检索结果-内蒙古大学图书馆

自然杂志 2024年第1期46卷 1-11页

作者：周天军陈晓龙张文霞张丽霞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

工业化以来化石燃料的广泛使用使大气中的二氧化碳浓度急剧升高,造成全球气候变暖、极端天气气候事件频发。为有效应对和减缓气候变化,国际社会通过《巴黎协定》设定了2℃和1.5℃温控目标,由此提出了碳中和的概念。文章介绍了全球变暖... 详细信息

工业化以来化石燃料的广泛使用使大气中的二氧化碳浓度急剧升高,造成全球气候变暖、极端天气气候事件频发。为有效应对和减缓气候变化,国际社会通过《巴黎协定》设定了2℃和1.5℃温控目标,由此提出了碳中和的概念。文章介绍了全球变暖的基本事实、人类碳排放对工业化以来全球变暖的作用,归纳了关于未来气候变化的主要结果,阐释了1.5/2℃温升阈值与碳中和的关系,概述了国际社会为有效应对全球变暖而在减少碳排放方面的努力。

关键词：气候变化碳中和极端气候事件气候模拟气候预估

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枯落物输入对白洋淀浅水湖泊氮转化的影响

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环境科学学报 2022年第1期42卷 259-268页

作者：梁金凤王晨张可刚白军红魏卓群张玲王亚琪刘海朱刘哲北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 华北电力大学环境科学与工程学院保定071066

以白洋淀浅水湖泊沉积物和上覆水为研究对象,通过45 d室内厌氧培养实验,探究了不同氮水平条件下枯落物添加(芦苇、篦齿眼子菜、芦苇+篦齿眼子菜)对沉积物-水体系中无机氮转化的影响.结果表明,枯落物添加显著增加了沉积物和水中的铵态氮... 详细信息

以白洋淀浅水湖泊沉积物和上覆水为研究对象,通过45 d室内厌氧培养实验,探究了不同氮水平条件下枯落物添加(芦苇、篦齿眼子菜、芦苇+篦齿眼子菜)对沉积物-水体系中无机氮转化的影响.结果表明,枯落物添加显著增加了沉积物和水中的铵态氮含量、无机氮含量及净氮矿化速率(p<0.05),而显著降低了水中硝态氮含量(p<0.05),但不同枯落物添加处理间无显著差异(p>0.05).枯落物添加显著增加了水中可溶性有机碳含量(p<0.05),其中以芦苇枯落物添加的效果最为显著;枯落物添加对沉积物碳含量无显著影响(p>0.05).高氮水平条件下水和沉积物的净矿化速率和净硝化速率显著低于其它氮水平(p<0.05),而沉积物净硝化速率则在低氮水平条件下呈最高值.研究表明,枯落物输入在短期内显著影响了沉积物-水体系中氮转化过程,但这种影响在不同氮水平间不存在显著差异.

关键词：白洋淀浅水湖泊氮转化沉积物枯落物

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NAO在末次冰盛期和全新世对AMOC影响的对比研究

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第四纪研究 2023年第4期43卷 1042-1052页

作者：高杨刘健温琴孙炜毅宁亮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

大西洋经向翻转环流(AMOC)的年代际变率对气候变化起着重要的调制作用。在现代气候背景下,北大西洋涛动(NAO)加强能使AMOC增强,但这种关系在更长时间尺度上是否成立尚不清楚。本研究利用TraCE-21ka模拟资料,对比分析末次冰盛期(LGM)和... 详细信息

大西洋经向翻转环流(AMOC)的年代际变率对气候变化起着重要的调制作用。在现代气候背景下,北大西洋涛动(NAO)加强能使AMOC增强,但这种关系在更长时间尺度上是否成立尚不清楚。本研究利用TraCE-21ka模拟资料,对比分析末次冰盛期(LGM)和全新世时期NAO对AMOC影响的异同。结果表明,LGM时期较全新世时期经向温度梯度偏强,NAO位置偏南,这导致NAO与AMOC关系的不同:NAO的增强在LGM时期可以使AMOC增强,而在全新世使AMOC减弱。具体地,在LGM时期NAO的加强使北大西洋副极地气旋性环流增强,其南支导致向北的高盐海水输送增加,从而使北大西洋副极地区域密度升高,AMOC增强。与此同时,NAO正位相还能在中纬度激发异常的Ekman下沉流使AMOC加强。相反,在全新世时期,NAO正位相导致北大西洋副极地地区气旋性环流减弱,这导致中纬度向高纬度输送的高盐度海水减少,AMOC减弱。本研究表明NAO与AMOC的关系在很大程度上取决于不同气候背景下NAO的位置。

关键词：末次冰盛期全新世北大西洋涛动大西洋经向翻转环流

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2021年7月20—22日豫北地区暴雨过程中尺度低涡和垂直运动发展的位涡动力学诊断

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气象学报 2024年第3期82卷 306-318页

作者：刘柯毛江玉汪小康生宸张冠舜任靖中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 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 中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510641

2021年7月17—23日,河南省发生了一次大范围的强降水过程(简称河南“21.7”特大暴雨)。20—22日暴雨中心移至豫北地区,在太行山东侧新乡、鹤壁等地引发了洪涝灾害。基于自动雨量站观测和ERA5再分析数据,利用位涡倾向方程和垂直运动分解... 详细信息

2021年7月17—23日,河南省发生了一次大范围的强降水过程(简称河南“21.7”特大暴雨)。20—22日暴雨中心移至豫北地区,在太行山东侧新乡、鹤壁等地引发了洪涝灾害。基于自动雨量站观测和ERA5再分析数据,利用位涡倾向方程和垂直运动分解方法,对河南“21.7”特大暴雨事件中豫北地区暴雨过程中中尺度低涡及垂直运动发展的热动力学机制进行了诊断分析。结果表明:豫北地区强降水凝结潜热引起的大气非绝热加热,因其垂直分布在低空随高度上升而制造位涡,使得低层大气位涡增强,表明中尺度低涡发展;另外,加深的中尺度低涡又使得等熵面进一步下凹、倾斜坡度增大,从而增强大尺度东南暖湿气流向豫北地区的辐合与抬升,特别是沿等熵面上滑的上升运动分量和与凝结潜热有关的上升运动分量,导致降水进一步加强。由此,中尺度低涡、垂直运动和强降水发展之间形成一定的正反馈,在豫北造成持续性暴雨过程。

关键词：河南暴雨位涡垂直运动非绝热加热中尺度低涡

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投弃式温度/温盐剖面测量仪的应用及其数据处理进展

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海洋通报 2022年第3期41卷 241-252页

作者：朱韵羽王岩峰薛宇欢张志欣郭景松自然资源部第一海洋研究所山东青岛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 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

投弃式温度剖面测量仪(Expendable bathythermograph,XBT)以及投弃式温盐剖面测量仪(Expendable Conductivity-Temperature-Depth profiler,XCTD)是观测海洋温深/温盐深剖面的重要仪器,由于其易于操作,成本较低且技术成熟,因此被广泛地应用于海洋边界流、海洋热含量、气候变化和经向热输送研究。本文首先介绍国内外XBT/XCTD仪器的发展及其现状,然后针对国际上XBT/XCTD仪器的误差来源以及数据处理过程中存在的问题进行分析,并对较为先进的数据校正方案及其应用进行了方案调研和比对。最后,本文总结当前XBT/XCTD在国际合作项目中的应用现状,并对国内外相关的数据处理方法进行总结归纳,对目前XBT/XCTD仪器存在的问题以及未来的发展趋势进行进一步的探讨,为国内投弃式剖面测量仪的数据处理方法的进步和仪器的进一步发展提供了参考。

关键词： XBT/XCTD 技术发展误差分析校正方案数据处理

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青藏高原大气热源年际变率及其驱动因子

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大气科学 2022年第2期46卷 455-472页

作者：段安民张萍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 中国科学院大学地球与行星科学院北京100049

青藏高原(以下简称高原)大气热源对亚洲夏季风爆发、演变、推进,乃至全球气候系统都有重要影响,因此近年来高原大气热源变异机理也日益受到关注。本文在回顾已有关于不同季节高原热源变异原因的研究基础上,利用1980~2018年日本气象厅再... 详细信息

青藏高原(以下简称高原)大气热源对亚洲夏季风爆发、演变、推进,乃至全球气候系统都有重要影响,因此近年来高原大气热源变异机理也日益受到关注。本文在回顾已有关于不同季节高原热源变异原因的研究基础上,利用1980~2018年日本气象厅再分析数据JRA55(Japanese 55-year Reanalysis),对逐月高原大气总热源的年际变率进行分类,并进一步探究了影响不同类别高原大气总热源的异常大尺度环流系统及海温驱动因子。除了传统上受关注的“冬季型”和“夏季型”以外,本文还提出了“早春型”和“过渡型”两种高原大气热源变率模态。总体而言,高原大气总热源年际变率以降水引起的凝结潜热异常为主,其中“冬季型”及“早春型”高原大气热源异常中心位于高原西部,主要受到中高纬遥相关波列的影响。此外,“冬季型”还受到厄尔尼诺—南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)及印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole, IOD)的影响。“夏季型”高原大气热源呈东西偶极型反相变化,最大异常中心位于高原东南部,主要受北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation, NAO)的影响;“过渡型”高原大气热源呈南北偶极型反相变化,受热带太平洋—印度洋海表温度异常的共同影响。因此,不同背景环流下高原热源年际变率的驱动因子存在明显差异。

关键词：青藏高原大气总热源年际变率驱动因子

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水下滑翔机中尺度过程空间采样运动仿真

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水下无人系统学报 2022年第4期30卷 474-484,513页

作者：秦悦王冠琳官晟王岩峰丁军航青岛大学自动化学院山东青岛266071 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 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071

海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义... 详细信息

海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义。水下滑翔机已成为近年来观测中尺度过程的重要工具之一。文中以海燕-Ⅱ自主式无人水下滑翔机作为研究对象,首先,根据动量和角动量定理建立了其六自由度动力学模型;然后,利用Simulink仿真对该模型进行了验证,由仿真结果可知,所提出的动力学模型能够较好地实现运动仿真;最后,针对几种中尺度过程不同的探测要求,设计了水下滑翔机的运动方案,并进行了空间采样运动的仿真,仿真结果可为日后实际观测应用提供参考和优化参数。

关键词：水下滑翔机中尺度过程海燕-Ⅱ 空间采样运动仿真

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热带大气对流垂直结构与降水模拟偏差的关系:基于GAMIL3模式的分析

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大气科学 2023年第2期47卷 239-258页

作者：任子坤周天军郭准陈晓龙李立娟吴波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(CCRC) 北京100029

针对LASG/IAP发展的大气环流模式GAMIL(Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG)的两个版本GAMIL2(G2)和GAMIL3(G3),评估了其对热带降水气候态以及对流垂直结构的模拟能力,在此基础上探究了新版本模式降水模拟改进的原因以及热带对... 详细信息

针对LASG/IAP发展的大气环流模式GAMIL(Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG)的两个版本GAMIL2(G2)和GAMIL3(G3),评估了其对热带降水气候态以及对流垂直结构的模拟能力,在此基础上探究了新版本模式降水模拟改进的原因以及热带对流垂直结构与降水模拟偏差的关系。两个版本的GAMIL模式都较好地捕捉到了热带降水的主要特征,且G3的模拟结果整体优于G2。新版本的主要改进在于显著减小了热带西北太平洋正降水偏差。水汽收支诊断显示,模式降水偏差主要来源于蒸发项和水汽垂直平流动力项,而后者的偏差则来自于对流强度和对流垂直结构的共同作用。对流垂直结构偏差主要存在于赤道印度洋与赤道大西洋区域,表现为大气低层辐合分量偏小,对流卷出层高度偏高;在热带西北太平洋与赤道东太平洋区域,模式较好地还原了典型的“头重型”和“脚重型”对流垂直结构,但依然存在有整体性的对流偏深。湿静力能(MSE)收支显示,热带西北太平洋区域过量的净能量通量是模式垂直运动偏差的主要来源。而对流垂直结构偏深造成的总湿稳定度(Gross Moist Stability,简称GMS)偏大,在一定程度上抵消了模式中的净能量通量偏差,抑制了模拟的对流强度。诊断结果显示,G3中热带西北太平洋区域的降水改善主要源于对流强度正偏差的减小。G3中对流阈值和层云阈值的下调,使得对流发生频率增加,从而抑制了过大的对流强度。热带对流垂直结构与降水偏差有着紧密且多样的联系,在未来模式发展中应当予以重视。

关键词： GAMIL模式热带海洋降水对流垂直结构总湿稳定度(GMS)

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云南西南部2010年代5～6月降水突变减少的成因分析

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气候与环境研究 2025年第2期30卷 141-150页

作者：韩迁立肖子牛陈权亮云南省红河州气象局气象灾害防御技术中心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室验室成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室

5～6月是云南干季和雨季转换的关键期，其间降水量的多寡对当地农业生产和生态环境有重要影响，也是雨季开始期早晚的重要指标。本文利用1971～2022年云南5～6月站点观测降水资料和同期NCEP/NCAR再分析资料对该区域5～6月降水的变化特... 详细信息

5～6月是云南干季和雨季转换的关键期，其间降水量的多寡对当地农业生产和生态环境有重要影响，也是雨季开始期早晚的重要指标。本文利用1971～2022年云南5～6月站点观测降水资料和同期NCEP/NCAR再分析资料对该区域5～6月降水的变化特征进行分析研究，结果发现：云南西南部5～6月降水呈现显著下降的趋势，并在2009年发生气候突变，2010年之后显著减少。进一步的分析表明，热带西印度洋海温暖异常，会导致中南半岛北部和云南地区上空200 hPa高层大气辐散和700 hPa辐合减弱，不利于大气垂直上升运动和降水；还会导致中亚和孟加拉湾地区500 hPa高度场正异常，使得中高纬地区东移南下的冷空气和南支槽前的西南气流减弱，不利于云南西南部地区降水天气过程的形成；同时，西印度洋海温暖异常也导致大气低层从南海海域到中南半岛形成异常反气旋环流，云南出现西北风异常，西南风的水汽输送减弱，进而造成云南西南部5～6月降水减少。热带西印度洋海温持续上升及其在2010年代末期的突变增暖，是导致云南西南部降水突变减少的关键驱动因子。

关键词：云南西南部 5～6月降水热带西印度洋海温大气环流水汽输送

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2001~2016年泛北极地区过火面积的时空变化特征

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气候与环境研究 2023年第6期28卷 599-614页

作者：赵芝艺林中达李芳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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029

泛北极地区(50°N以北陆地)是全球两大火灾带之一,该地区火灾不仅影响局地植被演替,还影响区域乃至全球的碳循环及气候。以往研究主要针对泛北极某一特定区域火灾、个别极端大火事件或者某一特定陆表类型燃烧,对泛北极区域火灾特征... 详细信息

泛北极地区(50°N以北陆地)是全球两大火灾带之一,该地区火灾不仅影响局地植被演替,还影响区域乃至全球的碳循环及气候。以往研究主要针对泛北极某一特定区域火灾、个别极端大火事件或者某一特定陆表类型燃烧,对泛北极区域火灾特征尚缺乏全面认识。本研究使用3套卫星反演的全球火产品数据(GFED4.1s、MODIS C6、FireCCI51),深入研究2001~2016年泛北极过火面积的时空变化特征。结果表明泛北极地区多年平均的过火面积为7.47±0.72Mha/a,大值区主要位于阿拉斯加、加拿大中部、西伯利亚南部和中东部。泛北极过火面积的年际变率大;此外,泛北极和泛北极北美地区森林过火面积均呈现显著增大趋势,而泛北极欧洲地区农田过火面积显著减小。泛北极地区火灾主要发生在春季和夏季,但燃烧的主要陆表类型不同:多年平均而言,泛北极北美地区以夏季稀树草原和森林燃烧为主,泛北极欧洲地区以春季农田燃烧和夏季森林燃烧为主,泛北极亚洲地区以夏季森林、灌木燃烧和春季农田、森林燃烧为主。不同地区年过火面积极端大值年对应的主要陆表燃烧类型与多年平均结果类似。

关键词：火灾泛北极地区过火面积空间分布趋势年际变化

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