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电瓷避雷器 2019年第3期 10-18页

作者：刘超王磊周懋坤于振国彭晓宇侯文豪徐黄飞薛奇张其林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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 昆明供电局昆明650011

针对甚低频磁天线在闪电定位网中应用的问题,介绍了甚低频磁天线的电路设计和标定方法,通过对磁场变化测量的理论分析,设计了合理的实验。利用冲击平台模拟自然闪电发生时产生的磁场变化,来检测甚低频磁天线工作的准确性和稳定性。采用... 详细信息

针对甚低频磁天线在闪电定位网中应用的问题,介绍了甚低频磁天线的电路设计和标定方法,通过对磁场变化测量的理论分析,设计了合理的实验。利用冲击平台模拟自然闪电发生时产生的磁场变化,来检测甚低频磁天线工作的准确性和稳定性。采用自主研制的磁天线对南京地区产生的一次雷暴过程进行测量。得出:在南京地区2016年8月2日观测到的1004次回击波形中,其中上升沿持续时间在1~10μs,大部分主要集中在1~4μs(72.2%)之间,连续电流的平均持续时间为3.35μs;将反演运算得到的波形与实测波形、定位结果与江苏省闪电定位系统的结果分别进行对比,验证了所提方案的可行性和技术上的先进性,这对甚低频磁天线在实际应用中具有一定的指导意义。

关键词：雷电电磁脉冲甚低频磁天线标定实验标定曲线

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风云四号闪电成像仪聚类算法的参数化方案

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电瓷避雷器 2019年第2期 103-108,114页

作者：陈亚芳张其林张晓黄周仿荣沈志高振宇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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217

风云四号静止卫星(FY-4)上携带的闪电成像仪(LMI,lightning mapping imager)可以很好地实时监测对流层的闪电活动情况,但由于目前公开的1 min事件产品(event)并不对应于一次次的闪电(flash),因此需要进行"聚类",也就是将事件... 详细信息

风云四号静止卫星(FY-4)上携带的闪电成像仪(LMI,lightning mapping imager)可以很好地实时监测对流层的闪电活动情况,但由于目前公开的1 min事件产品(event)并不对应于一次次的闪电(flash),因此需要进行"聚类",也就是将事件产品(event)转化为闪电(flash)数据。为了得到适合LMI的闪电聚类算法,本文选取了LMI空间像元分辨率不同的两个典型区域,一个是像元分辨率约为8 km的西南地区(东经,北纬),另一个是像元分辨率约为12 km的东北地区(东经,北纬),分析这两个区域的聚类参数化方案。研究发现,尽管两个典型区域的像元分辨率不同,但他们在事件到组的聚类算法中,可以选取同样的时间间隔(2 ms)和空间间隔(相邻格点)参数化;在组到闪电的聚类算法中,两个典型区域的时间参数化可以是相同的(330 ms),但空间参数有较大差异,在西南区域,空间间隔可以选取16. 5 km,在东北区域,空间间隔应该选取为26 km。

关键词：聚类算法聚类参数像元分辨率时间间隔空间间隔

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南京地区一次臭氧污染过程的行业排放贡献研究

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环境科学学报 2019年第1期39卷 105-115页

作者：马晓丹赵天良胡俊孙晓芸张磊单云鹏刘端阳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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 美国沙漠研究所大气科学科美国内华达州里诺市89512 美国内华达大学里诺分校大气科学系美国内华达州里诺市89512 江苏省气象台南京210008

采用WRF-CHEM模式对南京地区春季一次臭氧(O_3)污染过程进行了模拟及行业排放贡献分析.此次O_3污染过程发生在2015年5月22—26日,南京地区一直处于地面高压控制的晴好天气之下,并于25日达到O_3污染的峰值.模拟与观测的一致性指数IOA达到... 详细信息

采用WRF-CHEM模式对南京地区春季一次臭氧(O_3)污染过程进行了模拟及行业排放贡献分析.此次O_3污染过程发生在2015年5月22—26日,南京地区一直处于地面高压控制的晴好天气之下,并于25日达到O_3污染的峰值.模拟与观测的一致性指数IOA达到0.89,表征本次O_3污染过程的模拟与观测结果的一致性较高.通过5类排放源(工业源、农业源、居住源、交通源、生物源)的敏感性试验,探究各行业排放源中O_3前体物对近地面O_3浓度的相对贡献.结果表明工业源在白天为持续正贡献,且在午后16:00时达到峰值,而交通源、居住源和农业源的贡献随气温的升高在白天由负贡献转为正贡献,并在18:00时左右达到峰值.在夜晚,O_3则主要通过交通源排放的大量NO进行滴定消耗.在高O_3浓度(≥200μg·m^(-3))时,各人为排放源均为正贡献,工业源的贡献最大,达到50μg·m^(-3),在低O_3浓度(<200μg·m^(-3))时,交通源、居住源和农业源呈负贡献.生物源在人为排放源主导的南京城区O_3污染过程中的贡献几乎为零.考虑到O_3生成机制的复杂性,对于南京地区,减少工业源排放是控制O_3污染的关键.

关键词： O3 O3前体物行业排放贡献南京

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中国典型城市冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源分析

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生态环境学报 2019年第2期28卷 307-315页

作者：林昕曹芳翟晓瑶鲍孟盈俞绍才王京鹏章炎麟南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心江苏南京210044 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/气象灾害教育部重点实验室江苏南京2100442 浙江大学环境与资源学院/污染环境修复与生态健康教育部重点实验室/空气污染与健康研究中心浙江杭州310058 浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大... 详细信息

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大气颗粒物样品采集及其水溶性离子分析,探讨PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度变化特征,并利用主成分分析结果分析各类污染源排放对细颗粒物中水溶性离子质量浓度的贡献,以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。结果表明,长春、北京、上海、杭州和南京总水溶性无机离子质量浓度平均值分别为(18.8±9.0)、(34.9±23.3)、(21.8±13.3)、(42.2±21.4)和(62.1±25.9)μg·m^(-3),占PM_(2.5)质量浓度的33.6%-62.1%。二次离子(SIA,包括NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+)在总水溶性离子中占比均超过75.0%,说明SIA是水溶性离子的主要组分。SIA占总水溶性离子浓度的百分比随污染程度增强而增加。硝酸盐为5个城市在污染大气下主要的贡献物种。5个城市站点ρ(NO_3^-)/ρ(SO_4^(2-))随着大气污染程度的增加均有不同程度的增加且大于1,说明含氮污染物逐渐成为大气颗粒物中最重要的污染物。除长春硫氧化率(SOR)均值小于0.1外,其他4个城市SOR和氮氧化率(NOR)均大于0.1,说明北京、上海、杭州和南京站点大气中存在较高程度的SO_2和NO_2的二次氧化。北京站点NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4的形式存在,在其他4个城市站点以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在。5个城市水溶性离子主要来源为二次转化、扬尘、生物质和煤燃烧。

关键词：冬季细颗粒物水溶性离子大气污染来源解析

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南海夏季风对台风“启德”极端降水影响的数值模拟

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气象科学 2019年第3期39卷 295-303页

作者：夏侯杰朱伟军任福民梁佳王彬雁江西省气象台南昌330046 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 南京信息工程大学太平洋台风研究中心南京210044 四川省气象台成都610072)0x09

本文为研究台风“启德”极端降水的成因,模拟了南海夏季风减弱后台风“启德”的路径、强度、雨带位置、降水强度等。结果表明,夏季风削弱后,南海地区的西南季风受到抑制,台风强度减弱,台风范围内降水强度总体减弱,台风雨带偏南,因此南... 详细信息

本文为研究台风“启德”极端降水的成因,模拟了南海夏季风减弱后台风“启德”的路径、强度、雨带位置、降水强度等。结果表明,夏季风削弱后,南海地区的西南季风受到抑制,台风强度减弱,台风范围内降水强度总体减弱,台风雨带偏南,因此南海夏季风强度减弱不利于极端降水的产生。降水模拟过程中发现,降水强度的减弱在整个模拟试验时间周期内,表现为非峰值强度减弱明显,而峰值强度不明显减弱。进一步分析了台风降水的逐小时演变特征和台风路径特征。结果表明,控制试验与敏感性试验模拟台风登陆在时间上存在时间差,与台风降水的逐小时变化峰值出现的时间差基本对应。这说明可能台风登陆过程的其他复杂因素导致夏季风减弱后台风登陆降水不表现出明显减弱。而非登陆过程,减弱夏季风对台风降水有减幅作用。

关键词：南海夏季风台风“启德” 极端降水数值模拟

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夏季大西洋Niňo基本特征及其与中国夏季降水异常的联系

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大气科学学报 2019年第6期42卷 835-844页

作者：李忠贤余滔曾刚邓伟涛王健治吴玲玲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江苏南京210044 中国民用航空局厦门空中交通管理站气象台福建厦门361006 南京铁道职业技术学院社会科学教学部江苏南京210031

利用NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析资料、Hadley中心海表温度资料以及全国160站降水资料,运用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解和回归分析等方法,研究了夏季大西洋Nino的变化特征及其与中国夏季降水异常的联系。结果表明... 详细信息

利用NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析资料、Hadley中心海表温度资料以及全国160站降水资料,运用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解和回归分析等方法,研究了夏季大西洋Nino的变化特征及其与中国夏季降水异常的联系。结果表明:夏季大西洋Nino是热带大西洋海温异常的第一EOF模态,其方差贡献率为33.7%,具有明显的年际变化特征。当夏季大西洋Nino处于暖位相时,对流层低层西北太平洋地区出现明显的异常反气旋,受其影响,西太平洋副热带高压强度增强、位置西伸,中国华南地区出现显著的西南风异常,有利于西太平洋副热带高压西南侧的水汽向中国长江流域及其以北地区输送,使中国长江流域和华北地区降水增多,而中国东南沿海地区则受西北太平洋异常反气旋控制,不利于降水发生;反之亦然。

关键词：大西洋Nino EOF分解中国夏季降水西北太平洋异常反气旋西太平洋副热带高压

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硫酸盐气溶胶间接效应对中国东部冬季气候的影响

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气象与环境学报 2020年第5期36卷 52-61页

作者：王东东朱彬万绪江中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 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江苏南京210044 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江苏南京210044 辽宁省人工影响天气办公室辽宁沈阳110166

气溶胶间接效应通过对云的作用来影响气候,其过程复杂且不确定性较大。本研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1,通过改变模式中硫酸盐气溶胶转化为云凝结核数浓度的数量,设计了硫酸盐气溶胶间接效应的敏感性试验,通... 详细信息

气溶胶间接效应通过对云的作用来影响气候,其过程复杂且不确定性较大。本研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1,通过改变模式中硫酸盐气溶胶转化为云凝结核数浓度的数量,设计了硫酸盐气溶胶间接效应的敏感性试验,通过与控制试验对比来研究其间接效应对中国东部地区冬季云、降水和季风强度的影响。结果表明:在东亚地区云凝结核形成过程中,硫酸盐气溶胶占绝对的主导地位。硫酸盐气溶胶间接效应导致中国东部地区冬季云凝结核和云滴数浓度显著增加,海洋和陆地低层的云滴有效半径减小和总云液水路径的增加,导致了云反照率的增加。引起的负辐射强迫使地表和大气降温,海平面气压升高,增加的海陆气压梯度导致中国南方地区东亚冬季风增强,总降水率减少。硫酸盐气溶胶间接效应可能不是东亚冬季风在20世纪80年代中期年际变率减弱的原因。

关键词：硫酸盐气溶胶 CAM5.1模式敏感性试验东亚冬季风

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青藏高原季风的季节内振荡特征

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高原气象 2019年第6期38卷 1158-1171页

作者：陈悦李文铠郭维栋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/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049 南京大学气候与全球变化研究院/南京大学大气科学学院江苏南京210023

利用ERA-Interim再分析资料,采用集合经验模态分解、功率谱分析、合成分析等方法,研究了青藏高原(下称高原)季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI)所表征的青藏高原季风季节内振荡特征,结果表明:(1)高原季风变率的季... 详细信息

利用ERA-Interim再分析资料,采用集合经验模态分解、功率谱分析、合成分析等方法,研究了青藏高原(下称高原)季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI)所表征的青藏高原季风季节内振荡特征,结果表明:(1)高原季风变率的季节内分量(10~90天)在总变率中占据了可观的比例,QTPMI的季节内分量可解释总变率的26%,在夏季的解释方差可达37%;(2) QTPMI的季节内振荡与其相应周期的低频大气环流异常(对流层中高层异常气旋、反气旋)东移经过高原上空过程相联系,且异常信号的强度在向东传播的过程中存在增强-减弱-增强-减弱的演变特征(即到达高原前增强,在高原上东移减弱,移出高原后增强,继续东移入海时减弱);(3)高原夏季风期间环流与大气热源在季节内振荡上有一致性,呈现高原夏季风强(弱),大气热源强(弱)的关系。

关键词：青藏高原季风大气季节内振荡大气热源合成分析

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雷击锥形山体对近距离电磁场影响的模拟研究

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电瓷避雷器 2019年第2期 14-23页

作者：唐雅丽张其林王超于振国王磊张金波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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217

为研究雷击锥形山体对近距离电磁场的影响,提出了一种二维时域有限差分(FDTD)共形网格算法。利用该算法对锥形山体进行精确模拟,并具体讨论了不同山体倾角情况下回击电磁场的传输特性。相比于平坦地表(倾角为0°),雷击锥形山体时水... 详细信息

为研究雷击锥形山体对近距离电磁场的影响,提出了一种二维时域有限差分(FDTD)共形网格算法。利用该算法对锥形山体进行精确模拟,并具体讨论了不同山体倾角情况下回击电磁场的传输特性。相比于平坦地表(倾角为0°),雷击锥形山体时水平电场幅值随山体倾角增加而增大,当达到45°后,继续增加倾角对幅值影响较小,如土壤电导率为0. 001 S/m时,45°倾角对应的幅值为0°倾角的2. 30倍,60°倾角对应的幅值为2. 31倍;垂直电场和水平磁场幅值均随倾角增加持续显著地增大,如30°、45°和60°倾角对应的水平磁场幅值分别为0°倾角的1. 39、1. 62和1. 78倍。通过进一步分析雷电回击电磁场的时空演变情况,发现这是由于其在山体和平地之间的过渡处产生反射造成的,且倾角越大,反射越强,相应的幅值也越大。另外,锥形山体附近的垂直电场(主要是静电场分量)因山体的静电屏蔽效应而明显小于周围区域。

关键词：锥形山体雷电电磁场二维时域有限差分算法共形网格静电屏蔽效应

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春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏降水异常的联系

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热带气象学报 2019年第6期35卷 756-766页

作者：李忠贤陈晨曾刚邓伟涛吴玲玲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 南京铁道职业技术学院社会科学教学部江苏南京210031

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-II再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季(3—5月)热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏(7、8月)降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模... 详细信息

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-II再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季(3—5月)热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏(7、8月)降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模态是热带大西洋海温异常REOF分解的第一模态,方差贡献率为34.5%。热带大西洋北部海温异常年际变率具有明显的季节差异,其中春季最为显著。春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏华中地区降水异常有显著的正相关关系。进一步分析表明,春季热带大西洋北部的海温正异常可以激发出Rossby波,在热带大西洋西北部和热带东太平洋北部产生异常的气旋式环流,引起上述区域的对流层低层(上层)大气出现异常辐合(辐散),并通过热带大西洋北部地区和太平洋之间的垂直环流异常,在中太平洋地区对流层低层大气出现异常辐散,有利于西北太平洋地区产生异常反气旋式环流,异常反气旋西北侧的西南气流有利于水汽输送至我国华中地区,使该地区降水偏多。且这种影响可以通过热带大西洋北部海温异常的持续性,从春季一直持续到盛夏。

关键词：热带大西洋北部海温盛夏降水大气环流

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