检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学 2023年第12期44卷 6598-6609页

作者：曲雅微王体健袁成吴昊金陵科技学院智能科学与控制工程学院南京211169 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 南京大学大气科学学院南京210023 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

近年来,中国大气细颗粒物(PM_(2.5))污染的治理已取得阶段性成效,但臭氧(O_(3))污染快速上升,实现PM_(2.5)和O_(3)协同控制的基础与关键是针对大气污染物的精细化探测和污染溯源.随着无人机技术和传感器技术的迅速发展,基于无人机平台... 详细信息

近年来,中国大气细颗粒物(PM_(2.5))污染的治理已取得阶段性成效,但臭氧(O_(3))污染快速上升,实现PM_(2.5)和O_(3)协同控制的基础与关键是针对大气污染物的精细化探测和污染溯源.随着无人机技术和传感器技术的迅速发展,基于无人机平台的大气污染探测可以有效获得近地层的PM_(2.5)和O_(3)结构特征,并结合计算机算法对大气污染事件进行精准溯源,具有高时效性、高灵活性和高时空分辨率的特征,有助于研究人员了解区域污染物的分布、变化以及来源,为大气复合污染的协同控制提供科学依据.通过回顾传统的大气污染探测方法,总结了污染探测领域常用的无人机飞行平台类型和探测仪器,归纳了基于无人机的PM_(2.5)和O_(3)污染探测应用与相关溯源算法,并展望了无人机大气探测的未来研究方向.

关键词：无人机(UAV) PM_(2.5) 臭氧(O_(3)) 大气污染探测大气污染溯源

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基于CMIP6模式对青藏高原平均降水的模拟评估与预估

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南京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 301-316页

作者：季玉枝杨小玲周波涛徐昕王元中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京大学大气科学学院南京210023 江西信息应用职业技术学院南昌330043 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信息工程大学南京210044

青藏高原降水对区域气候和水循环有着重要影响,在全球变暖的大背景下,研究青藏高原的降水分布及趋势变化十分必要.以1995-2014年青藏高原观测降水为基准态,评估第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中20个模式对青藏高原年和季节平均降水... 详细信息

青藏高原降水对区域气候和水循环有着重要影响,在全球变暖的大背景下,研究青藏高原的降水分布及趋势变化十分必要.以1995-2014年青藏高原观测降水为基准态,评估第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中20个模式对青藏高原年和季节平均降水的模拟能力.结果表明,CMIP6模式能够较好地模拟出青藏高原降水从东南向西北减少的空间分布特征,但模式模拟仍存在湿偏差,平均降水偏差达到1.3 mm·d^(-1).而且对于冬季模拟降水,模式之间存在较大的差异,模式标准差在3 mm·d^(-1)以上.在共享社会经济路径SSP5-8.5和SSP2-4.5情景下,基于20个模式的模式集合(AMME)与择优选取的五个模式组成的集合(BMME)对中期(2045-2065年)和长期(2081-2100年)平均降水的未来预估,整体上青藏高原未来降水将有所增加,SSP5-8.5情景增幅大于SSP2-4.5,长期降水增幅大于中期.中期降水变化与长期分布一致,除了冬季和秋季南部地区、夏季东部地区表现为降水减少之外,其他大部分地区表现为全年和季节平均降水量的增加.BMME预估全年和季节平均降水增幅往往大于AMME.未来年平均降水的增加主要来源于春季降水的增加.

关键词： CMIP6模式青藏高原平均降水模式评估预估

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Atlantic Niño–ENSO关系的年代际变化及其影响因子:基于CESM1长期模拟的研究

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大气科学 2024年第6期48卷 2215-2234页

作者：陶淑琳陈林姜蕾杉王然王阔邢雯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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 浙江省气候中心杭州310017 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广州510301

三大洋相互作用是当前国际前沿的热点问题之一,近年来大西洋和印度洋对太平洋气候变率的影响得到了广泛的关注,其中热带大西洋主要年际变率Atlantic Niño/Atlantic Niña(大西洋尼诺/尼娜)对El Niño–Southern Oscillatio... 详细信息

三大洋相互作用是当前国际前沿的热点问题之一,近年来大西洋和印度洋对太平洋气候变率的影响得到了广泛的关注,其中热带大西洋主要年际变率Atlantic Niño/Atlantic Niña(大西洋尼诺/尼娜)对El Niño–Southern Oscillation(ENSO)的发展演变具有不可忽视的影响。观测结果表明夏季大西洋尼诺/尼娜与随后冬季ENSO的负相关关系(以下简称“Atlantic Niño–ENSO关系”)并非一直显著,而是表现出了年代际差异,然而关于影响二者关系年代际差异的关键物理因子尚不清楚。本文基于观测资料和地球系统模式(CESM1)长期模拟资料分析了影响Atlantic Niño–ENSO关系变化的关键因子,得到以下主要结论:(1)夏秋印度洋偶极子(IOD)是调控Atlantic Niño–ENSO二者关系密切与否的重要因子之一。当大西洋尼诺(尼娜)激发出热带大西洋—太平洋异常沃克环流的同时,负IOD(正IOD)可以激发热带印度洋—太平洋异常沃克环流,对应的下沉支(上升支)加强了大西洋尼诺(尼娜)引发的太平洋异常沃克环流下沉支(上升支),最终造成赤道太平洋低层东风(西风)异常,促进了随后拉尼娜(厄尔尼诺)事件的发生发展。(2)ENSO发展前期的夏季太平洋海洋热容量初始状态也是调制大西洋尼诺/尼娜能否影响随后ENSO事件发生发展的另一关键因子。当大西洋尼诺(尼娜)发生时,若同期赤道太平洋处于“放电”(“充电”)状态,则更有利于随后拉尼娜(厄尔尼诺)事件的形成。值得指出的是,夏秋季IOD与夏季太平洋海洋热容量初始状态这两个关键因子相互独立,二者对Atlantic Niño–ENSO关系的调制作用相当。总之,在关注热带大西洋影响太平洋气候变率的时候,须同时考虑印度洋特别是IOD信号的影响以及热带太平洋自身海洋初始态影响。由于观测资料长度有限,该研究基于长时间模拟资料所得的结论可作为观测结果的补充,有助于增进对热带洋盆间相互作用的理解。

关键词：大西洋尼诺 ENSO 跨洋盆相互作用热带海气相互作用

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2016与2020年江淮流域梅雨期降水准双周振荡特征的对比分析

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气象学报 2023年第2期81卷 235-257页

作者：钟倩媚马静王璐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 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用海温和多种大气环流再分析资料以及中国逐日降水站点观测数据,通过滤波、合成等方法对2016和2020年江淮流域梅雨期降水的准双周振荡特征进行了对比分析。结果表明,这两年江淮流域准双周振荡降水均异常偏多,但2016年的降水准双周振... 详细信息

利用海温和多种大气环流再分析资料以及中国逐日降水站点观测数据,通过滤波、合成等方法对2016和2020年江淮流域梅雨期降水的准双周振荡特征进行了对比分析。结果表明,这两年江淮流域准双周振荡降水均异常偏多,但2016年的降水准双周振荡强度及低频异常降水较2020年更为显著。中国南海和西太平洋对流层低层向西北方向移动的低频反气旋以及中高纬度对流层中高层随西风急流向东南方向传播的低频气旋是引起2016年江淮流域降水准双周振荡的主要原因。2020年江淮流域降水的准双周振荡受到日本南部向西南方向移动的低频气旋、菲律宾海向西北方向移动的低频反气旋以及中高纬度地区随极涡西向旋转而西移的低频气旋的共同影响。中国南海和热带西太平洋以及热带印度洋的持续海温正异常通过海-气相互作用激发并维持了2016年中国南海与西太平洋上空异常对流活动以及大气环流系统的准双周振荡。2020年黑潮及其延伸区和西北太平洋海温正异常通过海-气相互作用激发了该区域异常低频气旋反气旋交替生成和移出,调控西北太平洋副热带高压的进退,进而影响江淮流域降水的准双周振荡。在2016和2020年,对流层低层异常反气旋有利于海温的升高,海温正异常进一步激发大气低层异常气旋性环流,而异常气旋性环流会导致洋面变冷出现海温负异常,海温负异常又会促进异常反气旋环流的发展,通过这种准双周尺度上的海-气相互作用,对流层低层的大气准双周振荡信号可持续地向江淮地区传播,从而影响江淮流域梅雨期降水的准双周振荡。

关键词：准双周振荡梅雨西太平洋低频反气旋中高纬度低频气旋

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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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广西十万大山背景点PM_(2.5)中非极性有机气溶胶组成及来源解析

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环境科学 2022年第6期43卷 2895-2905页

作者：邢佳莉曹芳王谦张煜娴章炎麟南京信息工程大学应用气象学院耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 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南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京信息工程大学应用气象学院南京210044

大气细颗粒物(PM_(2.5))中的非极性化合物包括多环芳烃(PAHs)和正构烷烃(n-alkanes)等,通常用于识别污染来源,且对人体健康和环境有很重要的影响.为探究广西背景点PM_(2.5)中非极性有机气溶胶的污染特征及来源,于2017年11月至2018年10月... 详细信息

大气细颗粒物(PM_(2.5))中的非极性化合物包括多环芳烃(PAHs)和正构烷烃(n-alkanes)等,通常用于识别污染来源,且对人体健康和环境有很重要的影响.为探究广西背景点PM_(2.5)中非极性有机气溶胶的污染特征及来源,于2017年11月至2018年10月,对野外采集的PM_(2.5)样品分析了其中17种多环芳烃和20种正构烷烃.结果表明,多环芳烃和正构烷烃全年的平均值分别为(4.28±4.25)ng·m^(-3)和(13.7±14.72)ng·m^(-3);季节变化规律均是:冬季[(7.86±5.19)ng·m^(-3)和(27.51±16.9)ng·m^(-3)]>春季[(2.73±1.76)ng·m^(-3)和(7.64±4.71)ng·m^(-3)]>秋季[(2.34±1.45)ng·m^(-3)和(7.01±4.55)ng·m^(-3)]>夏季[(1.91±1.67)ng·m^(-3)和(3.98±3.12)ng·m^(-3)].PAHs中5环和6环的分子占比较大,超过60%,其次是中低环分子(4环和3环);n-alkanes中高分子量占比较高(C29>C31>C27),且奇偶碳数有明显差异.另外结合特征比值法、主成分分析法和后向轨迹相互验证发现:冬季非极性有机气溶胶中41.5%受港口船舶交通排放、海洋源输送影响,36.7%的污染贡献来自燃煤和局地生物质燃烧;春季污染气团中有25.2%来自生物质燃烧传输影响,45.0%来自研究区域南部的海洋输送,高等植物蜡排放污染较高;夏季53.4%气团污染来自船舶交通源传输,10.6%的污染来自西南泰国的跨境输送.广西背景点有机气溶胶受到局地排放和传输源的共同影响.

关键词：非极性化合物多环芳烃(PAHs) 正构烷烃(n-alkanes) 后向轨迹分析主成分分析

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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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2020年夏季超长梅雨过程中不同等湿静力能层的大气质量收支

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大气科学 2024年第5期48卷 1743-1761页

作者：缪玉洁虞越越陈刚管兆勇李熙晨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(KLME)/气象与环境联合研究中心(ILCEC)/气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心(CIC–FEMD) 南京210044 中国科学院大气物理研究所北京100029 加利福尼亚大学洛杉矶分校洛杉矶90001

本文运用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)1980~2020年ERA5再分析数据集,从等湿静力能(MSE)大气质量环流的角度研究了2020年夏季超长梅雨期间各等MSE层大气质量和质量通量的特征及其与降水的关系。结果表明,在2020年超长梅雨过程中,从热带... 详细信息

本文运用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)1980~2020年ERA5再分析数据集,从等湿静力能(MSE)大气质量环流的角度研究了2020年夏季超长梅雨期间各等MSE层大气质量和质量通量的特征及其与降水的关系。结果表明,在2020年超长梅雨过程中,从热带到中纬度梅雨区大气普遍向更高的等湿静力能层抬升。345~350 kJ/335~340 kJ等MSE层的质量异常增多/减少最为显著且与区域降水呈显著的同期正/负相关,因此335~350 kJ是2020年梅雨季的关键MSE变化范围。来自热带印度洋和热带西太平洋的高能空气向梅雨区汇聚是此次梅雨降水异常的重要原因,而局地静力不稳定性并无显著偏强异常。梅雨区345~350 kJ/340~345 kJ等MSE层大气质量日变化由绝热质量通量异常主导,进一步发现这两层的绝热质量通量异常超前降水1~2 d时两者的正/负相关性最好。在梅雨季的不同阶段,强降水前期等MSE绝热质量通量异常特征及其经纬向分量的相对重要性有所不同。在梅雨季初期,强降水前一天梅雨区345~350 kJ等MSE层质量收支异常偏多,主要由经向质量通量异常贡献;在梅雨季末期,强降水前两天梅雨区340~345 kJ层质量收支异常偏少,主要由纬向质量通量异常贡献。上述等MSE质量环流异常信号可以作为出入梅时间及梅雨强度的前兆信号之一。

关键词：超长梅雨湿静力能大气质量环流

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江淮流域暖切变型暖区暴雨的客观识别与分析

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大气科学 2023年第6期47卷 1709-1722页

作者：宋柳贤张玲马茜雅董甫智协飞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 华东地区空中交通管理局安徽分局合肥230051

暖切变型暖区暴雨(WSWR)是存在暖式切变线作为天气背景的暖区暴雨(WR)类型。本研究基于WR与切变线的定义,综合中尺度暴雨团、锋面、切变线等客观识别标准,利用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐小时网格数据集以及ERA5再分析资料对201... 详细信息

暖切变型暖区暴雨(WSWR)是存在暖式切变线作为天气背景的暖区暴雨(WR)类型。本研究基于WR与切变线的定义,综合中尺度暴雨团、锋面、切变线等客观识别标准,利用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐小时网格数据集以及ERA5再分析资料对2010~2017年的江淮流域WSWR进行客观识别与验证。8年共确定WR雨团1268个,WSWR雨团451个,其高频区位于皖赣鄂三省交界处及江浙沿海区域,且WSWR雨团与WR雨团的频次大值区分布基本一致。WSWR雨团多出现在6月中旬到7月中旬,此期间WR雨团中40%以上是WSWR雨团,雨团出现的位置随主雨带一致向北推进,其平均最大降水量为29 mm h^(-1)。WSWR出现频次的日变化呈现双峰结构,分别出现在08~13时(北京时,下同)、20~22时,雨团的小时降水量高峰值主要出现在午后(13~19时)和清晨(01~05时)。

关键词：暖区暴雨暖切变江淮流域客观识别

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大气热源对高原低涡不同发展阶段的影响——2013年7月个例分析

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大气科学 2023年第3期47卷 907-919页

作者：周庶孙芳王美蓉周顺武青逸雨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/气候与环境变化国际合作联合实验室/资料同化研究与应用中心南京210044 毕节市气象局贵州省毕节市551700 宁夏气象信息中心银川750002

高原低涡是夏季青藏高原(简称高原)及其下游地区的主要降水系统。本文利用ERA5逐小时再分析资料、FY-2E卫星云顶亮温逐小时数据和TRMM 3 h降水资料,对2013年7月19~21日活动于高原的一次低涡过程进行了诊断分析。此低涡在高原期间的活动... 详细信息

高原低涡是夏季青藏高原(简称高原)及其下游地区的主要降水系统。本文利用ERA5逐小时再分析资料、FY-2E卫星云顶亮温逐小时数据和TRMM 3 h降水资料,对2013年7月19~21日活动于高原的一次低涡过程进行了诊断分析。此低涡在高原期间的活动时间长达56 h,将其分为初生、发展及移出高原前三个阶段,着重分析了高原大气热源在低涡不同阶段的关键作用和机理。结果表明:此低涡在发展过程中表现为阶段性增强的特征,位势涡度倾向方程诊断发现非绝热加热的垂直梯度是造成低涡发展增强的主要因素,即非绝热加热极值所在高度的下方和上方分别有正的和负的位涡制造,从而加强了低层的气旋和高层的反气旋。进一步分析可知大气热源在低涡发展过程中也表现出阶段性增强的特征,最大值出现在正午时段,且在低涡移出高原前阶段最强。低涡的生成与地面暖中心有关,这归因于地表感热加热的作用;而低涡的后续发展则主要依赖于凝结潜热加热,加热高度位于对流层中层,这主要是由垂直运动将低层的水汽集中到中层,产生水汽凝结所致。

关键词：高原低涡不同发展阶段大气热源感热潜热

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