检索结果-内蒙古大学图书馆

环境化学 2022年第11期41卷 3666-3684页

作者：陈慧段凤魁王宁杜晶晶孙振丽华北电力大学环境科学与工程学院资源与环境系统优化教育部重点实验室北京102206 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 环境化学与生态毒理学国家重点实验室中国科学院生态环境研究中心北京100085

近年来,作为一项无损的指纹识别技术,拉曼光谱在细颗粒物分析领域表现出巨大的应用潜力.本文对拉曼光谱在细颗粒物定性分析、定量分析、图像化表征、混合态分析、源解析、pH分析和非均相反应七个方面的研究进展进行了综述.对于传统拉曼... 详细信息

近年来,作为一项无损的指纹识别技术,拉曼光谱在细颗粒物分析领域表现出巨大的应用潜力.本文对拉曼光谱在细颗粒物定性分析、定量分析、图像化表征、混合态分析、源解析、pH分析和非均相反应七个方面的研究进展进行了综述.对于传统拉曼光谱存在信号强度不高的问题,通过表面增强拉曼散射(SERS)、尖端增强拉曼散射(TERS)和受激拉曼散射(SRS)技术得到了改进.最后对今后拉曼光谱在细颗粒物分析领域可能的研究方向进行了展望.

关键词：拉曼细颗粒物技术改进.

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利用长短期记忆网络LSTM对赤道太平洋海表面温度短期预报

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大气科学 2024年第2期48卷 745-754页

作者：张桃林鹏飞刘海龙郑伟鹏王鹏飞徐天亮李逸文刘娟陈铖中国科学院大气物理研究所大气科学与地球物理流体动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 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 北京应用气象研究所北京100029 西北工业大学航海学院西安710072

海表面温度作为海洋中一个最重要的变量,对全球气候、海洋生态等有很大的影响,因此十分有必要对海表面温度(SST)进行预报。深度学习具备高效的数据处理能力,但目前利用深度学习对整个赤道太平洋的SST短期预报及预报技巧的研究仍较少。... 详细信息

海表面温度作为海洋中一个最重要的变量,对全球气候、海洋生态等有很大的影响,因此十分有必要对海表面温度(SST)进行预报。深度学习具备高效的数据处理能力,但目前利用深度学习对整个赤道太平洋的SST短期预报及预报技巧的研究仍较少。本文基于最优插值海表面温度(OISST)的日平均SST数据,利用长短期记忆(LSTM)网络构建了未来10天赤道太平洋(10°S~10°N,120°E~80°W)SST的逐日预报模型。LSTM预报模型利用1982~2010年的观测数据进行训练,2011~2020年的观测数据作为初值进行预报和检验评估。结果表明:赤道太平洋东部地区预报均方根误差(RMSE)大于中、西部,东部预报第1天RMSE为0.6℃左右,而中、西部均小于0.3℃。在不同的年际变化位相,预报RMSE在拉尼娜出现时期最大,正常年份次之,厄尔尼诺时期最小,RMSE在拉尼娜时期比在厄尔尼诺时期可达20%。预报偏差整体表现为东正、西负。相关预报技巧上,中部最好,可预报天数基本为10天以上,赤道冷舌附近可预报天数为4~7天,赤道西边部分地区可预报天数为3天。预报模型在赤道太平洋东部地区各月份预报技巧普遍低于西部地区,相比较而言各区域10、11月份预报技巧最低。总的来说,基于LSTM构建的SST预报模型能很好地捕捉到SST在时序上的演变特征,在不同案例中预报表现良好。同时该预报模型依靠数据驱动,能迅速且较好地预报未来10天以内的日平均SST的短期变化。

关键词：海表面温度 LSTM (long short-term memory) 短期预报赤道太平洋

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大气密度对运载火箭飞行的qα_(max)精度影响及建模分析

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宇航学报 2021年第3期42卷 378-389页

作者：程胡华王益柏蔡其发赵亮 63729部队太原030027 61741部队北京100094 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

基于运载火箭是在真实大气密度中飞行,本文以2017年8月1日-2019年7月31日高垂直分辨率探空资料为例,分析参考大气密度与真实大气密度、以及对应的qα_(max)之间差异特征,最后建立订正模型,研究结果表明:1)密度偏差、相对偏差随高度变化... 详细信息

基于运载火箭是在真实大气密度中飞行,本文以2017年8月1日-2019年7月31日高垂直分辨率探空资料为例,分析参考大气密度与真实大气密度、以及对应的qα_(max)之间差异特征,最后建立订正模型,研究结果表明:1)密度偏差、相对偏差随高度变化特征与季节有关,有较明显的年内变化特征;2)qα_(max)偏差随时间呈现“M”字型变化特征,其值范围为-217.1721~219.0648 Pa·rad,平均值为-9.4684 Pa·rad,在(-20,0]区间范围内占有率最大(20.4110%);3)qα_(max)偏差具有明显的年内变化、季节变化特征,在1-3月和11-12月为正偏差、4-10月为负偏差,春、夏、秋季均为负偏差,冬季为正偏差;4)利用多元线性回归建立订正模型能较好地提高参考大气密度得到的qα_(max)精度,其中,偏差由-36.1569 Pa·rad减少到-7.7012 Pa·rad、绝对差由49.3254 Pa·rad减小到20.3244 Pa·rad,因此,在分析大气环境对运载火箭飞行影响时,应采用真实大气密度代替参考大气密度进行计算。

关键词：运载火箭 qα_(max) 参考大气密度真实大气密度建模

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青藏高原与周边地区近四十年区域夏季地表气温变化趋势的异同及归因分析

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大气科学 2022年第5期46卷 1253-1266页

作者：吴玉婷杨崧胡晓明王子谦鲁萌萌肖子牛中山大学大气科学学院珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室珠海519080 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和青藏高原气象研究所北京100081 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

欧亚大陆夏季地表气温在近四十年有显著的升温趋势,本文基于ERA5再分析数据研究了1979~2019年间欧亚大陆不同区域的夏季地表气温的变化特征,并利用气候反馈响应分析方法揭示了各区域变暖原因的异同。作为全球海拔最高的大地形,青藏高原... 详细信息

欧亚大陆夏季地表气温在近四十年有显著的升温趋势,本文基于ERA5再分析数据研究了1979~2019年间欧亚大陆不同区域的夏季地表气温的变化特征,并利用气候反馈响应分析方法揭示了各区域变暖原因的异同。作为全球海拔最高的大地形,青藏高原在过去四十年经历了显著的增温过程。青藏高原周边相对低海拔的地区(如北非—南欧地区、蒙古地区、东北亚地区)同样表现出明显的变暖特征,而高原南侧的南亚地区的地表气温却变化不明显。青藏高原夏季积雪融化引起的地表反照率减小使得更多短波辐射到达地表,放大高原地表增暖。北非—南欧地区增暖则主要源于大气气溶胶含量减少造成的入射短波辐射增加。同时,大气温度升高导致的向下长波辐射增强对北非—南欧地区以及蒙古地区的增暖都有显著贡献。此外,东北亚地区云的减少是造成其地表增暖最主要的过程,而南亚地区则是水汽增加和感热通量减少造成的增温与云和气溶胶增加造成的降温相抵消,因而温度变化幅度不大。

关键词：青藏高原欧亚大陆夏季地表增暖趋势归因分析

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基于CMIP6模式的热带太平洋海表温度增暖初步评估

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海洋科学进展 2021年第2期39卷 221-230页

作者：张馨尤刘琳张美琪段永亮杨洋杨光李奎平王辉武自然资源部第一海洋研究所海洋与气候研究中心山东青岛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

热带太平洋是影响全球气候系统的重要区域,热带太平洋海表温度(SST)的长期变化趋势模拟是国际研究领域关注的热点。基于12个参加第六期国际耦合模式比较计划(CMIP6)的模式结果,本研究对1950年至1999年间多模式模拟得到的热带太平洋SST... 详细信息

热带太平洋是影响全球气候系统的重要区域,热带太平洋海表温度(SST)的长期变化趋势模拟是国际研究领域关注的热点。基于12个参加第六期国际耦合模式比较计划(CMIP6)的模式结果,本研究对1950年至1999年间多模式模拟得到的热带太平洋SST增暖现象进行了初步评估。结果表明,不同模式对热带太平洋SST增暖的模拟能力差别较大,特别在赤道东太平洋区域,部分模式模拟得到了偏强的SST降温趋势,与实际观测中的SST增温趋势相反,多模式集合平均结果给出了中部型厄尔尼诺事件的增温趋势。通过引入SST增暖变率分析方法,本研究对多模式模拟的热带太平洋SST在过去50 a中的增暖内在变化进行了进一步评估,结果表明目前各模式对热带太平洋SST增暖变率模拟偏弱,空间分布差异较大。

关键词：太平洋 CMIP6 SST 变化趋势变率

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历史时期中国东部年代际干旱模拟的研究进展

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第四纪研究 2023年第4期43卷 1123-1132页

作者：宁亮刘健刘征宇严蜜孙炜毅陈可凡覃燕敏薛姣王鎏琳汪琪李楚鑫吴芬李奔月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 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 马萨诸塞大学地球科学系气候系统研究中心阿默斯特马萨诸塞州01002 中国科学院机构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 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 俄亥俄州立大学地理系哥伦布俄亥俄州43210

本文总结了历史时期中国东部年代际干旱时空特征及成因机制的最新研究进展。作为典型季风区,中国东部年代际干旱均与典型的弱季风事件相关,空间特征上呈现出南涝北旱或者全区干旱的模态。成因机制方面,年代际干旱由气候系统内部变率(PDO... 详细信息

本文总结了历史时期中国东部年代际干旱时空特征及成因机制的最新研究进展。作为典型季风区,中国东部年代际干旱均与典型的弱季风事件相关,空间特征上呈现出南涝北旱或者全区干旱的模态。成因机制方面,年代际干旱由气候系统内部变率(PDO、AMO)和外强迫(包括火山活动、太阳辐射、温室气体、人为气溶胶、土地利用等)共同作用引发,其中,气候系统内部变率主要对年代际干旱起到触发作用,外强迫对干旱强度和持续时间起到加剧作用;此外,外强迫还通过改变气候系统内部变率的频次和强度来改变年代际干旱的频次、强度、持续时间;最后,本文还探讨了历史时期中国东部年代尺度干旱研究中未解决的问题及未来研究方向。

关键词：历史时期年代际干旱东亚季风气候模拟

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光谱参数法快速识别石油烃污染场地水体特征

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光谱学与光谱分析 2021年第3期41卷 822-827页

作者：马妍赵航正虞敏达崔骏单光春郑一鸣张亚茹何小松中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012

水体受石油污染日趋广泛,给人类及生态环境带来严重威胁。快速、准确和可靠地监测水体石油污染状况,对于理解其环境行为和评估人体暴露风险至关重要。石油类组分往往具备较好的光谱响应,然而基于光谱技术快速监测实际石油烃污染水体却... 详细信息

水体受石油污染日趋广泛,给人类及生态环境带来严重威胁。快速、准确和可靠地监测水体石油污染状况,对于理解其环境行为和评估人体暴露风险至关重要。石油类组分往往具备较好的光谱响应,然而基于光谱技术快速监测实际石油烃污染水体却鲜有报道。该研究以典型石油污染场地的地下水和地表水为对象,在全面分析水质电导率、总有机碳,Cl^(-),NO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),Na^(+),K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+),NH_(4)^(+),挥发性有机物和石油烃C_(6)-C_(9),C_(10)-C_(14),C_(15)-C_(28),C_(29)-C_(40)浓度基础上,对水体样品进行紫外-可见光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱表征,采用多元数据分析手段评估光谱技术在石油污染场地快速识别应用的可能性。结果表明:①紫外-可见光光谱和同步荧光光谱参数表明,污染的地下水中含有大量芳香族化合物,且有机物分子结构复杂,含有大量的羟基、羰基、羧基和酯类等取代基,三维荧光光谱参数表明污染水体中有机物经过了长时间的生物转化,说明污染地下水中有机物稳定性强,降解性差;②三维荧光光谱图表现出Ⅰ和Ⅳ区明显的荧光峰,Ⅴ区存在肩峰的水体主要是苯系物污染,而三维荧光光谱图表现出Ⅱ和Ⅳ区明显的荧光峰,Ⅰ区存在肩峰的水体主要是萘系物污染,三维荧光光谱图表现出Ⅱ区最高荧光峰,Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ都存在肩峰的水体主要是萘系物和菲系物污染;③石油烃C_(6)-C_(9)组分浓度可采用紫外-可见光光谱参数S_(308~363),SUVA_(254)和三维荧光光谱中Ⅰ区体积快速指示,石油烃C_(10)-C_(14)组分和总石油烃(TPH)浓度可采用三维荧光光谱中Ⅳ区体积快速指示,石油烃C_(15)-C_(28)和C_(29)-C_(40)组分浓度可采用三维荧光光谱中Ⅰ区体积快速指示。研究证实利用光谱参数结合多元数据分析可对石油污染水体进行快速识别,为地下水石油污染监测和修复提供了一种全新的快速在线监测分析方法。

关键词：石油烃地下水地表水光谱参数特征多元线性回归

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南海内波研究前沿与热点

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 564-580页

作者：郑全安陈亮熊学军胡筱敏杨光兵马里兰大学大气海洋科学系美国马里兰州学院市20742 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

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是... 详细信息

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150~200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南海北部内波生成机制和生成源地问题。人工智能技术成功应用于建立南海邻近的边缘海内波传播预报模式。模式预报的一个潮周期之后内波波峰线位置与后续卫星图像上显示的位置之间的平均相关系数达95%,平均距离均方根差为3 km。快速深潜剖面浮标技术应用于南海北部深海盆,得出0~3 500 m全水深内波波段(周期为0.1~1.8 d)波动引起的水温起伏幅度垂直分布。高分辨水下声成像技术,包括人工地震技术和回声探测仪,成功应用于南海北部陆架内波观测与研究。其中回声探测仪图像空间分辨率达10 cm,清楚显示出内孤立波波包精细结构,可精确测得水平尺度仅为2 m的孤立波特征半宽度。可以预期,大量科学研究成果的积累,特别是采用人工智能技术建立内波传播预报模式的成功实例,必将为开发南海内波精准预报模式奠定基础。

关键词：内波孤立波裂变内潮辐射图水下声成像南海

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中国干旱灾害的时空变化及其与直接经济损失的关联性研究

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干旱气象 2024年第4期42卷 485-497页

作者：陈逸骁岳思妤夏雯雯中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 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

在全球气候变暖背景下,干旱灾害对我国社会经济造成重大影响,且干旱强度和致灾性具有明显的区域性特征,研究干旱的时空变化特征及其关联的经济损失对未来旱灾损失预估、区域干旱灾害风险管理和抗旱资源配置等具有重要意义。基于1961—2... 详细信息

在全球气候变暖背景下,干旱灾害对我国社会经济造成重大影响,且干旱强度和致灾性具有明显的区域性特征,研究干旱的时空变化特征及其关联的经济损失对未来旱灾损失预估、区域干旱灾害风险管理和抗旱资源配置等具有重要意义。基于1961—2022年中国(港、澳、台地区除外)及不同省(市、区)气象干旱综合指数和2001—2022年干旱灾害损失数据,分析干旱的时空变化及其周期性特征,并探究干旱灾害与经济损失之间的关联性。结果表明,我国干旱强度具有年际和年代际变化趋势,年平均干旱强度存在2 a周期性振荡特征,季风期干旱强度存在9 a和19 a的显著周期变化;干旱强度具有“南强北弱”的分布特征,南方3个干旱强中心分别位于西南地区、黄淮中部以及华南东南部。进入21世纪后,我国农作物干旱受灾面积、绝收面积、受灾人口及直接经济损失整体呈减少态势,但东北和西南地区干旱灾害的直接经济损失较突出。不同省(市、区)干旱灾害与直接经济损失的关联程度不同,南方地区受干旱灾害影响更大,尤其是长江流域中部,干旱强度与经济损失关系紧密。此外,不同地区因干旱导致的直接经济损失不仅受干旱强度和干旱频次影响,也与农作物种植面积、抗旱能力以及人口和环境等因素相关。

关键词：中国干旱灾害时空变化直接经济损失关联性

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基于卫星遥感数据的Noah-MP地表反照率关键参数优化

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空间科学学报 2023年第6期43卷 1135-1149页

作者：陈进燕赵龙阳坤田佳鑫潘金梅张可西南大学地理科学学院重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 西南大学地理科学学院遥感大数据应用重庆市工程研究中心重庆400715 清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101

地表反照率是影响地–气相互作用的关键因子,而准确描述地表反照率是改进陆面模型水热模拟能力的关键。当前Noah-MP (the Noah land surface model with Multiple Parameterizations)土壤反照率估算主要依赖于查找表方法,该方法基于土... 详细信息

地表反照率是影响地–气相互作用的关键因子,而准确描述地表反照率是改进陆面模型水热模拟能力的关键。当前Noah-MP (the Noah land surface model with Multiple Parameterizations)土壤反照率估算主要依赖于查找表方法,该方法基于土壤颜色获得不同土壤类型的反照率,但在区域尺度上土壤颜色等级尚未得到有效率定,直接影响了区域反照率模拟水平。此外,裸土反照率的计算还高度依赖于土壤水分。针对这一问题,以同化得到的土壤水分数据作为输入,计算得到不同土壤颜色等级对应的反照率时间序列。在此基础上,以MODIS反照率为参照,同时排除高植被覆盖和积雪的影响,逐步筛选得到青藏高原区域0.25°格点尺度下最优的土壤颜色等级。评估结果表明,优化得到的土壤颜色等级空间分布规律符合土壤质地与反照率之间的物理规律,且改进了研究区域70%空间网格内的Noah-MP模型反照率估计。

关键词：地表反照率 Noah-MP 土壤颜色等级参数优化

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