检索结果-内蒙古大学图书馆

气候与环境研究 2015年第3期20卷 245-256页

作者：王鹏飞丁兆敏林鹏飞黄刚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 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100190 全球变化研究协同创新中心北京100875 中国科学院大学北京100049

将时间滑动相关方法 STC（sliding temporal correlation）用于研究混沌系统和海洋环流模式的可信计算时间RCT（reliable computation time）,Lorenz混沌系统的数值试验表明用STC求得的可预报时间和可信计算时间,与使用传统误差限方法... 详细信息

将时间滑动相关方法 STC（sliding temporal correlation）用于研究混沌系统和海洋环流模式的可信计算时间RCT（reliable computation time）,Lorenz混沌系统的数值试验表明用STC求得的可预报时间和可信计算时间,与使用传统误差限方法所得结果一致,证明了其有效性。对海洋环流模式LICOM和NEMO的研究发现：1.当海洋模式以非耦合的方式运行时,试验的结果表明其海表温度SST的可信计算时间较长,平均达到6个月以上,这主要是由于海洋模式的运行过程中,采用恢复性边界条件使模拟结果不会太过偏离观测值。对于强迫场从1月开始的试验,LICOM模式的SST可信计算时间在赤道东太平洋和西北太平洋地区存在RCT低值区,其数值不超过2个月。而NEMO模式在赤道太平洋地区全是RCT高值区,NEMO模式的RCT低值区域出现在赤道外的太平洋和大西洋中纬度地区,强迫场从7月开始的试验,RCT纬向平均分布与1月有相反的形式。2.海洋模式以耦合方式运行时,由于去掉了恢复边界条件作用,海洋模式预报的SST可信计算时间明显减小,年平均RCT为1个月左右。按季节平均得到的RCT变化不大,在30～40天之间,RCT的大值区春季位于南半球,而秋季位于北半球,可达2个月以上。耦合模式中所模拟的500 h Pa高度场的RCT与单独运行的大气模式所得结果相差不大,仍在2周以内。3.无论是按季节平均还是按海区平均所得到的RCT分布,都在30～60天左右,只有极少数区域在特定季节可以达到80天以上,这说明在海气耦合模式中,由于计算不确定造成的可预报上限一般不超过2～3个月,这比使用资料分析得到可预报期限短很多,因此根据木桶原理,RCT可能是制约海气耦合模式SST预报能力的一个重要因素。

关键词：可信计算时间木桶原理混沌动力系统海洋环流模式

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GRAPES_MESO中时间步长和空间分辨率对于预报效果的影响

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大气科学 2015年第6期39卷 1165-1178页

作者：刘德强冯杰李建平王金成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 福建省气象台福州350001 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 全球变化研究协同创新中心北京100875 中国气象局数值预报中心北京100081

基于GRAPES区域中尺度数值预报系统(GRAPES_MESO),针对700 h Pa、500 h Pa和200 h Pa的位势高度场H,温度场T,风场纬向分量U,经向分量V和地面降水场,在给定的模式物理过程下,分别考察了时间步长和空间分辨率对于模式预报效果的影响。研... 详细信息

基于GRAPES区域中尺度数值预报系统(GRAPES_MESO),针对700 h Pa、500 h Pa和200 h Pa的位势高度场H,温度场T,风场纬向分量U,经向分量V和地面降水场,在给定的模式物理过程下,分别考察了时间步长和空间分辨率对于模式预报效果的影响。研究结果表明,空间分辨率(0.3°×0.3°)相同时,各变量在不同层次的预报几乎都存在最优时间步长使得预报技巧最高,初步说明最优时间步长理论在复杂的偏微分方程组中的适用性。随后,将空间分辨率为0.3°×0.3°时最优时间步长(240 s)的预报结果与当前业务中(空间分辨率为0.15°×0.15°、时间步长为90 s)的预报结果进行比较,发现前者的变量H、T、U、V和地面降水场的预报技巧均高于后者,表明并不是空间分辨率越高预报效果越好。

关键词： GRAPES_MESO 时间步长空间分辨率预报效果

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城市地表特征对京津冀地区夏季降水的影响研究

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大气科学 2015年第5期39卷 911-925页

作者：张珊黄刚王君刘永贾根锁任改莎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 中国科学院大学北京100049 全球变化研究协同创新中心北京100875 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029 石家庄市鹿泉区气象局石家庄050200

本文利用京津冀地区24个气象站的日降水资料和耦合有单层城市冠层模式（SLUCM）的中尺度数值模式 WRF 的模拟结果，研究了城市地表特征对京津冀地区夏季降水的影响。结果表明，在京津冀城市面积迅速增长的近三十年（1981～2010），该地... 详细信息

本文利用京津冀地区24个气象站的日降水资料和耦合有单层城市冠层模式（SLUCM）的中尺度数值模式 WRF 的模拟结果，研究了城市地表特征对京津冀地区夏季降水的影响。结果表明，在京津冀城市面积迅速增长的近三十年（1981～2010），该地区大部分站点的降水量都呈现减少的趋势，减少最明显的站点主要集中在京津唐城市区域，其中≥50 mm的降水量减少趋势占总降水量减少趋势的50%以上。城市扩张可能是造成京津冀降水时空格局改变的因素之一。通过对比分析控制试验与敏感性试验的模拟结果，发现城市化引起的地表特征的改变使北京、天津、唐山主要城市地区的降水量和降水频次都有明显减少，而城市群下风向的降水量和降水强度则明显增加和增强，其中50 mm以上等级的降水量变化最为显著，贡献率在60%以上。城市地表特征使北京、天津和唐山地区50 mm以上等级降水量的百分比下降了6%～20%，下风向地区增加了8%。城市地表特征也影响了主要城市和城市群下风向地区降水量的日变化结构，使北京和唐山几乎所有时段的降水量都有所减少，而城市群下风向降水量的增加主要发生在白天。研究发现城市地表特征对深对流的抑制（加强）可能是造成京津冀地区降水减少（增多）的重要原因，而由于城市地表蒸发量的改变引起的潜热通量和对流有效位能的改变则可能是引起深对流变化的重要因素。

关键词：京津冀城市地表特征城市化降水

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耦合模式FGOALS-g2中大西洋经向翻转流对3个典型浓度路径的响应

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气候与环境研究 2014年第6期19卷 670-682页

作者：黄文誉王斌李立娟董文浩石燕燕清华大学地球系统数值模拟教育部重点实验室/清华大学地球系统科学研究中心北京100084 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

利用2个关于大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)的指数:AMOC指数(15oN^65oN、深度为500 m以下的AMOC的最大值)和AMOC扩展指数(15oN^65oN、深度为2000~2500m的AMOC的最大值),研究了耦合模式FGOALS-g2(Grid-point Version 2 of Flexible Global Ocean-AtmosphereLand System Model)中的AMOC在CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)的3个典型浓度路径(Representation Concentration Pathways,RCP)(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5分别对应于2100年时490、650和1370 ppm的CO2浓度水平)下的响应问题,发现:在RCP2.6和RCP4.5浓度路径下,2006~2040年时间段内AMOC指数和AMOC扩展指数都呈现快速下降的趋势,2041~2100年时间段内AMOC指数逐渐恢复,AMOC扩展指数基本维持不变;在RCP8.5浓度路径下,2006~2100年时间段内AMOC指数和AMOC扩展指数都表现出快速下降的趋势。通过分析FGOALS-g2中北大西洋深水的成因发现:3个典型浓度路径下AMOC的长期变化趋势主要受到GIN(Greenland–Iceland–Norwegian)海域的深水形成率的调控,而AMOC的年代际尺度的变化则主要受到Labrador海域深水形成率的控制。同时揭示了:由于北大西洋2000 m深度附近的层结稳定性在RCP2.6和RCP4.5下(相比于1980~2005年)提高了30%~40%,使得由AMOC指数恢复产生的深水无法继续下沉,从而导致AMOC扩展指数没有出现恢复的现象。

关键词： AMOC指数 AMOC扩展指数 FGOALS-g2 恢复典型浓度路径

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基于快速聚类方法的30m分辨率中国土地覆盖遥感制图

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中国科学：地球科学 2014年第10期44卷 1621-1633页

作者：胡娈运 YanLei CHEN 徐玥赵圆圆俞乐王杰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 Department of Environmental Science Policy and ManagementUniversity of CaliforniaBerkeleyCA 94720-3114USA 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 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

大范围遥感土地覆盖制图通常费时费力.本文采用一种基于特征空间变换的快速聚类方法(CBEST)对覆盖中国的508景Landsat Thematic Mapper(TM)影像进行土地覆盖制图.将中国划分为50个生态分区,每个生态分区内采用CBEST方法对TM影像进行快... 详细信息

大范围遥感土地覆盖制图通常费时费力.本文采用一种基于特征空间变换的快速聚类方法(CBEST)对覆盖中国的508景Landsat Thematic Mapper(TM)影像进行土地覆盖制图.将中国划分为50个生态分区,每个生态分区内采用CBEST方法对TM影像进行快速聚类,CBEST平均聚类时间约为每2 min一景;通过对自动获得的光谱簇人工土地覆盖类型识别,归并光谱簇,绘制30 m空间分辨率的中国土地覆盖图,统计土地覆盖类型面积,生成主要土地覆盖类型专题图.采用2159个分布全国的验证样本对制图结果进行精度验证,得到总体精度为71.7%,Kappa系数为0.641.与当前两套全球地表覆盖产品(FROM-GLC和GlobCover 2009)的局部对比表明CBEST分类结果在各类型土地覆盖面积统计及视觉效果上存在优势.

关键词：土地覆盖遥感制图 CBEST Landsat TM

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Corrosion behavior of Hastelloy C22 coating produced by laser cladding in static and cavitation acid solution

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第5期24卷 1610-1618页

作者：王勤英白树林刘宗德北京大学工学院材料科学与工程系高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室应用物理与技术研究中心湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871 华北电力大学电站设备状态检测与控制教育部重点实验室北京102206

The Hastelloy C22 coatings on Q235 steel substrate were produced by high power diode laser cladding technique. Their corrosion behaviors in static and cavitation hydrochloric, sulfuric and nitric acid solutions were investigated. The electrochemical results show that corrosion resistance of coatings in static acid solutions is higher than that in cavitation ones. In each case, coating corrosion resistance in descending order is in nitric, sulfuric and hydrochloric acid solutions. Obvious erosion-corrosion morphology and serious intercrystalline corrosion of coating are noticed in cavitation hydrochloric acid solution. This is mainly ascribed to the aggressive ions in hydrochloric acid solution and mechanical effect from cavitation bubbles collapse. While coating after corrosion test in cavitation nitric acid solution shows nearly unchanged surface morphology. The results indicate that the associated action of cavitation and property of acid solution determines the corrosion development of coating. Hastelloy C22 coating exhibits better corrosion resistance in oxidizing acid solution for the stable formation of dense oxide film on the surface.

关键词： Hastelloy C22 coating laser cladding acid solution cavitation corrosion electrochemical impedance spectroscopy

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全球季风动力学与气候变化

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地球环境学报 2015年第6期6卷 341-381页

作者：安芷生吴国雄李建平孙有斌刘屹岷周卫健蔡演军段安民李力毛江玉程海石正国谭亮成晏宏敖红常宏冯娟中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 西安交通大学全球环境变化研究院西安710049 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 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 明尼苏达大学地球科学系美国明尼苏达55455

本文结合现代季风和古季风研究成果对全球季风进行了一个全面回顾,并引入了一个全球季风的新定义,该定义考虑了三维分布、终极成因,强调了季节性气压梯度变化对季风环流的影响,并同时使用了环流与降水来描述季风强度。我们在从构造到季... 详细信息

本文结合现代季风和古季风研究成果对全球季风进行了一个全面回顾,并引入了一个全球季风的新定义,该定义考虑了三维分布、终极成因,强调了季节性气压梯度变化对季风环流的影响,并同时使用了环流与降水来描述季风强度。我们在从构造到季节内的宽广时间尺度上来考察全球季风气候变化。全球季风的性质包括全球不均一性、区域差异性、季节性、准周期性、不规则性、不稳定性和穿时性。对全球季风动力学来说,太阳辐射、地球轨道参数、下垫面性质和海-陆-气相互作用十分重要。本文还讨论了季风变率在不同时间尺度上的主要驱动因子以及多时间尺度之间的动力学关系。自然过程与人类活动影响对我们理解未来全球季风行为都非常重要。

关键词：全球季风季风动力学气候变化多时间尺度古季风青藏高原亚洲季风季风变率季风性质海-陆-气相互作用太阳辐射下垫面性质季风定义

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采样间隔和插值对混沌系统可预报期限估计的影响

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海洋预报 2015年第6期32卷 66-73页

作者：史珍丁瑞强李建平王彰贵北京大学物理学院北京100871 国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 全球变化联合研究中心北京100875

利用非线性局部Lyapunov指数的方法研究了采样间隔和插值对混沌系统可预报性的影响,结果表明:在一定范围内,采样间隔对系统可预报期限估计的影响基本是随采样间隔的增大而逐渐减小。但当采样间隔超过一定大小时,所得序列已不能找到真实... 详细信息

利用非线性局部Lyapunov指数的方法研究了采样间隔和插值对混沌系统可预报性的影响,结果表明:在一定范围内,采样间隔对系统可预报期限估计的影响基本是随采样间隔的增大而逐渐减小。但当采样间隔超过一定大小时,所得序列已不能找到真实的局地动力相似,无法得到其真实的误差增长情况,也无法得到系统准确的可预报期限的估计。本文通过插值的方法试图还原同样长度的时间序列,结果表明不论是在采样间隔较大还是较小的情况下,插值都不能有效地改善对系统可预报期限的估计。此外,在采样间隔固定的情况下,随着插值个数的增多,系统的可预报期限的估计反而更低。以上结果提示我们在利用实际海洋观测资料估计其可预报期限时,选用较高分辨率较长时间序列的资料可以得到更接近真实的可预报期限。

关键词：非线性局部Lyapunov指数可预报性混沌系统

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黄河流域水文干旱特征分析

黄河流域水文干旱特征分析

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第32届中国气象学会年会

作者：王琳瑛袁星马凤谢正辉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学中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院

干旱作为一种严重的自然灾害,对社会经济和自然环境造成重大影响。探讨干旱的成因和发展对水文干旱预报和水资源管理具有重要的研究意义。干旱过程不仅受到异常的降水条件控制,还与气温、蒸散发以及其他陆地水文过程息息相关。本研究以... 详细信息

干旱作为一种严重的自然灾害,对社会经济和自然环境造成重大影响。探讨干旱的成因和发展对水文干旱预报和水资源管理具有重要的研究意义。干旱过程不仅受到异常的降水条件控制,还与气温、蒸散发以及其他陆地水文过程息息相关。本研究以黄河流域为例,利用上中下游实测径流与天然径流数据,以及站点观测的降水数据,分析了1960—2000年气象干旱和水文干旱的动态变化,并探讨不同时间尺度气象干旱与水文干旱的联系。此外,选取了一些典型的干旱事件来研究干旱开始与消亡过程,以及陆地水文过程和人类活动对干旱发展的影响。

关键词：水文干旱气象干旱实测径流天然径流降水黄河流域

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面向LICOM2的并行I/O优化

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数据与计算发展前沿 2014年第5期 37-48页

作者：季旭武海平邹寅隆梁亚雄薛巍尹万旺林鹏飞刘海龙俞永强清华大学计算机科学与技术系清华大学清华信息科学与技术国家实验室(筹) 清华大学地球系统数值模拟教育部重点实验室江南计算技术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

全球变暖导致自然灾害频度和强度都有所增加,发展高精度地球系统模式,对防灾减灾、促进经济发展有重要意义。随模式分辨率提高,地球系统模式的I/O性能正逐渐成为制约模式可扩展性和计算效率的瓶颈。本文针对地球系统模式的I/O问题,以代... 详细信息

全球变暖导致自然灾害频度和强度都有所增加,发展高精度地球系统模式,对防灾减灾、促进经济发展有重要意义。随模式分辨率提高,地球系统模式的I/O性能正逐渐成为制约模式可扩展性和计算效率的瓶颈。本文针对地球系统模式的I/O问题,以代表性的海洋环流模式LICOM2为研究对象,全面分析了地球系统模式的典型I/O特点,研究通用的高并发I/O技术。本文设计实现了LICOM2系统的ADIOS并行读写方案,都取得了显著的优化效果。LICOM2系统ADIOS优化在天河1A系统内网测试,在288-6480并行度下I/O时间占比均不到4%,在6480并行度下写带宽达8.46GB/s。本文通过在天河1A上的大量测试,对提高LICOM2系统的I/O性能做了进一步的研究,不同系统配置会对I/O性能有影响。

关键词：海洋环流模式并行I/O优化 ADIOS

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