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中国化学会第30届学术年会

作者：孟银杉张义权王哲明王炳武高松北京大学北京分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室化学与分子工程学院南京师范大学江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室物理科学与技术学院

三价稀土离子的基态光谱项在其所处的配体场下会进一步分裂,并反映到其磁各向异性与基态磁双稳态的出现。而后者正是构筑稀土单离子磁体的必要条件。近年来研究人员从不同角度出发构筑了具有高阻塞温度和翻转能垒的稀土单离子磁体,而由... 详细信息

三价稀土离子的基态光谱项在其所处的配体场下会进一步分裂,并反映到其磁各向异性与基态磁双稳态的出现。而后者正是构筑稀土单离子磁体的必要条件。近年来研究人员从不同角度出发构筑了具有高阻塞温度和翻转能垒的稀土单离子磁体,而由环多烯构筑的稀土单离子磁体也表现出了令人瞩目的性质。[1]同时,研究人员认识到减弱量子隧穿是提高单离子磁体性能的关键,但目前系统地研究配体场对量子隧穿、慢的磁驰豫途径的影响还比较匮乏。原因之一是利用晶体工程手段系统地构筑具有近似配位环境和堆积结构的配合物较为困难。本研究以[Dy Cp*]X（Cp*=pentamethylcyclopentadienyl,X=ancillary ligand）为研究对象,[2]通过改变不同的辅助配体,获得了六例镝配合物。结合理论计算分析,我们详细阐述了辅助配体的有效配体场强弱对量子隧穿和慢的磁驰豫路径的影响（Fig.1）。这一研究结果说明由单离子磁体组装成单分子磁体过程中,所用桥联配体的影响需要仔细对待。

关键词：单离子磁体辅助配体磁各向异性从头算

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从春节前后热岛强度变化推算人类活动对温度的影响

从春节前后热岛强度变化推算人类活动对温度的影响

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第33届中国气象学会年会

作者：窦晶晶苗世光吴凌云张井勇中国气象局北京城市气象研究所中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心

本文利用北京近5年(2010-2014年)高密度自动站逐时观测数据,研究了春节前后北京城市热岛变化特征,重点关注热岛的时间以及精细化水平空间分布特征,分析人口迁移对城市热岛的影响,进而揭示人类活动对城市温度影响的强度,为提高北京春节... 详细信息

本文利用北京近5年(2010-2014年)高密度自动站逐时观测数据,研究了春节前后北京城市热岛变化特征,重点关注热岛的时间以及精细化水平空间分布特征,分析人口迁移对城市热岛的影响,进而揭示人类活动对城市温度影响的强度,为提高北京春节气温精细化预报、疏散非首都功能、优化城市布局和结构、城市的可持续发展等提供了科学依据。研究表明,春节周热岛强度在白天人类活动频繁的时段(10:00～16:00,北京时)低于春节前、后。春节周期间,由人口迁移造成的日最高温度热岛强度降低幅度为0.31℃,远大于日最低温度热岛强度减小幅度(0.08℃).春节周与春节前、后热岛差值的水平空间分布与城市人口分布、功能区分布密切相关,日最高温度热岛强度在三~四环之间减少幅度最大(减小66.7%)。中关村高科技园区、朝阳中央商务区(CBD)、亦庄高科技园区等人类活动频繁、外来人口聚集的地区,春节周热岛强度显著低于春节前、后。

关键词：城市热岛人口迁移春节北京

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CPL7及其在中国地球系统模式中的应用前景

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地球科学进展 2015年第5期30卷 620-625页

作者：唐彦丽董文杰李立娟薛巍王斌北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学珠海分校未来地球研究院广东珠海519087 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 清华大学地球系统科学研究中心北京100084

中国地球系统模式中普遍存在的耦合器CPL6(美国国家大气研究中心的第六代通量耦合器)在很大程度上限制了模式在高分辨率上的发展,新一代耦合器CPL7并行度的可扩展性更高,能够适应更高分辨率的构型。以CPL7与中国科学院大气物理研究所的... 详细信息

中国地球系统模式中普遍存在的耦合器CPL6(美国国家大气研究中心的第六代通量耦合器)在很大程度上限制了模式在高分辨率上的发展,新一代耦合器CPL7并行度的可扩展性更高,能够适应更高分辨率的构型。以CPL7与中国科学院大气物理研究所的第二代格点大气环流模式(the Version 2 Grid-point Atmospheric Model of Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences)的耦合为例,概述了其耦合原理,为CPL7与中国其他模式的耦合提供相关的经验。结合国内外模式的发展方向,CPL7耦合器在中国未来几年的地球系统模式的耦合改进中将占有很大的优势地位。

关键词：耦合器耦合原理高分辨率

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陆面过程模型中垂直非均匀土壤的水分传输及相变的模拟

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大气科学 2015年第4期39卷 827-838页

作者：李倩孙菽芬中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100190 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

土壤湿度在陆气相互作用中的重要性体现在它既能影响陆地和大气之间水循环的速率,又能改变地表的能量分配。本文针对陆面过程模型中描述土壤湿度变化的方程进行了理论分析,指出在非均匀土壤和冻土中采用土壤水势梯度描述垂直非均匀土壤... 详细信息

土壤湿度在陆气相互作用中的重要性体现在它既能影响陆地和大气之间水循环的速率,又能改变地表的能量分配。本文针对陆面过程模型中描述土壤湿度变化的方程进行了理论分析,指出在非均匀土壤和冻土中采用土壤水势梯度描述垂直非均匀土壤水分流动的合理性。基于描述土壤内部水热传输的统一土壤模型,并利用推广的表征土壤水分特征的Clapp-Hornberger关系式,研究了非冻结和冻结的土壤湿度对于垂直非均匀土壤的敏感性。结果表明,由土壤质地决定的土壤水势和导水率对土壤湿度的模拟有重要的影响。具体地,在决定土壤性质的Clapp-Hornberger关系式中,与土壤质地有关的饱和水势、饱和导水率以及土壤孔隙大小分布指数B,对土壤湿度的模拟起到了关键作用。参数B的重要性尤为突出,它的增加会引起导水率的大大下降,从而对水分在土壤中的垂直分布产生重要影响。饱和水势的绝对值和参数B的增加会使得土壤水势绝对值增加明显,使土壤的结冰(融化)过程延迟,土壤温度因为没有结冰(融化)释放(吸收)的潜热加热(冷却)而持续下降(上升),因此在冻融时期土壤温度会比观测值振幅偏大。上述结果揭示了考虑土壤垂直非均匀性并采用有效的土壤特性参数对于陆面过程模型的重要性。

关键词：陆气相互作用土壤湿度土壤垂直非均匀性土壤冻融 Clapp-Hornberger 关系式土壤孔隙大小分布参数

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非线性局部Lyapunov指数方法在目标观测中的应用初探

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大气科学 2015年第2期39卷 329-337页

作者：刘德强丁瑞强李建平冯杰中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

本文初步探讨了非线性局部Lyapunov指数方法(NLLE)在目标观测中的应用。首先,在NLLE理论基础上研究了非线性动力系统内局部平均误差相对增长(LAGRE)特征,证明了在误差发展进入随机状态前,LAGRE与初始误差大小无关而是与初始状态有关;在... 详细信息

本文初步探讨了非线性局部Lyapunov指数方法(NLLE)在目标观测中的应用。首先,在NLLE理论基础上研究了非线性动力系统内局部平均误差相对增长(LAGRE)特征,证明了在误差发展进入随机状态前,LAGRE与初始误差大小无关而是与初始状态有关;在演化进入随机状态后,LAGRE的饱和值由初始误差大小决定这一特征。同时利用三个变量的常微分方程模型Lorenz63验证了这一结论。其次,从非线性局部误差增长理论出发,在局部动力演化相似方法(LDA)的基础上提出向前局部动力演化相似方法(FLDA)的概念,并通过两个混沌个例来说明LDA和FLDA方法能够有效的利用历史资料还原任意初始状态的LAGRE。这些方法的提出为NLLE理论应用于观测资料研究目标观测问题提供了依据。

关键词：非线性Lyapunov指数(NLLE) 局部动力演化相似方法(LDA) 向前局部动力演化相似方法(FLDA) 目标观测

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太阳活动变化对东亚冬季气候的非对称影响及可能机制

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大气科学 2015年第4期39卷 815-826页

作者：王瑞丽肖子牛朱克云高枞亭成都信息工程学院大气科学学院成都610225 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG) 北京100029 中国气象局中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室长春130062

基于1959～2013年的观测和再分析资料以及10.7 cm （2800MHz）太阳射电通量资料,本文分析了太阳活动变化与东亚冬季气候的相关关系,分析结果表明：太阳活动变化与东亚冬季大气环流有较好的相关性,且在太阳活动的强、弱时期该相关关系存... 详细信息

基于1959～2013年的观测和再分析资料以及10.7 cm （2800MHz）太阳射电通量资料,本文分析了太阳活动变化与东亚冬季气候的相关关系,分析结果表明：太阳活动变化与东亚冬季大气环流有较好的相关性,且在太阳活动的强、弱时期该相关关系存在很大差异,在强太阳活动时期太阳活动变化与东亚冬季气候的联系更为显著,而在弱太阳活动时期二者之间的直接联系微弱,这表明太阳活动变化对东亚冬季气候的影响具有非对称性特征.在太阳活动较强的时期,随着太阳活动的增强,东亚中高纬对流层中层的大气环流倾向纬向型,东亚大槽减弱,850 hPa出现异常偏南风,地面上西伯利亚高压以及冬季风减弱,东亚大部分地区气温显著偏高;而在太阳活动较弱的时期,太阳活动的年际差异与东亚冬季大气环流之间几乎不存在显著联系.分析太阳活动较强和较弱时期纬向平均纬向风的差异发现,其间平流层行星波活动、热带西北太平洋海表温度的差异可能是造成这种非对称影响的重要原因.在强太阳活动时期,平流层行星波在太阳活动的异常增强年有异常的从极地向赤道的水平传播,高纬地区E-P通量（Eliassen-Palm flux）异常辐散,导致中高纬西风及北极涛动（AO）增强,同时热带西北太平洋海温异常偏冷,海陆热力差异缩小,大气环流经向度减弱,东亚冬季风偏弱.

关键词：太阳活动强弱非对称影响东亚大槽冬季风行星波

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印度洋—西太平洋对流涛动的季节内特征

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大气科学 2015年第2期39卷 221-234页

作者：张净雯李建平李艳杰中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 成都市气象局成都610072 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京1000875

本文利用30~60天带通滤波资料,考察了不同季节印度洋—西太平洋区域对流活动季节内尺度变率的主要模态,发现在不同季节赤道东印度洋(5°S^10°N,70°E^100°E)和西北太平洋(5°N^20°N,110°E^160°E)... 详细信息

本文利用30~60天带通滤波资料,考察了不同季节印度洋—西太平洋区域对流活动季节内尺度变率的主要模态,发现在不同季节赤道东印度洋(5°S^10°N,70°E^100°E)和西北太平洋(5°N^20°N,110°E^160°E)对流活动均存在反相变化的关系,将之称为季节内尺度的印度洋—西太平洋对流涛动(Indo–West Pacific Convection Oscillation),简称IPCO。对IPCO两极子区域对流活动进行超前滞后相关分析,发现IPCO事件形成—发展—消亡的生命周期是由对流活动季节内振荡及其传播造成的。对流扰动首先在赤道中西印度洋形成,随后逐渐向东发展变强,在其继续变强的过程中将分两支传播:一支由赤道印度洋向北传播,至印度半岛南部后逐渐减弱消失;另一支沿赤道继续东传,在海洋大陆受到抑制,快速越过海洋大陆到达赤道西太平洋后又开始发展变强,随后北传至西北太平洋区域逐渐减弱,最终至我国长江流域中下游到日本区域消失。将这一过程划分为8个位相,详细分析了不同位相对应的环流场和降水场特征,最后给出了IPCO事件演化示意图。

关键词： 30~60天振荡低频对流偶极型传播印度洋—西太平洋

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基于多源数据集成的多分辨率全球地表覆盖制图

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中国科学：地球科学 2014年第10期44卷 1646-1660页

作者：俞乐王杰李雪草李丛丛赵圆圆宫鹏清华大学地球系统科学研究中心地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 清华大学地球系统科学研究中心地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 全球变化研究协同创新中心北京100875

全球地表覆盖数据产品(如地表覆盖,植被连续场)最高空间分辨率已达到30 m.不同领域的用户对于这些产品的精度和空间分辨率有着不同的需求.基于此,本文从制图精度和空间分辨率两方面对现有的30 m地表覆盖数据进行改进和分析.首先通过将两... 详细信息

全球地表覆盖数据产品(如地表覆盖,植被连续场)最高空间分辨率已达到30 m.不同领域的用户对于这些产品的精度和空间分辨率有着不同的需求.基于此,本文从制图精度和空间分辨率两方面对现有的30 m地表覆盖数据进行改进和分析.首先通过将两套30 m全球地表覆盖产品(FROM-GLC、FROM-GLC-seg(Segmentation))与两套粗分辨率全球产品(基于夜间灯光数据的不透水层NL-ISA、MODIS城市产品MODIS-urban)进行集成,生成了30 m分辨率的地表覆盖新产品FROM-GLC-agg(Aggregation).随后,采用了分辨率低于30 m的数据集(如MODIS地表覆盖产品MCD12Q1,全球地表覆盖产品GlobCover2009,MODIS水体掩模产品MOD44W等)对FROM-GLC-agg进行后处理以进一步消除类别混淆.经过多源数据合成的新地表覆盖数据产品中来自30 m分辨率全球地表覆盖产品的象元仍占98.9%.在此基础上,通过众数聚合和比例聚合这两种升尺度方法生成了8套粗分辨率(250 m,500 m,1 km,5km,10 km,25 km,50 km和100 km)全球地表覆盖数据集来满足不同应用的需求.通过基于混淆矩阵的精度比较表明FROM-GLC-agg的总体精度为65.51%,该精度显著优于先前的两套30 m地表覆盖产品.多源数据合成后的30 m分辨率数据以及升尺度处理后的250 m,500 m,1km分辨率数据的最高总体精度分别为69.50%,76.65%,74.60%和73.47%.对采用众数聚合法得到的不同分辨率下地表覆盖类型的面积偏差分析显示,当分辨率超过5 km时,大部分植被类型会有至少5%的面积偏差.因此,对于需要使用粗分辨率地表覆盖数据作为输入的用户,建议使用包含了准确地表覆盖类型占比的比例聚合数据.

关键词：空间聚合 Landsat MODIS 生物多样性气候变化多分辨率众数聚合法

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全球陆表湿地潜在分布区制图及遥感验证

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中国科学：地球科学 2014年第10期44卷 1610-1620页

作者：朱鹏宫鹏中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 清华大学地球系统科学研究中心地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084

由于城市化和农业垦殖等人类活动不断增强,很多湿地生态系统受到侵占或干扰.保护湿地资源需要准确的湿地分布.然而由于湿地类型复杂多样,地面调查困难,大范围湿地分布制图很难完成.目前还没有专门用于湿地保护和规划且有较高分辨率的全... 详细信息

由于城市化和农业垦殖等人类活动不断增强,很多湿地生态系统受到侵占或干扰.保护湿地资源需要准确的湿地分布.然而由于湿地类型复杂多样,地面调查困难,大范围湿地分布制图很难完成.目前还没有专门用于湿地保护和规划且有较高分辨率的全球湿地分布数据.采用水文、气候数据结合1 km分辨率的混合地形指数(CTI)数据,利用陆表湿地和地下水位的关系,模拟出不考虑人类活动影响状况下30 s分辨率的全球陆表湿地潜在分布区.这是最高分辨率的全球陆表湿地的潜在分布数据.模拟结果显示全球陆表湿地潜在分布区面积达到3.316×107 km2.用遥感获得的实际湿地数据对陆表湿地模拟结果进行精度验证,总体精度达到83.7%.本次模拟结果可以作为构建全球湿地实际分布数据库的基础.由于模拟过程未考虑农业灌溉、建坝等人类活动对湿地的干扰破坏,因此本文对陆表湿地潜在分布区的模拟结果大于当前几种全球土地覆盖制图产品中湿地的面积.本文采用方法所需数据相对较少,精度高于其他产品.

关键词：全球陆表湿地潜在分布区水平衡模型 CTI 精度评价

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中国最高、最低温度及日较差在海拔高度上变化的初步分析

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大气科学 2015年第5期39卷 1011-1024页

作者：董丹宏黄刚成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029 中国科学院大气物理研究大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 全球变化研究协同创新中心北京100875

本文利用中国740个气象台站1963～2012年均一化逐日最高温度和最低温度资料，分析了中国地区最高、最低气温和日较差变化趋势的区域特征及其与海拔高度的关系。结果表明：近50年气温的变化趋势无论是年或季节变化，最低温度的增温幅度... 详细信息

本文利用中国740个气象台站1963～2012年均一化逐日最高温度和最低温度资料，分析了中国地区最高、最低气温和日较差变化趋势的区域特征及其与海拔高度的关系。结果表明：近50年气温的变化趋势无论是年或季节变化，最低温度的增温幅度都高于最高温度，且其增温显著区域都对应我国高海拔地区。除了春季，其他季节最高、最低温度及日较差的升温幅度随着海拔高度的升高而增大，其中最高温度的变化趋势与海拔高度的相关性最好。同一海拔高度上，最高、最低温度在不同年代的增幅具有不一致性：20世纪80年代，二者变化幅度最小；20世纪90年代，二者增幅最大，尤以低海拔地区最为明显。2000 m以上高海拔地区：最高温度和最低温度的变化趋势在20世纪90年代以前变化较小，而在近十年增幅十分明显；日较差季节变化大：夏季减小，冬季增加。20世纪90年代以前，最高、最低温度随海拔高度变化不大，而近20年随海拔高度升高，最高、最低温度的变化趋势几乎都是先减小后增加。高海拔地区比低海拔地区对全球变化反应更明显。

关键词：最高温度最低温度日较差海拔高度变化趋势

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