检索结果-内蒙古大学图书馆

农业环境科学学报 2025年第2期44卷 409-419页

作者：刘卓玲王艳玲张佳敏李欢高磊南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京211135

为明确坡位变化对红壤胶体颗粒组成及胶体磷含量的影响,本研究以江西鹰潭孙家典型红壤小流域观测站内位于坡顶、坡上、坡中及坡底的橘园红壤为研究对象,基于Stoke′s定律采用水分散-虹吸法依次获得粒级为<0.1、0.1~<0.45、0.45~&l... 详细信息

为明确坡位变化对红壤胶体颗粒组成及胶体磷含量的影响,本研究以江西鹰潭孙家典型红壤小流域观测站内位于坡顶、坡上、坡中及坡底的橘园红壤为研究对象,基于Stoke′s定律采用水分散-虹吸法依次获得粒级为<0.1、0.1~<0.45、0.45~<1μm及1~5μm的胶体颗粒,对比分析了各坡位橘园红壤中胶体颗粒的分布比例、有机质、非晶质氧化铁(Feo)、非晶质氧化铝(Alo)及胶体颗粒所携带的磷素(Pcoll)的含量变化差异;以坡顶橘园红壤为例,借助于热场发射电子扫描显微镜、X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)观察了各粒级胶体颗粒的微观形貌及元素富集特征;明确了各粒级胶体颗粒的组成矿物及相对比例。结果表明:不同坡位橘园红壤中1~5、0.45~<1、0.1~<0.45μm胶体颗粒的分布比例分别为20.1%~24.8%、4.1%~6.1%、0.2%~0.6%;且随坡位降低,1~5μm胶体颗粒的分布比例呈先增加后降低的趋势,0.45~<1μm与0.1~<0.45μm胶体颗粒则呈降低-增加-降低的趋势。随橘园坡位的降低,各粒级胶体颗粒内有机质和Alo占比呈先增加后降低的趋势,以坡中和坡上有机质占比分别为最低与最高,而坡顶和坡上Alo的占比分别为最低与最高;Feo占比呈先降低后增加的趋势,以坡上和坡中的占比分别为最低与最高。随胶体颗粒粒级的减小,各粒级胶体颗粒内有机质与Feo占比呈先降低后增加的趋势,Alo占比则呈先增加后降低的趋势。不同坡位橘园红壤中各粒级Pcoll含量为0.66~1.57 g·kg^(-1),且均随坡位降低呈先降低后增加的趋势,坡中各粒级Pcoll含量最低,坡底Pcoll含量最高;且胶体粒径越小,Pcoll含量相对越高。通过SEM-EDS观察到坡顶橘园红壤中0.1~<0.45μm胶体颗粒的结合程度最好,颗粒排列紧实呈团状,<0.1μm胶体颗粒的结合程度最差,颗粒呈分散状,而1~5μm和0.45~<1μm胶体颗粒呈片状散落排布,结合程度相仿;磷主要赋存于1~5μm和0.1~<0.45μm胶体颗粒表面,铁则主要赋存于<0.1μm胶体颗粒表面;各粒级胶体颗粒的主要组成矿物为高岭石与多水高岭石。相关分析表明,橘园红壤中总碳、总氮、全磷、有机质、Alo等指标仅对橘园红壤中0.1~<0.45μm胶体颗粒中的胶体磷含量有显著影响。

关键词：橘园红壤坡位变化胶体磷矿物组成有机-无机胶结物质

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基于长序列遥感降水融合数据集的黄河源气象干旱特征研究

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大气科学学报 2025年第1期48卷 49-61页

作者：成硕黄曼捷余文君庄稼成星寅聪严海文李艳忠赵林南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究... 详细信息

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究以资料稀缺的黄河源为研究区,利用随机森林(random forest,简称RF)方法生成了黄河源区长序列(1983—2018年)高精度的格网降水数据集,并基于该数据集利用标准化降水指数(standardized precipitation index,简称SPI)和游程理论方法识别气象干旱事件,阐明融合降水产品数据集对气象干旱事件特征的捕获能力。结果表明:1)基于机器学习的降水融合数据集在站点尺度性能方面优于3套原始遥感降水产品,能较理想地捕获降水的年内和年际波动;2)黄河源降水和4个时间尺度的SPI(SPI1、SPI3、SPI6和SPI12)均呈显著增加趋势(通过0.05信度的显著性检验),表明近36年黄河源区降水增加,气象干旱趋缓;3)降水突变点发生在2006年,2006年前的平均干旱事件历时长、烈度强和极值大,但2006年后干旱事件特征趋缓;空间分布上,源区西北部干旱历时和烈度较高,东南部干旱强度和极值较高。

关键词：标准化降水指数气象干旱融合降水黄河源区

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城市洪涝风险的组合赋重方法研究与应用: 以淮安市为例

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：王金虎张东晖王钰尧南京信息工程大学应急管理学院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信息工程大学管理工程学院南京信息工程大学大气物理学院

城市洪涝灾害对人民的生命和财产安全造成了巨大的损失，客观、准确的对该灾害进行定量风险评估，对提高城市韧性发挥至关重要的作用。以淮安市为研究对象，从IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架“危险性（Hazard）-暴露性（Exposure）-脆... 详细信息

城市洪涝灾害对人民的生命和财产安全造成了巨大的损失，客观、准确的对该灾害进行定量风险评估，对提高城市韧性发挥至关重要的作用。以淮安市为研究对象，从IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架“危险性（Hazard）-暴露性（Exposure）-脆弱性（Vulnerability）”即“H-E-V”的框架出发，建立城市洪涝灾害风险的指标体系，基于随机森林算法计算洪涝因子对洪涝灾害的相对重要性，并以此作为客观权重，融合层次分析法确定各洪涝因子的主观权重。最后利用Kendall系数进行一致性检验并计算最优组合权重。使用优化后的新型指标赋权对淮安市的洪涝灾害风险进行精细化评估。结果表明：（1）利用Kendall法进行验证，协调系数W=0.1456，在0.05 显著性水平下，客、主观权重存在一定的一致性。（2）暴露性和脆弱性的影响显著高于危险性，尤其在主要河流水系和高人口密度区域，两者贡献更加突出。（3）淮安市中高风险区与洪泽湖、高邮湖、淮河及三河等主要河流水系分布关系密切，受人口密度、地均GDP等因素的影响清江浦区、涟水县西北、东部地区和淮安区的东南部也位于中高风险区。（4）利用网络爬取近年的极端灾害点进行验证，88%的极端灾害点位于较高及高等级规划的组合风险等级图中。对未来城市应对洪涝灾害起到借鉴作用。

关键词：城市洪涝灾害随机森林法层次分析法风险评估淮安市韧性城市极端天气降雨

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夏季西北太平洋副热带高压主模态年际变化特征及其季节预报模型

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大气科学 2025年第1期49卷 67-92页

作者：刘菲菲陶丽张俊凯南京信息工程大学大气科学学院南京210044 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南京210044 云南省临沧市气象局临沧677099

作为东亚夏季风环流系统的重要成员,夏季西北太平洋副热带高压(简称副高)活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响,但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979~2022年月平均海气资料和海气指数,基于信息流方法特有的因果... 详细信息

作为东亚夏季风环流系统的重要成员,夏季西北太平洋副热带高压(简称副高)活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响,但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979~2022年月平均海气资料和海气指数,基于信息流方法特有的因果关系来挑选副高主模态变化的预报因子,并建立预报模型。本文首先利用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解,得到1979~2020年副高变化的前两个主模态及其对应的主成分(PCs),其分别与El Ni?o衰减和La Ni?a发展关系密切。然后利用信息流和多元逐步回归筛选1980~2015年建模期间PC1和PC2的预报因子。PC1、PC2的预报因子均为7个,PC1的预报因子主要包括了Ni?o 4指数、赤道中太平洋北部海表温度(SST)等。PC2的预报因子主要包括了热带中太平洋北部SST、大西洋多年代际振荡(AMO)指数等,表明由春季PMM(Pacific meridional mode)发展起来的夏季La Ni?a和北大西洋SST对接下来夏季EOF2模态的形成有重要影响。1980~2015年期间预报PCs和实际PCs序列的相关系数达到0.91和0.88,并用该预报模型预报2016~2020年PCs序列,相关系数分别达到0.74和0.85。1980~2022年的预报重构场与实际观测场的区域平均时间相关系数、多年平均的空间相关系数分别为0.63、0.48,均通过99%的信度检验,且预报的效果很大程度上依赖于预报上限。我们还通过PCs值进行相似年份预报,以弥补重构场异常较弱的缺陷。

关键词：西北太平洋副热带高压信息流预报模型相似年预报

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南大西洋副热带偶极子的统计特征及其与ENSO的关系

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大气科学学报 2025年第2期48卷 255-266页

作者：王晓红官元红王曰朋吴香华李兴钰南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心江苏南京210044 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江苏南京210044

利用逐月Hadley Center海表面温度、NCEP/NCAR海表面风场和海平面气压等资料,探讨了南大西洋副热带海表面温度的特征及其与ENSO(El Ni1o-Southern Oscillation)的关系。结果表明:1)在北半球冬季,南大西洋副热带海表面温度异常的EOF(empi... 详细信息

利用逐月Hadley Center海表面温度、NCEP/NCAR海表面风场和海平面气压等资料,探讨了南大西洋副热带海表面温度的特征及其与ENSO(El Ni1o-Southern Oscillation)的关系。结果表明:1)在北半球冬季,南大西洋副热带海表面温度异常的EOF(empirical orthogonal function)第一模态(解释方差为27.82%)呈现东北-西南的反位相分布,即南大西洋副热带偶极子(South Atlantic Subtropical Dipole,SASD);其形成主要是由于南大西洋副热带高压变化引起了表面风的变化,表面风的变化引发了潜热通量东北-西南异常反位相分布,从而导致了海温的变化。2)SASD存在明显的季节锁相特征:9—11月SASD模态开始发生发展,12月—次年2月成熟并达到峰值,次年3—5月减弱。3)1960—2022年SASD主要以4~6 a的时间尺度发生周期变化。4)SASD与ENSO存在较强的相关关系,两者的相关系数达0.55,其中正、负SASD分别与厄尔尼诺、拉尼娜事件相对应。与El Ni1o同时发生的正SASD事件对El Ni1o的强度和范围有增强和扩大的作用,且正SASD与El Ni1o事件同时发生会激发次年La Ni1a事件发生,La Ni1a事件反过来又能加强下一年负SASD事件的强度。

关键词：南大西洋副热带偶极子厄尔尼诺拉尼娜气候变率极端事件

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紫外辐射在水体中衰减的驱动因素研究进展

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环境生态学 2025年第1期7卷 162-168页

作者：王锦旗宋玉芝南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044

紫外辐射(UVR)不仅会对水生生物生长发育产生一系列不利影响,还对生物地球化学过程产生影响。UVR在水体中衰减受纯水、有色可溶性有机物(CDOM)、浮游藻类及非藻类悬浮颗粒物等因素的影响。大部分水体中CDOM含量贡献较大;在溶解性有机碳(... 详细信息

紫外辐射(UVR)不仅会对水生生物生长发育产生一系列不利影响,还对生物地球化学过程产生影响。UVR在水体中衰减受纯水、有色可溶性有机物(CDOM)、浮游藻类及非藻类悬浮颗粒物等因素的影响。大部分水体中CDOM含量贡献较大;在溶解性有机碳(DOC)较低水体中浮游植物贡献较大,且浮游植物可影响水体CDOM浓度;在浑浊水体,颗粒物和浮游植物等是主要影响因素。海洋开阔水域中UVR生物有效光学深度较高,而内陆水体普遍较低。UVR衰减系数随辐射波长增加而减少,故UVR穿透深度随波长增加而增加。这些将对深入研究UVR在水下渗透规律,增加水生有机体适应性起重要作用。未来应重点关注气候变化背景下UVR对水体碳、氮循环,对水生有机体生理特征的影响。

关键词： CDOM 浮游植物非藻类悬浮颗粒物衰减系数

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基于多要素3D特征提取的短期定量降水预报技术研究

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南京信息工程大学学报 2025年第1期17卷 125-137页

作者：熊文睿张恒德陆振宇郭云谦南京信息工程大学人工智能学院南京210044 国家气象中心北京100081

由于空间分辨率有限、物理参数化方案不够完善、泛化性较弱等原因,使得传统业务数值天气模式(NWP)在定量降水预报中存在固有偏差,而深度学习神经网络具有强大的非线性拟合能力、能够自主性学习到任务相关的关键特征、泛化性较高等优势,... 详细信息

由于空间分辨率有限、物理参数化方案不够完善、泛化性较弱等原因,使得传统业务数值天气模式(NWP)在定量降水预报中存在固有偏差,而深度学习神经网络具有强大的非线性拟合能力、能够自主性学习到任务相关的关键特征、泛化性较高等优势,有望改善现状.为此,本文提出一种基于多要素3D特征提取的短期定量降水预报技术.基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的高分辨率ECMWF-HRES(EC-Hres)模式预报数据,构建3D-QPF(3D-Quantitative Precipitation Forecast)语义分割模型,通过先分类后回归的耦合框架,捕捉多种降水相关要素数据的3D空间特征,得到与降水实况数据间的非线性关系,并增加准确率和召回率损失函数,进一步提升模型对偏态数据的预报效果.实验结果表明,3D-QPF的逐日累积降水预报不仅在晴雨量级(0.1 mm/(24 h))准确率评分稳定增长,在暴雨量级(50 mm/(24 h))的准确率评分也有明显提升,暴雨量级较EC-Hres的TS评分最高提升了15.8%,RMSE优化达到18.71%.经过长期检验,3D-QPF模型与EC-Hres、中国气象局全球模式(CMA-GFS)预报以及2D-Unet和3D-Unet等经典网络模型相比做出了有效的预报订正效果.此外,随着预报时效延长至72 h,模型的优化效果仍能够保持相对稳定.

关键词：定量降水预报语义分割偏态数据耦合方式

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降水空间信息的处理策略对径流预测的影响

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水科学进展 2025年第1期36卷 143-154页

作者：高玉芳何川彭涛高勇南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044 三峡国家气候观象台湖北宜昌443099 中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室湖北武汉430205 泰安市水利局山东泰安271000

降水空间信息的精确提取对径流预测的精度至关重要。本文以赣江流域为研究对象,基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,设计原始图像、小波分解、统计特征、面平均值、区域划分5种降水空间信息提取方案,研究降水空间信... 详细信息

降水空间信息的精确提取对径流预测的精度至关重要。本文以赣江流域为研究对象,基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,设计原始图像、小波分解、统计特征、面平均值、区域划分5种降水空间信息提取方案,研究降水空间信息不同处理策略对基于LSTM模型的径流预测性能的影响。结果表明:相较于直接使用原始图像的方案,综合运用小波分解和统计特征提取的处理方法测试期纳什效率系数分别提升了11.5%和17.9%,同时也增强了模型的稳定性和解释性;不同的区域划分方法能结合土地利用、土壤类型等下垫面因素,反映降水响应的空间差异性,展现了对各流量等级的适应能力,相较于以流域平均值作为输入的方式,能明显提高捕捉高流量和低流量特征的能力。研究表明在基于LSTM模型的降雨—径流预测模型中引入降水空间信息,可以有效改善预测效果。

关键词：径流预测长短期记忆网络卷积神经网络小波变换

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盘龙城遗址剖面记录的沉积环境演变及其与人类活动的关系

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第四纪研究 2025年第1期45卷 283-295页

作者：周驿佳邹春辉王婷郭爱鹏邹秋实毛龙江莫多闻南京信息工程大学科技史与气象文明研究院南京210044 泰山学院泰山研究院泰安271000 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 武汉大学历史学院武汉430071 北京大学城市与环境学院北京200871

江汉平原位于我国东亚夏季风盛行区,同时也是我国新石器时期以来人类活动与文化兴替较为频繁的地区之一,因此成为探索古人类与环境互动关系的理想场所。盘龙城遗址作为夏商时期江汉平原具有代表性的大型聚落之一,开展对其内部的高分辨... 详细信息

江汉平原位于我国东亚夏季风盛行区,同时也是我国新石器时期以来人类活动与文化兴替较为频繁的地区之一,因此成为探索古人类与环境互动关系的理想场所。盘龙城遗址作为夏商时期江汉平原具有代表性的大型聚落之一,开展对其内部的高分辨率古环境重建,对于揭示在中原文化控制下环境变化对江汉平原遗址群的影响具有重要意义。本研究基于武汉盘龙城遗址王家嘴发掘区获得的长度为450 cm、年龄范围为3650~3300 a B. P.的自然剖面,进行AMS~(14)C测年以及地球化学元素的分析,并综合前人研究成果,重建盘龙城遗址内部的沉积环境演变,进一步探究环境变化与人类活动间的关系。结果表明:1) ~3650 a B. P.为次生黄土层,C/N较低,SiO_(2)/Al_(2)O_(3)与BA值上升,相反Rb/Sr和Ki值下降,风化作用减弱,气候环境凉干;2)3650~3460 a B. P., C/N增加,Rb/Sr和Ki值先降低后缓慢上升,SiO_(2)/Al_(2)O_(3)与BA值变化趋势相反,风化强度先降低后增强,气候回暖,土壤中有机质增多。此阶段古人开始在王家嘴岗地上居住并发展稻作农业;3)3460~3300 a B. P., Rb/Sr和Ki值先降低后升高并出现峰值,SiO_(2)/Al_(2)O_(3)与BA值先升高后降低且出现高峰,风化强度先减弱后增强,气候凉干。C/N异常升高,主要源自人类活动的影响。城址修建后盘龙城地位上升,成为长江中游东部地区的中心城市,而王家嘴因府河水位下降露出大片土地,适宜开展稻作农业;4)3300~3200 a B. P.王家嘴废弃后,人口逐渐从宫城区转移至杨家湾。此时江汉平原气候环境寒冷干燥,降水减少。在气候恶化与战争的双重因素影响下,盘龙城遗址最终被废弃。

关键词：地球化学环境演变全新世江汉平原盘龙城遗址

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2022年长江中下游夏季极端高温干旱复合事件及陆面反馈的可能贡献

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大气科学 2025年第1期49卷 229-244页

作者：郭祎陈海山董寅硕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协同创新中心南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

2022年夏季长江中下游地区发生异常极端高温干旱复合事件,对社会经济造成严重影响。为了解此次极端复合事件的发生机理,本文基于观测和再分析资料,分析了此次极端复合事件的基本特征和异常环流特征,并结合陆气耦合指数,探讨与土壤湿度... 详细信息

2022年夏季长江中下游地区发生异常极端高温干旱复合事件,对社会经济造成严重影响。为了解此次极端复合事件的发生机理,本文基于观测和再分析资料,分析了此次极端复合事件的基本特征和异常环流特征,并结合陆气耦合指数,探讨与土壤湿度相关的陆面反馈对此次复合事件的影响及可能机理。结果表明,2022年8月长江中下游地区极端高温干旱复合天数高达20天,为1979年以来最高;西太副高异常西伸,南亚高压异常东伸,导致长江中下游地区为深厚的异常高压控制,局地表现为强烈的辐合下沉运动,下沉绝热增温是导致近地面温度变化的直接原因。同时西风急流北移增强,阻挡北方冷空气南下,不利于水汽在长江流域辐合,导致长江中下游降水异常偏少,进而形成此次极端高温干旱复合事件。此外,同期局地土壤湿度异常偏低,陆气耦合指数异常偏高,说明此时温度异常受到与土壤干燥有关的蒸发和感热加热的影响。合成分析结果表明,土壤湿度偏干会导致感热通量增加,有利于对流层中上层反气旋环流发展,异常高压在局地形成下沉运动,造成云量减少,入射短波辐射增加,进而导致地表增温且不利于降水的形成。回归分析的结果也进一步量化了长江中下游局地土壤湿度对温度的贡献为65.6%。陆气耦合及陆面反馈的作用对长江中下游地区温度的升高和降水的减少具有不可忽视的贡献。

关键词：长江流域极端高温干旱复合事件土壤湿度陆面反馈

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