于正位相时,AZM引起澳大利亚中部秋季降水减少;而当IPO位于负位相时,AZM引起澳大利亚中南部秋季降水增加。这是因为在IPO正位相年,AZM引起的热带大西洋异常上升运动的下沉支主要位于热带东太平洋,并通过调节热带太平洋的沃克环流引起海洋性大陆的异常上升运动。该异常上升运动调节了局地哈得来环流,在澳大利亚中部引起异常下沉,结合对流层低层的反气旋异常风场,不利于澳大利亚中部的对流发展和热带印度洋的暖湿水汽输送,导致澳大利亚中部出现大面积降水减少。而在IPO负位相年,由于气候基本态的不同,AZM的振幅比IPO正位相年高近四分之一,并且AZM引起的南半球中高纬地区Rossby波在澳大利亚及其西部地区引发正压性气旋异常。该气旋异常不仅引起澳大利亚地区的异常上升运动,同时对流层低层的气旋性环流异常引导更多热带印度洋暖湿气流进入中南部澳大利亚,导致此地区降水增加。本研究的结果表明IPO可通过改变气候基本态,调节AZM模态的强度及其遥相关。

关键词：太平洋年代际振荡(IPO) 大西洋纬向模(AZM) 澳大利亚秋季降水

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资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化趋势的影响

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中国农业气象 2024年第7期45卷 689-700页

作者：卢晓晶江晓东曹雯周剑飞杨再强江苏省农业气象重点实验室/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/应用气象学院南京210044 安徽省农业气象中心合肥230031 安徽省气象科学研究所/安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031

均一性长序列气象资料是研究气候变化的重要基础,评估资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化的影响,对于准确理解农业、生态和水资源等领域对气候变暖的响应具有一定指导意义。本研究基于国家气象信息中心提供的淮河流域172个台站1961... 详细信息

均一性长序列气象资料是研究气候变化的重要基础,评估资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化的影响,对于准确理解农业、生态和水资源等领域对气候变暖的响应具有一定指导意义。本研究基于国家气象信息中心提供的淮河流域172个台站1961-2018年逐日平均气温均一化数据和观测数据,采用一元线性回归计算气温变化速率,并通过定义非均一性影响及其贡献率两个术语,定量评估气候资料非均一性对分析淮河流域平均气温变化趋势的影响。结果表明:淮河流域96个气象站点的平均气温序列表现出不均一性,占总站点数的55.8%。均一化前、后,区域年平均气温均显著上升,但非均一性导致增温速率被低估,非均一性影响为-0.015℃·10a^(-1),贡献率达到-6.6%;空间上,20.3%站点受到正影响,升温速率被高估,非均一性贡献率平均为21.3%;35.5%站点为负影响,升温速率被低估,贡献率平均为-43.6%。四季区域平均气温的非均一性影响差异较小,春、夏、秋、冬四季分别为-0.016℃·10a^(-1)、-0.014℃·10a^(-1)、-0.016℃·10a^(-1)和-0.015℃·10a^(-1);但由于夏季增温速度最慢,非均一性贡献率绝对值最大,贡献率为-40.0%,春、秋和冬季的贡献率分别为-4.7%、-8.0%和-4.3%;在春、秋和冬季,非均一性主要影响各站点的气温变化速率,但夏季有11.6%的站点在均一化前后出现了气温升降趋势的转变。

关键词：淮河流域平均气温变化趋势数据非均一性贡献率

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基于机器学习方法研究气象及排放变化对长三角地区主要城市大气污染物的影响

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环境科学 2023年第11期44卷 5879-5888页

作者：付文星黄琳丁嘉豪秦墨梅于兴娜谢放尖胡建林南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学长望学院南京210044 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 南京生态环境保护科学研究院南京210093

选取2015~2021年长三角地区4个代表性城市污染物浓度,利用机器学习的气象归一化方法解耦气象因素对污染物的影响,量化气象和排放对污染物浓度变化的贡献.结果表明,长三角地区PM_(2.5)、NO_(2)和SO_(2)排放下降影响贡献较大(57.2%~68.2%... 详细信息

选取2015~2021年长三角地区4个代表性城市污染物浓度,利用机器学习的气象归一化方法解耦气象因素对污染物的影响,量化气象和排放对污染物浓度变化的贡献.结果表明,长三角地区PM_(2.5)、NO_(2)和SO_(2)排放下降影响贡献较大(57.2%~68.2%、80.7%~94.6%和81.6%~96.1%),抵消了气象因素带来的不利影响,致使污染物浓度降低.而气象条件对于臭氧日最大8 h(MDA8O_(3))的贡献强于其他污染物(23.5%~42.1%),其中气象因素促进污染物浓度上升(4.7%),排放变化促进污染物浓度下降(-3.2%).NO_(2)和MDA8O_(3)在2019~2021年降幅更快,主要原因是2019~2021年排放起到较2015~2018年更强的促进污染物浓度降低作用.PM_(2.5)和SO_(2)在2019~2021年的降幅较2015~2021年整体有所减弱.基于机器学习的气象归一化方法可以解耦气象对污染物的影响,量化排放变化对污染物浓度的影响,为评估污染控制政策的有效性提供了很好的研究手段.

关键词：机器学习气象归一化大气污染物长期趋势随机森林模型

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长江中游地区PM_(2.5)重污染过程的典型天气环流分型及区域传输影响

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环境科学 2022年第8期43卷 3913-3922页

作者：王莹智协飞白永清董甫张玲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南京210044 天气在线气象应用研究所无锡214000 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

作为一个新的区域性霾污染中心,长江中游地区地理位置特殊,是我国中东部地区大气污染物区域传输的重要枢纽,天气环流对该区域不同传输和累积型PM_(2.5)重污染的形成机制还不甚了解.利用T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT),对2015~2019年... 详细信息

作为一个新的区域性霾污染中心,长江中游地区地理位置特殊,是我国中东部地区大气污染物区域传输的重要枢纽,天气环流对该区域不同传输和累积型PM_(2.5)重污染的形成机制还不甚了解.利用T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT),对2015~2019年采暖季长江中游地区74 d PM_(2.5)重污染事件进行天气环流分型,得到:PCT1高压底部传输型(天数:41 d,占比:55.4%)、PCT2低压辐合累积型(天数:12 d,占比:16.2%)、PCT3高压静稳累积型(天数:11 d,占比:14.9%)和PCT4高压后部传输型(天数:10 d,占比:13.5%)这4种主要的大气环流类型.区域传输型污染(PCT1和PCT4)占比高达69%,是长江中游地区PM_(2.5)重污染发生的主导因素,突显了地域特殊性.其中,PCT1是最主要的环流型,冷锋南侵伴随强偏北风驱动上游地区污染物快速传输,使得PM_(2.5)浓度暴发式增长.境内传输通道城市襄阳、荆门和荆州PM_(2.5)传输过程具有12 h滞后特征,其PM_(2.5)影响源区主要分布在上游的河南中北部、山东西部和华北大部分地区.PCT4传输型受低层偏东风输送影响,污染上升速率也相对较快.PCT2和PCT3为静稳天气环流型,地面风速较小,低层水平辐合和下沉运动有利本地PM_(2.5)重污染累积,污染上升速率和持续时间都相对传输型更长.

关键词： PM_(2.5) 长江中游地区区域传输 T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT) 环流分型

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南京北郊工业乡村混合区秋季边界层VOCs垂直分布特征

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环境科学 2023年第1期44卷 66-74页

作者：王泰朱彬施双双安俊琳唐贵谦徐家平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南京210044 气象灾害教育部重点实验室南京210044 国家综合气象观测专项试验外场南京210044 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室(LAPC) 北京100029 江苏省气候中心南京210009

利用2020年秋季南京北郊低对流层(0~1000 m)VOCs探空实验数据,分析了该地区VOCs垂直廓线分布及其日变化、光化学反应性等特征.结果表明,φ(VOCs)随高度升高而降低(72.1×10^(-9)±28.1×10^(-9)~56.4×10^(-9)±24.... 详细信息

利用2020年秋季南京北郊低对流层(0~1000 m)VOCs探空实验数据,分析了该地区VOCs垂直廓线分布及其日变化、光化学反应性等特征.结果表明,φ(VOCs)随高度升高而降低(72.1×10^(-9)±28.1×10^(-9)~56.4×10^(-9)±24.8×10^(-9)).各高度上烷烃占比最大(68%~75%),其次为芳香烃(10%~12%)、卤代烃(10%~11%)、烯烃(3%~7%)和乙炔(2%).边界层日变化对VOCs廓线影响较大,早晚较低的边界层致使VOCs在近地面累积,而在上部体积分数较低;午后VOCs的垂直分布则较均匀.上午光化学反应性强(弱)的烯烃(烷烃)等的体积分数占比随高度升高而减小(增加),说明高层的VOCs光化学老化显著.午后VOCs各组分占比及其OFP在低对流层内垂直分布则较均匀.受周边不同来源气团影响,各高度φ(VOCs)及组分占比差异明显,工业气团在200~400 m;高度间φ(VOCs)随高度升高,芳香烃占比增大;城区气团φ(VOCs)垂直负梯度最大,近地面φ(VOCs)较高,芳香烃较丰富;乡村气团的烷烃垂直分布均匀且占比随高度逐渐升高;公路交通气团的近地面φ(VOCs)较高,烷烃占比最大.

关键词：南京挥发性有机化合物(VOCs) 垂直分布光化学反应性源识别

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中国西北5月和9月地表气温的年际变率机理及其预测

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大气科学 2023年第2期47卷 343-358页

作者：姚梦莹朱志伟卢睿姚俊强南京信息工程大学大气科学学院/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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

本文基于1961~2016年中国西北地区逐日地表气温观测资料以及全球大气再分析资料,通过统计诊断和数值模拟的方法,揭示了西北地区5月和9月地表气温年际变率规律及其机理,并在此基础上分别构建了季节预测模型。结果表明:(1)西北5月和9月地... 详细信息

本文基于1961~2016年中国西北地区逐日地表气温观测资料以及全球大气再分析资料,通过统计诊断和数值模拟的方法,揭示了西北地区5月和9月地表气温年际变率规律及其机理,并在此基础上分别构建了季节预测模型。结果表明:(1)西北5月和9月地表气温年际变率经验正交函数分解第一模态均为全区一致型空间分布,但具有不同的变率特征。(2)西北5月地表气温正异常与拉尼娜衰减型海表温度异常所对应的热带纬向三极型对流(降水)异常强迫有关,对流异常激发的热带外遥相关波列导致西北地区上空受反气旋(高压)异常控制,造成局地向下太阳短波辐射增多,从而使得西北地表气温增加;而西北9月地表气温正异常与拉尼娜发展型海表温度异常所对应的热带纬向偶极型对流(降水)异常强迫有关,偶极型对流强迫能够在西北地区东西两侧激发反气旋(高压)异常,导致西北地表气温正异常。(3)基于物理机制,分别利用拉尼娜衰减和发展型的相关海表温度异常预测因子,建立针对西北地区5月和9月地表气温年际变率的季节预测模型,独立预报期间(2007~2016年)预测技巧相关系数分别可达0.74和0.62,可为西北地表气温短期气候预测提供参考。

关键词：西北地区地表气温年际变率热带对流强迫季节预测

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不同辐射强迫对暖干复合事件强度长期趋势信号检测的影响

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气象科学 2023年第4期43卷 451-459页

作者：潘容筠李伟江志红南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学长望学院南京210044

本文基于Copula联合概率建立表征暖干复合事件强度的指数,基于单个辐射强迫的地球系统模式大样本模拟试验的结果,使用4种场显著性检验的方法分析了不同辐射强迫下中国区域整体暖干事件强度长期趋势信号的可检测性。结果表明,4种方法得... 详细信息

本文基于Copula联合概率建立表征暖干复合事件强度的指数,基于单个辐射强迫的地球系统模式大样本模拟试验的结果,使用4种场显著性检验的方法分析了不同辐射强迫下中国区域整体暖干事件强度长期趋势信号的可检测性。结果表明,4种方法得到的结论较为一致,均表明全强迫(自然外强迫和人为外强迫)下中国大部分区域复合事件的强度显著增强,不同集合成员之间的趋势较为一致,表明长期趋势主要受外强迫而非气候系统内部变率影响,其长期趋势的外强迫信号大约出现在2005年。在单个温室气体强迫的模拟试验下,复合事件强度的长期趋势更为明显,主要体现在强度更强并且长期趋势中外强迫信号出现的时间更早(约2000年)。但是在单个气溶胶强迫下,尚检测不到暖干事件强度长期趋势的外强迫信号。进一步分析表明,温度变化是暖干事件强度长期趋势变化的主要贡献因素。温室气体强迫下温度的贡献更大,尤其是在我国西部地区。

关键词：暖干复合事件场显著性检验长期趋势的外强迫信号

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2016冬季京津冀一次持续重度霾天气过程分析

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环境科学 2021年第8期42卷 3615-3621页

作者：毛曳张恒德朱彬南京信息工程大学大气物理学院南京210044 国家气象中心北京100081 气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2016年12月16~21日我国京津冀地区发生了一次持续重度霾天气过程.为了进一步加深对霾的认识和提高对霾的分析预报能力,利用多种资料,对此次重度霾天气过程的环流背景和气象要素等进行了综合性分析.结果表明,此次过程持续时间长,污染强度... 详细信息

2016年12月16~21日我国京津冀地区发生了一次持续重度霾天气过程.为了进一步加深对霾的认识和提高对霾的分析预报能力,利用多种资料,对此次重度霾天气过程的环流背景和气象要素等进行了综合性分析.结果表明,此次过程持续时间长,污染强度大,影响范围广,能见度低,以外来输送为主,气溶胶主要分布在600 m以下高度,有一定的极端异常性,静稳天气指数与空气质量指数有较好的对应关系;京津冀地区高空受高压脊前的纬向环流控制,维持偏西气流,冷空气活动弱,以下沉气流为主,水汽含量较低,高空云量较少,低空有暖脊北伸,地面位于高压东南部,受均压场控制,气压梯度较小,受偏南风影响,污染物易于堆积;地面静小风,相对湿度较高,混合层高度较低,不利于污染物的水平和垂直扩散.

关键词：霾环流背景气象要素激光雷达极端性

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一次天山南脉暴雨过程的位势稳定度变化特征及地形敏感性研究

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大气科学 2024年第5期48卷 1817-1836页

作者：谢越冉令坤沈新勇黄伟周括南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室北京100029 岱山县气象局岱山316200

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳... 详细信息

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳定变化的影响。分析结果表明:(1)暴雨发生前低层大气位势不稳定显著,而随着暴雨发生发展,不稳定能量被释放,低层大气趋于位势稳定。(2)位势散度项是位势稳定度倾向方程的重要强迫项,主要由爬流引起。经向爬流垂直切变与广义位温经向梯度的耦合项是爬流位势散度的主导项。本次暴雨发生过程中,地形扰动通过改变经向爬流的垂直切变和广义位温的经向梯度,造成位势不稳定的发展。这些结果有助于提高新疆地区的暴雨预报水平。

关键词：暴雨位势不稳定地形敏感性试验位势稳定度倾向方程

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土地管理对植被变绿的潜在贡献--以中国东北农业区为例

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生态学报 2022年第2期42卷 720-731页

作者：张林林梁传壮马海云陈鑫蔡江涛郭仁杰陈铁喜南京信息工程大学地理科学学院南京210044 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南京210044

植被变绿现象一般指绿度指标统计上呈现年际增加趋势。大尺度植被变绿现象及其归因与影响研究广泛开展中。其中,量化各种驱动因素的贡献仍然十分困难,特别是土地管理影响的研究尚显不足。选择了中国农业分布最广泛的东北农业区,尝试从... 详细信息

植被变绿现象一般指绿度指标统计上呈现年际增加趋势。大尺度植被变绿现象及其归因与影响研究广泛开展中。其中,量化各种驱动因素的贡献仍然十分困难,特别是土地管理影响的研究尚显不足。选择了中国农业分布最广泛的东北农业区,尝试从植被变绿的年际变化和季节特征对土地管理因素的潜在贡献进行了推断分析,并选择增强植被指数EVI作为指标。在2000—2019年期间,EVI在农田和自然植被(林地和草地)的变化趋势分别为2.19×10^(-3)/a(P<0.05)和1.86×10^(-3)/a(P<0.05)(1.83×10^(-3)/a(P<0.05)和1.94×10^(-3)/a(P<0.05)),即处于相同量级。但是,农田EVI的增长主要集中在6—9月,增长率为4.99×10^(-3)/a(P<0.05),而同期自然植被的增长速率仅为2.30×10^(-3)/a(P<0.05)(林地和草地分别为1.79×10^(-3)/a(P<0.05)和3.71×10^(-3)/a(P<0.05)),气候驱动因素很难解释这种季节性的不对称变化。土地管理选取种植类型变迁、农药与化肥施用量以及农业机械化等指标,结果表明该地区农田的土地管理强度变化较大(数据范围2000—2018年)。其中,小麦种植面积呈现下降(-85.61%),同期玉米和水稻种植面积显著扩张,增长率分别为144.64%和90.68%。化肥和农药施用量分别增加了112.61%和80.24%,农业机械总功率与大中型拖拉机数量增长量分别为185.04%和1192.30%。这些农田土地管理活动对农作物生长起到显著促进作用,能够较好解释农田植被在6—9月份相比自然植被具有更高的变绿速度。为了进一步量化相关机制,模式需要优化土地管理过程,完善其对变绿贡献的模拟。

关键词：变绿农田气候变化土地管理

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