检索结果-内蒙古大学图书馆

环境工程学报 2023年第12期17卷 3859-3869页

作者：荣楠郭灿斌王文静周道坤刘晓伟卢文洲生态环境部华南环境科学研究所广州510530 国家环境保护水环境模拟与污染控制重点实验室广州510530 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 广东省水与大气污染防治重点实验室广州510530

湖北网湖位于长江中游,与长江干流相通,研究其沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对长江经济带水质安全和水污染治理具有重要的意义。分析了网湖20个样点0~25 cm深度沉积物中As、Hg、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr等7种重金属的质量分数和空间... 详细信息

湖北网湖位于长江中游,与长江干流相通,研究其沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对长江经济带水质安全和水污染治理具有重要的意义。分析了网湖20个样点0~25 cm深度沉积物中As、Hg、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr等7种重金属的质量分数和空间分布特征,利用相关分析和主成分分析探讨了表层沉积物中重金属的来源,并利用地累积指数法、潜在生态风险指数法和一致性沉积物质量基准进行重金属污染评价。结果表明:As、Hg、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr等7种重金属的平均质量分数分别为37.5、0.137、108、123、0.283、37.8、108 mg·kg^(-1)。与长江流域其他重要湖泊如巢湖、太湖等相比,网湖沉积物重金属含量处于较高水平。Pearson相关性分析表明,As、Zn、Cd两两之间呈极显著正相关(p<0.01),这说明其具有同源性,分析主要来自于农业源;Cu和Pb之间也呈极显著正相关(p<0.01),分析主要来源于交通运输污染源。重金属污染评价结果表明,沉积物整体受到极严重的重金属污染和很强的潜在生态危害,入湖区附近相对较严重,需及时防控和治理。一致性沉积物质量基准评价结果显示,Zn、Cd、Hg和Pb引发生物毒性的概率低于25%,As、Cu和Cr有25%~75%的概率产生有害生物效应。

关键词：网湖沉积物重金属污染评价有害生物效应

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再论地转流的正压不稳定

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大气科学 2023年第6期47卷 1723-1730页

作者：林一骅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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

本文研究了考虑地转约束的情况下,正压不稳定的必要条件,并基于能量学和位涡动力学理论,对正压不稳定的必要条件的物理含义进行了诠释。对于满足地转平衡的基本流,瑞利—郭晓岚定理[(Rayleigh,1880)、Kuo(1949,1973)]修正为:若地转流可... 详细信息

本文研究了考虑地转约束的情况下,正压不稳定的必要条件,并基于能量学和位涡动力学理论,对正压不稳定的必要条件的物理含义进行了诠释。对于满足地转平衡的基本流,瑞利—郭晓岚定理[(Rayleigh,1880)、Kuo(1949,1973)]修正为:若地转流可能出现不稳定,其位涡梯度需在某个纬度取极值。Fjortoft定理(Fjortoft,1950)相应地成为:若地转流可能出现不稳定,需满足Q_(y)(位涡的经向梯度)与U-U_(s)(地转流速度与Q_(y)为零处的地转流速度之差)同号。即由原结论中的绝对涡度修正为位涡,这是地转约束也是位涡约束的结果。研究指出满足能量关系是正压不稳定可能出现的能量学要求,瑞利—郭晓岚定理是正压不稳定可能出现的位涡动力学条件,而Fjortoft定理则是能量学与位涡动力学两种要求的协调,能量关系、瑞利—郭晓岚定理和Fjortoft定理三者均须满足,正压不稳定才有可能发生。

关键词：地转流动正压不稳定必要条件能量学位涡动力学

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北非季风气候态及其年际变率的数值模拟:基于FGOALS-g3模式的诊断分析

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大气科学 2023年第4期47卷 1065-1084页

作者：邱慧周天军陈梓明张文霞陈晓龙李立娟林鹏飞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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

本文基于参加第六次“国际耦合模式比较计划”(CMIP6)的IAP/LASG气候系统模式FGOALS-g3的耦合(Historical)与非耦合(AMIP)试验结果,通过与观测和再分析资料的比较,评估了FGOALS-g3模式Historical与AMIP试验对北非地区1979~2010年7~9月... 详细信息

本文基于参加第六次“国际耦合模式比较计划”(CMIP6)的IAP/LASG气候系统模式FGOALS-g3的耦合(Historical)与非耦合(AMIP)试验结果,通过与观测和再分析资料的比较,评估了FGOALS-g3模式Historical与AMIP试验对北非地区1979~2010年7~9月降水气候态和年际变率的模拟能力;利用水汽收支方程与回归分析研究了模式模拟降水偏差的原因;通过比较耦合与非耦合试验的模拟结果,分析了海气耦合过程对非洲季风模拟偏差的影响。结果表明,在气候平均态上,Historical与AMIP试验模拟的降水均较观测偏少且位置偏南,模拟的北非夏季西南季风环流偏弱。AMIP试验模拟的萨赫勒和北非季风区降水与观测降水的空间相关系数分别为0.80、0.62,而Historical试验仅有0.74和0.46,且AMIP试验对应的均方根误差为2.58、3.23 mm,Historical试验为3.30 mm、4.01 mm,说明与Historical试验相比,AMIP试验的模拟偏差更小。水汽收支分析表明,Historical与AMIP试验均低估了北非季风区水汽辐合,同时低估了垂直水汽平流项与蒸发项,高估了水平水汽平流项,导致模式模拟的降水偏少,且Historical试验的偏差大于AMIP试验。在年际变率方面,观测中,北非夏季风降水—ENSO呈负相关关系。AMIP试验能够模拟出ENSO正位相时北非夏季降水的负异常,且较观测的负异常偏强,而Historical试验模拟的负相关关系并不显著。AMIP试验高估了北非地区垂直运动、热带东风急流与低层季风环流对ENSO的响应强度,导致降水异常偏强,而Historical试验低估了上述响应强度,产生弱降水负异常。水汽收支表明,北非夏季降水—ENSO的负相关关系由垂直水汽平流项的动力项主导。AMIP试验高估了垂直平流项及其动力项的贡献,但Historical试验高估水平平流项与垂直热力项异常的贡献,说明Historical试验模拟的北非夏季降水—ENSO相关关系偏差与水平平流项异常的抑制作用有关。

关键词：北非夏季风 FGOALS-g3模式模式评估气候态年际变率

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9.2ka BP亚洲弱季风事件的模拟研究

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大气科学 2024年第3期48卷 1189-1200页

作者：王晶孙炜毅何家智刘健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南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋一气候一同位素模拟开放工作室青岛266237

全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(Nan... 详细信息

全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(NanjingNormalUniversity-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去21ka以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了9.2ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因。结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了9.6~9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了0.38Wm^(2),亚洲季风区夏季平均降水减少了0.17mmd^(-1)。而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响。NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加。热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风。

关键词：亚洲季风突变事件地球系统模式太阳活动全新世

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全球垂向位移负荷潮模式在渤海、黄海、东海及周边区域的准确度评估

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海洋学报 2022年第12期44卷 19-30页

作者：徐晓庆魏泽勋滕飞孙俊川高秀敏方国洪国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

本研究利用渤海、黄海、东海及周边区域21个GPS站的调和常数资料,对5个全球垂向位移负荷潮模式(FES2014、EOT11a、GOT4.10c、GOT4.8和NAO.99b)在渤海、黄海、东海及周边区域的准确度进行了评估。结果表明,在渤海、黄海、东海及周边区域... 详细信息

本研究利用渤海、黄海、东海及周边区域21个GPS站的调和常数资料,对5个全球垂向位移负荷潮模式(FES2014、EOT11a、GOT4.10c、GOT4.8和NAO.99b)在渤海、黄海、东海及周边区域的准确度进行了评估。结果表明,在渤海、黄海、东海及周边区域,对于M_(2)分潮,FES2014和EOT11a模式结果准确度相对较高;对于S_(2)分潮,NAO.99b和EOT11a模式结果准确度相对较高;对于K_(1)分潮,EOT11a和FES2014模式结果准确度相对较高;对于O_(1)分潮,EOT11a和GOT4.8模式结果准确度相对较高;对于N_(2)分潮,EOT11a和FES2014模式结果准确度相对较高;对于K_(2)分潮,NAO.99b和FES2014模式结果准确度相对较高;对于P_(1)分潮,EOT11a和GOT4.8模式结果准确度相对较高;对于Q_(1)分潮,FES2014和EOT11a模式结果准确度相对较高。除此之外,本文还简单分析了渤海、黄海、东海及周边区域8个主要分潮的垂向位移负荷潮分布特征。

关键词：准确度评估垂向位移负荷潮模式渤海、黄海、东海及周边区域 GPS站

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位涡源汇和位涡环流及其天气气候意义

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大气科学 2024年第1期48卷 8-25页

作者：吴国雄刘屹岷毛江玉何编包庆谢永坤生宸马婷婷李言蹊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 中国科学院大学北京100049 兰州大学西部生态安全协同创新中心兰州730000

在扼要回顾地表位涡研究进展的基础上,本文介绍了复杂地形下的位涡及位涡制造的计算及近年来关于位涡源汇和位涡环流(PVC)的研究进展,侧重介绍青藏高原表层位涡的特殊性及其对天气气候的重要影响。阐明对于绝热和无摩擦大气运动,由于位... 详细信息

在扼要回顾地表位涡研究进展的基础上,本文介绍了复杂地形下的位涡及位涡制造的计算及近年来关于位涡源汇和位涡环流(PVC)的研究进展,侧重介绍青藏高原表层位涡的特殊性及其对天气气候的重要影响。阐明对于绝热和无摩擦大气运动,由于位涡本身的结构重组(位涡重构)可以引起垂直涡度的发展,在夏季可以激发高原涡形成,冬季使青藏高原东部成为重要的表面涡源。基于导得的包括非绝热加热作用的、与等熵面的位移相联系的垂直运动(ωID)方程,进一步阐明青藏高原制造的正位涡沿西风气流东传会引起下游地区低空气旋性涡度、偏南风、和上升运动发展,导致位涡平流随高度增加,激发极端天气气候事件发生发展。指出青藏高原地表加热和云底的潜热释放的日变化显著地影响着地表层位涡的日变化,导致青藏高原的低涡降水系统多在午后至夜间发生发展。证明与传统的青藏高原感热加热指数相比,青藏高原地表层位涡指数能够更好地刻画关于降水的季节变化,与亚洲夏季风降水相关更密切。本文还简单介绍了PVC的概念。指出由于区域边界面的PVC的辐散辐合的变化直接与区域位涡的变化相关联,为保持北半球位涡总量的相对稳定,跨赤道面上的PVC变化与地表PVC的变化必须相互补充,因此跨赤道面上的位涡环流的变化可以成为监测近地表气候变化的窗口。近赤道的海气相互作用能够直接造成沿赤道垂直面上的纬向风垂直切变的变化,激发跨赤道位涡环流异常,从而通过大气内部PVC的变化和青藏高原的调控影响北半球近地表的气候变化。结果表明位涡环流分析为建立热带和热带外大气环流变化的联系开辟了新的蹊径,有着广阔的应用前景。

关键词：位涡源汇位涡环流青藏高原极端天气事件

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海气相互作用在模式FGOALS-g3模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献

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大气科学 2024年第2期48卷 687-703页

作者：丁天郭准周天军胡帅陈晓龙何林强巫明娜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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院气候变化研究中心北京100029

本文基于观测、再分析资料和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)最新版本气候系统模式FGOALS-g3,探究了海气相互作用在模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献。大气环流模式(AGCM... 详细信息

本文基于观测、再分析资料和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)最新版本气候系统模式FGOALS-g3,探究了海气相互作用在模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献。大气环流模式(AGCM)模拟的气候态夏季风雨带偏东,东亚季风区表现为干偏差,耦合模式(CGCM)虽模拟出了夏季风雨带的位置,但降水仍偏弱。AGCM由于缺乏海气耦合过程,夏季西北太平洋地区对流模拟过强,使得副热带高压(简称副高)偏东、南中国海季风槽偏东,造成东亚夏季风雨带偏东;东亚陆地区域水汽偏少,也是降水干偏差的一个重要原因,此两项可以解释70%以上的干偏差。在考虑海气相互作用后,西北太平洋的降水正异常减弱了局地海表温度,因此CGCM显著改进了副高以及南中国海季风槽偏东等偏差,使得夏季风雨带位置得到改进,季风区降水干偏差减小了36%,但由于水汽偏少,水汽纬向输送偏少,东亚季风区仍维持着显著的干偏差。另一方面,对前冬El Niño的响应,CGCM能够再现El Niño衰减年夏季印度—西太平洋电容器效应(IPOC机制)对西北太平洋异常反气旋(WNPAC)的维持作用及偶极型分布的降水异常。而AGCM中夏季西北太平洋以及孟加拉湾、印度半岛周围海域对流对于海温的响应过于敏感,一方面西北太平洋局地暖异常造成的对流质量输送一定程度上抑制了WNPAC的建立,另一方面孟加拉湾、印度半岛周围海域过强的上升异常,通过局地环流,抑制了其南侧印度洋的对流异常,导致无法模拟出IPOC机制对衰减年夏季WNPAC的维持作用。因此,缺乏海气耦合过程是AGCM不能模拟出东亚夏季风对前冬El Niño滞后响应的关键原因。

关键词： FGOALS-g3 模式东亚夏季风海气相互作用厄尔尼诺气候态

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云南夏秋连续干旱事件及前期海平面气压异常信号

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气候与环境研究 2023年第3期28卷 275-285页

作者：王秀英肖子牛孙畅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 云南普洱市气象局云南普洱665000

近十多年来云南地区多次发生极端的季节性连续干旱,尤其是夏季、秋季的连续干旱会加重传统冬、春季节干旱的危害,给当地经济和社会活动造成了严重的影响。本文基于1970~2019年云南省气象局120站降水数据及NCEP海平面气压场数据,从降水... 详细信息

近十多年来云南地区多次发生极端的季节性连续干旱,尤其是夏季、秋季的连续干旱会加重传统冬、春季节干旱的危害,给当地经济和社会活动造成了严重的影响。本文基于1970~2019年云南省气象局120站降水数据及NCEP海平面气压场数据,从降水持续性异常指数出发,分析了云南夏、秋季节连续干旱事件发生的演变特征,进而探究了该区域夏秋连续干旱事件与前期4月海平面气压的可能联系,以期能够在极端干旱的预报中提供帮助。研究结果表明:(1)云南夏秋降水持续性异常的主要特征为全省一致的偏多或偏少;(2)云南夏秋连续干旱事件发生前期表现为3个区域海平面气压异常的组合,分别为北大西洋、北印度洋和中太平洋海平面气压异常;(3)由前期4月上述关键信号构建的组合信号指数,能够较好地表征云南夏季、秋季的降水连续异常,是具有意义的潜在前期预报信号。

关键词：连续干旱前期预测信号海平面气压异常

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安徽阜阳夏季极端高温趋势分析与风险评估

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气候与环境研究 2024年第2期29卷 145-154页

作者：张思超吴凌云戴秋丹路传彬程雪青钱斌瑶邸秀秀姜青山杨占梅安徽省阜阳市气象局安徽阜阳236000 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 湖南工商大学资源环境学院长沙410205

基于1970~2022年安徽阜阳5个观测站点的资料,利用热指数对阜阳夏季极端高温进行了分析,并对阜阳高温风险及人口暴露度进行了评估。结果显示:阜阳高温日数呈增加趋势,大约为1.33 d/10 a,相应的热指数也呈增加趋势。热指数的增长趋势在周... 详细信息

基于1970~2022年安徽阜阳5个观测站点的资料,利用热指数对阜阳夏季极端高温进行了分析,并对阜阳高温风险及人口暴露度进行了评估。结果显示:阜阳高温日数呈增加趋势,大约为1.33 d/10 a,相应的热指数也呈增加趋势。热指数的增长趋势在周末两天明显低于周一到周五的工作日,这种周末效应在14:00(北京时间)表现得最为明显。阜阳夏季的高温低风险天数以0.85 d/10 a降低,而中风险天数以1.42 d/10 a增加,即正从低风险向中风险转变。2005~2022年阜阳的高温人口暴露度是1978~2000年的2倍多,其中人口因素贡献为17.32%,气候因素贡献为75.06%,人口和气候因素共同贡献了7.62%。

关键词：阜阳极端高温热指数周末效应人口暴露度

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台风-涡旋相互作用研究进展

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 755-762页

作者：王桂华卢敏孙佳复旦大学大气与海洋科学系上海200433 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东广州510301 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

台风轨迹和强度的预报一直备受关注,也是大气和海洋学家最为关注的科学问题之一。近些年,随着观测技术和计算机模拟的快速发展,发现海洋中尺度过程和台风有紧密的联系。本文针对该主题进行简要回顾和总结,主要侧重2个方面:①台风如何影... 详细信息

台风轨迹和强度的预报一直备受关注,也是大气和海洋学家最为关注的科学问题之一。近些年,随着观测技术和计算机模拟的快速发展,发现海洋中尺度过程和台风有紧密的联系。本文针对该主题进行简要回顾和总结,主要侧重2个方面:①台风如何影响海洋中尺度过程?强调了地转过程的重要性和高度计观测对台风影响涡旋的低估;②海洋中尺度过程如何影响台风?强调了冷暖涡的不同以及位置不同对台风强度的影响。在此基础上,探讨台风-涡旋相互作用研究中尚未解决的问题:涡旋对台风的三维响应、多涡对台风的综合效应、时间尺度匹配和海气通量等。

关键词：台风海洋涡旋地转调整相互作用

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