检索结果-内蒙古大学图书馆

基于PMIP3和CMIP5模拟结果的过去千年特征时段北极涛动的变率特征及成因分析

气候与环境研究 2020年第4期25卷 429-442页

作者：陈可凡宁亮孙炜毅覃燕敏薛姣刘健严蜜南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心/地理科学学院南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋—气候—同位素模拟开放工作室山东青岛266237 马萨诸塞大学地理科学学院地球科学系气候系统研究中心阿姆赫斯特01003美国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710063 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室/南京师范大学数学科学学院南京210023

利用参与第三次古气候模式评估比较计划(Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase Ⅲ,PMIP3)过去千年气候模拟试验以及参与第五次耦合模式评估比较计划(Paleoclimate Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)全强迫历史情景试验的9个地球系统模式模拟试验结果,对过去千年3个特征时段(中世纪气候异常期、小冰期和现代暖期)北极涛动(Arctic Oscillation, AO)的变率及成因进行了分析。通过与NCEP再分析资料的对比发现,模式能够较好地模拟出AO的空间模态及年际变化周期,且大部分模式能够模拟出过去50年AO的增强趋势。过去千年3个特征时段中,不同模式对中世纪气候异常期AO位相的模拟并不一致,但大部分模式显示小冰期AO基本呈现负位相,而现代暖期则表现为显著的正位相,与重建结果一致。基于多模式集合平均的机制分析表明,中世纪气候异常期北极地区海平面气压变化不显著,小冰期北极地区海平面气压显著偏正,现代暖期海平面气压显著偏负,这与现代暖期北极温度偏高而小冰期北极温度偏低有关。过去千年中,小冰期和现代暖期的AO变率分别受自然外强迫和人为外强迫的影响。

关键词：北极涛动 PMIP3 计划 CMIP5 计划过去千年特征时段

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斜压作用对河口落潮水流剖面的影响

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水运工程 2019年第7期 38-43,92页

作者：陈鹏张卓宋志尧李玉婷南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 大规模复杂系统数值模拟江苏省重点实验室江苏南京210023

在咸淡水混合的河口由于水体密度在空间不均匀分布,水流受到斜压影响,其流速分布经常会偏离传统的对数分布。而常用的密度流分布基于常涡黏系数假定,无法用于瞬时流速剖面的拟合。基于水动力方程,得出考虑斜压影响下的湍流切应力分布,... 详细信息

在咸淡水混合的河口由于水体密度在空间不均匀分布,水流受到斜压影响,其流速分布经常会偏离传统的对数分布。而常用的密度流分布基于常涡黏系数假定,无法用于瞬时流速剖面的拟合。基于水动力方程,得出考虑斜压影响下的湍流切应力分布,分析发现在斜压影响下的湍流切应力呈抛物线分布。在此基础上应用Prandtl混合长理论,提出考虑河口斜压影响的落潮水流流速剖面。通过比较数值模拟结果与实测资料,发现本文公式能很好地校正斜压引起流速剖面对于传统对数分布的偏差,提高拟合精度,得到更趋于合理的拟合参数。

关键词：斜压流速分布河口对数分布摩阻流速

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全新世北半球典型冷事件的模拟研究

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第四纪研究 2019年第4期39卷 1055-1067页

作者：邱雅惠刘健刘斌宁亮严蜜南京师范大学地理科学学院虚拟地理环境教育部重点实验室江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 南京师范大学数学科学学院江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室江苏南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237 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陕西西安710061

全新世冷事件期间的气候格局及其成因是过去气候变化研究的热点问题.利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21ka气候模拟试验资料,在定义和提取典型冷事件的基础上,分析了全强迫试验模拟的全新世北半球多次冷事件的规模及冷事件发生时... 详细信息

全新世冷事件期间的气候格局及其成因是过去气候变化研究的热点问题.利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21ka气候模拟试验资料,在定义和提取典型冷事件的基础上,分析了全强迫试验模拟的全新世北半球多次冷事件的规模及冷事件发生时温度与降水的空间特征,并结合全强迫试验中使用的4个外强迫序列(淡水注入、轨道强迫、大气温室气体、大陆冰盖)及其对应的单因子敏感性试验,初步探讨了部分典型冷事件的成因.结果表明: TraCE-21ka模拟的冷事件年份与重建/集成序列的冷事件年份对应较好,模式较好地模拟出了全新世北半球的冷事件;全新世期间,北半球共发生了 10 次典型冷事件( 9. 7 ka B. P.、 8. 3 ka B. P.、 7. 3 ka B. P.、6. 2 ka B. P.、 5. 2 ka B. P.、 4. 2 ka B. P.、 3. 4 ka B. P.、 2. 1 ka B. P.、 1. 0 ka B. P.和 0. 2 ka B. P.);每次冷事件发生时,北半球大范围降温和变干,温度变化呈现明显的纬度地带性差异,中高纬地区降温最显著,低纬10°N附近降水减少最显著;在 8. 3 ka B. P.、 7. 3 ka B. P.、 6. 2 ka B. P.、 5. 2 ka B. P.、 4. 2 ka B. P.、 3. 4 ka B. P.、 2. 1 ka B. P.和1. 0 ka B. P.共8次冷事件中,北半球温度和降水的空间变化较为相似,北大西洋经圈翻转流( Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称 AMOC)变弱导致了冷事件,格陵兰岛南部的北大西洋海域降温和变干尤为显著;9. 7 ka B. P.和3. 4 ka B. P.的冷事件可能与轨道强迫有关,淡水注入造成了8. 3 ka B. P.和7. 3 ka B. P.的冷事件, 0. 2 ka B. P.冷事件可能与大气温室气体波动有关.地球系统内部变率对于冷事件的发生可能也有一定影响.

关键词：全新世冷事件气候模拟温度成因

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全新世两次典型突变事件下北半球季风降水的变化对比

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第四纪研究 2019年第6期39卷 1372-1383页

作者：何鹏刘健刘斌宁亮严蜜虚拟地理环境教育部重点实验室江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237 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陕西西安710061

利用通用气候系统模式(Community Climate System Model version 3,简称CCSM3)模拟的TraCE-21ka全新世以来的试验数据,分析了全新世两次突变事件(8.2 ka B.P.和4.2 ka B.P.)前后(分别为9200~8800 a B.P.、8800~8000 a B.P.和4800~4500 a B.P.、4500~4000 a B.P.)北半球夏季(6~8月)气温和季风降水的时空变化特征,并通过对比4个单因子(地球轨道参数、温室气体浓度、大陆冰盖和淡水注入)敏感性试验结果来分析北半球季风降水变化的成因。结果表明:1)两次典型突变事件前后欧亚大陆中高纬大范围的地表气温均明显下降,但是8.2 ka B.P.事件的降温程度大于4.2 ka B.P.事件,此外,在8.2 ka B.P.事件下北美中部有明显的增温,而在4.2 ka B.P.事件下该地区为降温;2)两次典型突变事件前后的北半球季风降水变化的空间分布类似,主要表现为北美季风区、北非季风区西部和印度季风降水一致减少,而东亚季风降水呈现"南涝北旱"的分布型;3)两次典型突变事件前后环流场变化的空间型相似,但是4.2 ka B.P.事件的环流强度变化明显弱于8.2 ka B.P.事件;4)8.2 ka B.P.事件下北半球季风降水变化主要是淡水注入所导致,而4.2 ka B.P.事件主要由于地球轨道参数和气候系统内部变率的共同影响。

关键词：全新世突变事件北半球季风降水

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全新世暖期鼎盛期与未来变暖情景下东亚夏季降水和气温变化对比

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第四纪研究 2019年第3期39卷 731-741页

作者：赵亮刘健刘斌严蜜宁亮靳春寒虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237 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陕西西安710061

利用通用气候系统模式(Community Climate System Model,简称CCSM)全新世和21世纪气候模拟试验数据,对比分析了全新世暖期鼎盛期和RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5,简称RCP4.5)未来变暖情景下东亚地区夏季地表气温和... 详细信息

利用通用气候系统模式(Community Climate System Model,简称CCSM)全新世和21世纪气候模拟试验数据,对比分析了全新世暖期鼎盛期和RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5,简称RCP4.5)未来变暖情景下东亚地区夏季地表气温和降水的空间分布特征,并探讨了两个暖期夏季气候变化的成因机制。结果表明:1)全新世东亚地区最暖的夏季出现在9 ka B.P.前后,这与地球轨道参数有关;2)RCP4.5温室气体排放情景下21世纪整个东亚地区的夏季平均地表气温均呈上升趋势,而在全新世暖期鼎盛期东亚地区的夏季地表气温呈现同心圆状分布;3)全新世暖期鼎盛期和未来变暖情景下东亚地区夏季降水的空间分布有明显差异,前者东亚地区的夏季降水呈现"南负北正"的偶极子分布形态,而后者呈三极子形势;前者东亚夏季降水的变化幅度明显强于后者;4)全新世暖期鼎盛期副高偏强,中国东部偏南气流较强;而在RCP4.5未来变暖情景下副高偏弱。

关键词：全新世暖期鼎盛期东亚气温降水典型浓度路径

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防波堤平面布置对建设用海区波浪场影响的数值模拟

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水运工程 2019年第6期 15-20,45页

作者：勾贺李瑞杰董啸天李玉婷河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境海洋实验室江苏南京210098 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210023 南京师范大学大规模复杂系统数值模拟江苏省重点实验室江苏南京210023 南京师范大学江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

为研究燕窝山工程海域在不同的防波堤平面布置下的波浪场分布特征,应用波作用守恒方程和Boussinesq方程建立了大、小范围的波浪数学模型对工程区附近海域的波浪场进行数值模拟,统计并分析工程前后防波堤附近波浪特征站位的波要素。基于... 详细信息

为研究燕窝山工程海域在不同的防波堤平面布置下的波浪场分布特征,应用波作用守恒方程和Boussinesq方程建立了大、小范围的波浪数学模型对工程区附近海域的波浪场进行数值模拟,统计并分析工程前后防波堤附近波浪特征站位的波要素。基于防波堤基本布置方案1,改变防波堤的长度和轴线角度,根据不同平面布置下的防波堤对波浪的掩护效果进行比较分析。结果表明,综合考虑防波堤附近波浪场的变化特征、防波堤特征站位波要素的变化及防波堤的有效掩护面积3个方面,将防波堤轴线以两段堤相交处为圆心逆时针旋转8°,并将直堤向东侧延长100m,即方案2为优选方案。

关键词：波作用守恒方程 Boussinesq方程防波堤平面布置波浪场掩护面积

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CMIP5多模式集合对江苏省气候变化模拟评估及情景预估

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气象科学 2019年第6期39卷 739-746页

作者：赵亮刘健靳春寒南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心/地理科学学院南京210023 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/数学科学学院南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋—气候—同位素模拟开放工作室山东青岛266237

利用中国气象局所属的2400余个台站观测资料制作的分辨率为0.25°×0.25°数据集中的气温、降水量资料评估了CMIP5中17个模式对于1961—2004年江苏省气温和降水量空间分布特征的模拟能力,筛选出了5个对江苏省气候特征模拟... 详细信息

利用中国气象局所属的2400余个台站观测资料制作的分辨率为0.25°×0.25°数据集中的气温、降水量资料评估了CMIP5中17个模式对于1961—2004年江苏省气温和降水量空间分布特征的模拟能力,筛选出了5个对江苏省气候特征模拟较好的模式。之后基于5个优选模式集合平均的结果预估了3种典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)下江苏省2006—2100年的气温和降水量变化趋势。结果表明:(1)全球耦合气候模式对江苏省的气温和降水量空间分布特征具有一定的模拟能力,并且模式集合平均的气温和降水量与观测资料的空间相关系数分别为0.85和0.93;(2)在低浓度路径(RCP2.6)、中浓度路径(RCP4.5)和高浓度路径(RCP8.5)3种温室气体排放情景下,江苏省2006—2100年的地表温度均呈现明显的增温趋势,并且苏北的增温幅度要高于苏南;(3)3种温室气体排放情景下,江苏省未来百年降水量均呈现出北方增多南方减少的趋势;(4)未来百年江苏省降水量随气温变化的趋势并不稳定,RCP2.6和RCP4.5情景下降水量随气温的升高而增加,而RCP8.5情景下降水量随气温的增加而减少。

关键词：气候变化气候预估多模式集合典型浓度路径江苏省

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江苏省近50 a夏季降水变化及其与ENSO的关系

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气象科学 2019年第6期39卷 747-754页

作者：贝伊宁刘健靳春寒南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心/地理科学学院南京210023 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/数学科学学院南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋—气候—同位素模拟开放工作室山东青岛266237

利用中国气象局2400余个台站观测资料制作的数据集CN05.1中的降水资料、美国国家大气海洋局气候预测中心(NOAA/CPC)扩展重建的海表温度资料(ERSST v4)及美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)联合制作的逐日再分析资... 详细信息

利用中国气象局2400余个台站观测资料制作的数据集CN05.1中的降水资料、美国国家大气海洋局气候预测中心(NOAA/CPC)扩展重建的海表温度资料(ERSST v4)及美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)联合制作的逐日再分析资料NECP-1中的500 hPa位势高度场资料、850 hPa风场资料及海平面气压场资料,采用经验正交函数分解、功率谱分析等方法,探讨了近50 a江苏省夏季降水变化特征及其与ENSO的关系。结果表明:(1)江苏夏季降水呈现出两种典型的空间分布模态,第一模态呈现了全省降水一致变化的空间分布格局;第二模态反映了江苏省降水南北反向变化的特征。(2)两种降水模态对应的时间序列具有不同的周期。第一模态对应的时间序列存在明显的年际振荡(主周期为4~5 a);而第二模态则存在显著的年代际振荡(主周期为16 a)。(3)El Ni o事件次年江苏省夏季降水整体增多;La Ni a年江苏省夏季降水呈现南涝北旱的空间格局。

关键词：夏季降水时空变化 ENSO 江苏省

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舟山岱山岛燕窝山码头工程潮流泥沙数值模拟

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水道港口 2019年第2期40卷 135-143页

作者：李玉婷宋志尧李瑞杰彭国强陈鹏南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 大规模复杂系统数值模拟江苏省重点实验室南京210023 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210098 河海大学环境海洋实验室南京210098

岱山岛位于舟山群岛中部,地理位置优越,具有通江达海的区位优势。为满足舟山北向的水路客运需求,拟在岱山岛北侧建设燕窝山码头工程,包括码头和防波堤。文章根据现场实测资料分析,建立了舟山岱山岛燕窝山码头工程及其附近海域潮流泥沙... 详细信息

岱山岛位于舟山群岛中部,地理位置优越,具有通江达海的区位优势。为满足舟山北向的水路客运需求,拟在岱山岛北侧建设燕窝山码头工程,包括码头和防波堤。文章根据现场实测资料分析,建立了舟山岱山岛燕窝山码头工程及其附近海域潮流泥沙数学模型。在模型验证的基础上,计算了不同防波堤布置方案下码头工程及其附近的流场和泥沙淤积情况,对现有防波堤平面布置方案对水流和泥沙输运的影响进行分析,并选出合理解决方案。从水流、泥沙计算结果看,燕窝山和东垦山的北海域流速较大,超过2.0 m/s,5 m等深线以内水流流速较小,在0.6 m/s以内,故码头工程对岱山海域整体流态影响不大,其是可行的。但根据航道横流流速变化特征,应增大航道设计宽度,保证船舶航行安全。

关键词：潮流泥沙淤积防波堤码头工程

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横场中具有周期性各向异性的一维XY模型的量子相变

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物理学报 2017年第18期66卷 47-54页

作者：宋加丽钟鸣童培庆南京师范大学物理科学与技术学院南京210023 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京210023

通过解析和数值计算的方法研究了横场中具有周期性各向异性的一维XY自旋模型的量子相变和量子纠缠.主要讨论了周期为二的情况,即各向异性参数交替地取比值为α的两个值.结果表明,与横场中均匀XY模型相比,α=-1所对应的模型在参数空间的... 详细信息

通过解析和数值计算的方法研究了横场中具有周期性各向异性的一维XY自旋模型的量子相变和量子纠缠.主要讨论了周期为二的情况,即各向异性参数交替地取比值为α的两个值.结果表明,与横场中均匀XY模型相比,α=-1所对应的模型在参数空间的相图存在着明显的不同.原来的Ising相变仍然存在,没有了沿x和y方向的各向异性铁磁(FM_x,FM_y)相,即各向异性相变消失,出现了一个新的相,并且该相内沿x和y方向的长程关联函数相等且大于零,我们称新相为各向同性铁磁(FM_(xx))相.这是由于系统新的对称性所导致的.解析结果还说明系统在FM_(xx)相中的单粒子能谱有两个零点,是一个无能隙的相.最后,利用冯·诺依曼熵数值地研究了系统在新相内各点的量子纠缠,发现该相内每一点的冯·诺依曼熵的标度行为与均匀XY模型在各向异性相变处的相似,即S_L～1/3㏒_2L+Const.

关键词：周期性各向异性XY模型量子相变各向同性铁磁相冯·诺依曼熵

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