检索结果-内蒙古大学图书馆

高原气象 2023年第2期42卷 448-458页

作者：刘仁强谢济鸿黎颖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 汉中市气象局陕西汉中723000

利用中高层大气模式(MUAM)研究20世纪末12月平流层气候态的十年际变化,基于一组敏感性试验评估下边界条件、二氧化碳及臭氧浓度变化对平流层温度变化的分别影响,着重探讨了南北极局部增暖的机制差异。结果表明,相较于20世纪80年代,90年... 详细信息

利用中高层大气模式(MUAM)研究20世纪末12月平流层气候态的十年际变化,基于一组敏感性试验评估下边界条件、二氧化碳及臭氧浓度变化对平流层温度变化的分别影响,着重探讨了南北极局部增暖的机制差异。结果表明,相较于20世纪80年代,90年代12月北极中上平流层西风减速,中低层增温,这主要与下边界条件变化导致行星1波的上传显著增强(2波削弱)有关。同一时期,南极平流层低层西风加速温度降低,中上层东风减速温度升高,这主要与南极低平流层显著的臭氧损耗有关;下边界条件变化和中层局地的臭氧增加也有一定的贡献,但低层臭氧损耗所诱导的极涡加速使得波传播环境或条件有利于1~2波上传增强(1波主导)至更高高度可能是最终导致中上层增暖的主要原因。

关键词：平流层模拟十年际变化臭氧损耗行星波

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基于GRNN神经网络模型结合气溶胶消光系数和气象要素评估颗粒物质量浓度

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中国激光 2022年第17期49卷 125-135页

作者：莫祖斯卜令兵王勤林雪飞 Samuel A.Berhane 杨彬邓晨李智南京信息工程大学大气物理学院气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京牧镭激光科技有限公司江苏南京210038

大气颗粒物是最重要的空气污染物之一,会对人类健康产生负面影响。激光雷达探测是实现颗粒物分布高精度测量的可行手段。气溶胶消光系数在一定程度上能反映气溶胶质量浓度的相对大小,气象要素对消光系数和质量浓度的影响不容忽视。本团... 详细信息

大气颗粒物是最重要的空气污染物之一,会对人类健康产生负面影响。激光雷达探测是实现颗粒物分布高精度测量的可行手段。气溶胶消光系数在一定程度上能反映气溶胶质量浓度的相对大小,气象要素对消光系数和质量浓度的影响不容忽视。本团队利用反演得到的消光系数,结合地面温度、相对湿度、风速、地面气压等地面气象要素,与PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度建立数据集;通过主成分分析法计算数据特征,基于广义回归神经网络(GRNN)对PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度建立评估模型。GRNN模型得到的PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度的评估值与真实值的相关系数分别为0.86和0.85,均方根误差(RMSE)分别为2.58μg/m^(3)和10.84μg/m^(3),平均绝对误差(MAE)分别为0.81μg/m^(3)和1.53μg/m^(3)。将GRNN模型应用于激光雷达扫描模式下,对南京市浦口区颗粒物质量浓度的水平分布进行了评估,评估值和实际站点测量值的一致性较好,进一步验证了GRNN模型用于颗粒物质量浓度评估的有效性。

关键词：遥感气溶胶消光系数颗粒物质量浓度神经网络气象要素

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大气探测激光雷达突变信号处理方法研究(特邀)

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红外与激光工程 2022年第1期51卷 239-247页

作者：杨彬莫祖斯刘海姣卜令兵南京信息工程大学大气物理学院气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京牧镭激光科技有限公司江苏南京210038

在大气探测激光雷达的实际应用中,当激光探测路径上存在后向散射系数很大的云雾、烟尘或硬目标,且由其引起的突变信号强烈到一定程度时,使用Fernald法后向积分反演消光系数会在突变信号后向数据中产生明显的反演误差。根据Fernald法后... 详细信息

在大气探测激光雷达的实际应用中,当激光探测路径上存在后向散射系数很大的云雾、烟尘或硬目标,且由其引起的突变信号强烈到一定程度时,使用Fernald法后向积分反演消光系数会在突变信号后向数据中产生明显的反演误差。根据Fernald法后向积分的特点并结合分段斜率法,提出了一种新的反演方法以应对上述情况,优化了传统算法的反演策略。即通过判断突变信号位置不断更新参考距离和边界值进行迭代反演,并将更准确的反演数据拼接覆盖到初始反演数据中。使用垂直和水平探测所得到的实测数据对反演方法进行有效性验证,并且对被优化数据和邻近无突变信号时相应的数据进行了对比。结果表明,相比传统算法,垂直和水平探测的相关数据在新的反演方法下分别优化了消光系数相对误差约79%和96%,验证了该方法具有一定的可行性。

关键词：激光雷达气溶胶消光系数边界值突变信号

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太赫兹波段下切比雪夫粒子散射特性研究

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激光与红外 2024年第3期54卷 346-354页

作者：徐怡王金虎金文雨丁江乔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 南京信息工程大学应急管理学院江苏南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029

为探究太赫兹波段下沙尘粒子的散射特性,本文采用离散偶极子近似方法对不同切比雪夫模型(Chebyshev)的沙尘粒子散射特性进行研究。分别计算1.5 THz、2.524 THz、3.437 THz频率下的切比雪夫粒子不同物理性质如粒子尺寸、粒子形状,对其散... 详细信息

为探究太赫兹波段下沙尘粒子的散射特性,本文采用离散偶极子近似方法对不同切比雪夫模型(Chebyshev)的沙尘粒子散射特性进行研究。分别计算1.5 THz、2.524 THz、3.437 THz频率下的切比雪夫粒子不同物理性质如粒子尺寸、粒子形状,对其散射特性如后向散射截面(C_(bak))、衰减截面(C_(ext))、散射截面(C_(sca))、单次散射反照率(ω)等的影响。结果表明:同一波纹参数下,1.5 THz时粒子尺寸对Cext和Csca的影响较大;2.524 THz时粒子尺寸变化对C_(bak)影响较大;同一频率下,波形参数为2~5的粒子尺寸变化对各光学截面的影响较其他形状有明显不同;三个频率下,各波纹参数的粒子在有效半径大于10μm时单次散射反照率都大于0.95。

关键词：切比雪夫粒子离散偶极子近似方法散射特性波纹参数

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近70年有限区域流函数速度势算法研究的回顾和新进展

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大气科学 2023年第2期47卷 502-516页

作者：曹洁陈海山 XU Qin 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/大气科学学院南京210044 美国国家海洋和大气管理局强风暴国家实验室美国诺曼73072

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精... 详细信息

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精度显著下降。本文全面回顾上世纪五十年代以来的五类常用算法,从数学原理和物理意义两方面简述优缺点,总结其适用范围;指出常用的调和—余弦法在可解性条件方面的科学问题,并设计订正方案,以提高其在求解复杂流场问题中的适用性和计算精度;通过理想函数和实际天气过程复杂流场的多组数值试验,直观定量显示并归纳总结适于不同分辨率资料的算法。本文旨在为流函数速度势及其相关变量在极端天气气候事件机理分析和数值预报等领域的有效应用,提供科学依据。

关键词：流函数速度势有限区域可解性条件极端天气气候事件

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脉冲噪声下基于NAT函数的LFM信号多径时延估计

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电子测量与仪器学报 2022年第7期36卷 73-81页

作者：陈梦行鸿彦王海峰南京信息工程大学江苏省气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

针对脉冲噪声环境下无法准确估计线性调频(LFM)信号多径时延的问题,分析非线性幅值变换法抑制脉冲噪声的原理,设计了一种新的非线性幅值变换函数P-NAT(piecewise-NAT)函数,证明了任意随机变量经该函数变换后存在有限二阶矩,提出了基于P-... 详细信息

针对脉冲噪声环境下无法准确估计线性调频(LFM)信号多径时延的问题,分析非线性幅值变换法抑制脉冲噪声的原理,设计了一种新的非线性幅值变换函数P-NAT(piecewise-NAT)函数,证明了任意随机变量经该函数变换后存在有限二阶矩,提出了基于P-NAT函数的LFM信号多径时延估计方法。分别对发射信号和P-NAT函数变换后的含噪多径接收信号进行最佳阶次FRFT,根据FRFT域的峰值位置偏移量和时延的关系,实现LFM信号的多径时延估计。仿真结果表明,该方法在广义信噪比为0 dB、噪声特征指数大于0.2的情况下,时延估计归一化均方根误差小于10^(-4),适用于低信噪比和强脉冲噪声环境下的LFM信号多径时延估计。

关键词：多径时延估计非线性幅值变换 α稳定分布分数阶傅里叶变换

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月内尺度上与冬季北太平洋大范围海温暖异常相联系的海气相互作用特征

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大气科学 2022年第2期46卷 293-308页

作者：陈宏莉徐海明马静邓洁淳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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

本文采用1985~2015年美国气象环境预报中心及能源部(NCEP/DOE)再分析以及美国国家海洋大气管理局(NOAA)海温(SST)等资料,基于大范围SST异常的确定规则,在北太平洋区域选取了8个暖事件,采用跟随SST异常中心的动态合成方法,研究分析了冬... 详细信息

本文采用1985~2015年美国气象环境预报中心及能源部(NCEP/DOE)再分析以及美国国家海洋大气管理局(NOAA)海温(SST)等资料,基于大范围SST异常的确定规则,在北太平洋区域选取了8个暖事件,采用跟随SST异常中心的动态合成方法,研究分析了冬季北太平洋生命史为50天左右的大范围SST暖异常在其盛期前后的月内尺度海气结构特征。结果表明:(1)大范围SST暖异常前期主要表现为大气对海洋的强迫作用,后期则主要表现为海洋对大气的强迫作用。(2)SST暖异常伴随的大气结构在前后期发生了明显的转变,前期SST暖异常上空伴随着相当正压的偶极型气压异常(即东北侧为异常高压而西南侧为异常低压),对应大气偏东风异常。后期SST暖异常区北侧上空伴随着相当正压的低压异常,南侧为弱高压异常,对应大气偏西风异常。(3)在SST暖异常后期大气出现了气旋式环流异常响应,这主要是因为高频瞬变涡旋反馈强迫在起关键作用,且瞬变涡度的强迫作用是主要贡献因子。(4)海流结构在前后期也发生了明显的转变,前期海洋动力过程不利于维持SST暖异常,后期异常暖平流和异常下沉流均有助于维持SST暖异常及其对大气的影响。

关键词：月内尺度北太平洋大范围海温异常海气相互作用

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水汽影响南疆干旱区极端降水的数值试验研究

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大气科学 2024年第6期48卷 2424-2444页

作者：常友治张杰李娜冉令坤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/气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044 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 中国科学院大学北京100049

本文采用WRF模式对发生在南疆复杂地形条件下的一次极端暴雨过程进行了高分辨率数值模拟,采用水汽敏感性试验,研究了水汽对南疆干旱区极端暴雨的影响,初步揭示了水汽影响南疆暴雨的动热力机理。进一步研究了广义湿位涡和对流涡度矢量对... 详细信息

本文采用WRF模式对发生在南疆复杂地形条件下的一次极端暴雨过程进行了高分辨率数值模拟,采用水汽敏感性试验,研究了水汽对南疆干旱区极端暴雨的影响,初步揭示了水汽影响南疆暴雨的动热力机理。进一步研究了广义湿位涡和对流涡度矢量对干旱区暴雨的表征能力。结论如下:水汽变化显著影响降水的极端性(降水强度)。当水汽增强时,降水强度的变化要明显高于水汽本身的变化强度,降水的极端性明显增强,特别是当低层水汽增强时,对降水的极端性增强影响最为显著。究其原因改变水汽后,降水大气的对流有效位能(CAPE)变化显著,CAPE越强,对流触发后能够获得更强的发展,产生的垂直运动更强,从而能够进一步抽吸低层水汽,形成正反馈机制,导致极端降水发生。敏感性试验显示:水汽增加时,上升运动明显增强,低层东风急流强度明显增强,加强降水区水汽辐合,导致输送到中层的水汽增加,中层凝结潜热释放增多,进一步增强上升运动,降水强度增强;水汽减小时上升运动明显减弱,低层东风急流强度明显减弱,降水区水汽辐合减弱,这导致输送到中层的水汽减少,中层凝结潜热释放减少,进一步上升运动减小,降水强度减弱。广义湿位涡和对流涡度矢量的空间分布和时间演变与模拟降水有着良好对应,特别是水汽改变后,相应地,广义湿位涡和对流涡度矢量出现相似的变化特征,表明包含丰富动热力信息的物理因子能够抓住干旱区极端降水的典型特征,未来可能将其应用于干旱区降水的预警预报中。

关键词：南疆暴雨水汽低空急流

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基于遥感生态指数的淮河流域生态环境质量时空演化及其驱动因素分析

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环境科学 2024年第7期45卷 4112-4121页

作者：余慧婕张方敏马赫卢燕宇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 寿县国家气候观象台淮河流域典型农田生态气象野外科学试验基地寿县232200 安徽省气象局气象科学研究所大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室合肥230031

厘清流域生态环境质量的时空演化特征及其对自然环境和人为因素的响应,对流域生态环境政策实施至关重要.利用谷歌地球引擎建立遥感生态指数(RSEI),结合趋势分析、变异系数和Hurst指数对淮河流域2002~2022年的生态质量时空变化进行评价,... 详细信息

厘清流域生态环境质量的时空演化特征及其对自然环境和人为因素的响应,对流域生态环境政策实施至关重要.利用谷歌地球引擎建立遥感生态指数(RSEI),结合趋势分析、变异系数和Hurst指数对淮河流域2002~2022年的生态质量时空变化进行评价,并运用地理探测器探究RSEI空间分异性的主要驱动因子.结果表明:(1)近21年淮河流域RSEI总体上改善,但呈阶段性上升-下降趋势,其中差和较差等级面积呈减小趋势,中等级面积呈增加趋势,良和优等级面积呈增加趋势.改善面积占比为55.93%,退化面积占比为22.01%.(2)空间分布上,RSEI整体呈现自东向西逐渐变差的分布特征(西北和西南边缘山区除外).东部稳定性较好,西部和中部稳定性较差.未来流域生态质量变化为反持续性,以改善为主.(3)因子探测结果显示,淮河流域RSEI空间分异主要受到植被因子的驱动作用,其次为海拔.双因子间的交互作用增强了对RSEI空间分异的驱动力,其中植被因子和海拔的交互作用对RSEI空间分异的驱动力最强,达到86.3%.

关键词：生态环境质量遥感生态指数(RSEI) 谷歌地球引擎(GEE) 地理探测器

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基于“星-空-地-流”数字化融合的工业设施碳计量方法学研究

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气候变化研究进展 2025年第2期21卷 236-245页

作者：黄建章振冯蕾郑明月李莘莘李文怡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物理学院南京210044 中新城镇化(北京)科技有限责任公司北京101400 中国电子信息产业发展研究院北京100081 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 南京信息工程大学法学与公共管理学院南京210044

碳计量是开展碳排放双控管理、实现“双碳”目标的基础性手段,工业碳排放占比仍较高,工业碳排放的结构与特征决定了应进一步加强工业设施碳计量体系的科学性与有效性。当前工业设施碳计量方法学存在如下不足:碳核算方法仍占主导,但排放... 详细信息

碳计量是开展碳排放双控管理、实现“双碳”目标的基础性手段,工业碳排放占比仍较高,工业碳排放的结构与特征决定了应进一步加强工业设施碳计量体系的科学性与有效性。当前工业设施碳计量方法学存在如下不足:碳核算方法仍占主导,但排放因子不确定性较高;碳排放远程监测方法影响因素多,反演难度大;连续监测或现场监测方法实施障碍多,成本高;排放核查以人工为主,速度慢且易受主观影响。鉴于此,文中提出了基于“星-空-地-流”数字化融合的工业设施碳计量方法学框架与实施路径,具体如下:基于国际量值传递体系,推进基础数据监测检测标准化;以“星-空”监测手段结合碳排放数据基底,推进工业碳排放科学定位;“地”面监测与碳排放“流”模拟相结合,推进工业碳排放精准核算;创新工业碳排放数字化管理,推进工业碳排放快速核查;通过多场景、多领域、多层次应用,完善工业碳计量体系。

关键词：工业碳排放碳计量方法学 “星-空-地-流” 数字化融合

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