检索结果-内蒙古大学图书馆

第四纪研究 2023年第2期43卷 604-624页

作者：周天军陈晓龙左萌江洁中国科学院大气物理研究所大气科学与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

气候敏感度是指在给定大气二氧化碳(CO_(2))浓度或排放下,相对工业化前地球表面温度的变化,它是描述温室气体增加与气候变暖关系的一个基本物理要素,具体的表征方式包括平衡气候敏感度(ECS)、瞬变气候响应(TCR)和对累积CO_(2)排放的瞬... 详细信息

气候敏感度是指在给定大气二氧化碳(CO_(2))浓度或排放下,相对工业化前地球表面温度的变化,它是描述温室气体增加与气候变暖关系的一个基本物理要素,具体的表征方式包括平衡气候敏感度(ECS)、瞬变气候响应(TCR)和对累积CO_(2)排放的瞬变气候响应(TCRE)等,每种表征方式刻画的是温室气体增加与气候变暖关系的不同侧面。在概述气候敏感度基本概念和定义的基础上,系统总结了关于影响气候敏感度的关键物理过程、估算气候敏感度的方法等方面的研究进展,主要结论如下:1)基于多种证据源,最新评估ECS的可能范围(概率大于66%,下同)为2.5~4.0℃,TCR为1.4~2.2℃,TCRE为1.0~2.3℃/1000 Pg C,不确定性较此前显著减小;2)影响气候敏感度的重要反馈过程包括黑体辐射反馈、水汽反馈、温度递减率反馈、冰雪反照率反馈、云反馈、生物地球物理反馈,以及非CO_(2)的生物地球化学反馈,其中云反馈仍是气候敏感度不确定性的最大来源(0.12~0.72 W/(m^(2)·℃)),能够解释总反馈中超过60%的方差,生物物理反馈和非CO_(2)生物地球化学反馈次之(-0.16~0.14 W/(m^(2)·℃));3)气候敏感度估算准确性的提高主要受益于4个方面的进展,包括对物理过程的理解、器测资料揭示的气候变化和变率信息、古气候证据和涌现约束技术,其中古气候记录和古气候模拟开始在气候敏感度研究中发挥重要作用,在估算气候反馈和气候敏感度时考虑了不同古气候的冷暖状态和地表增暖型的影响。在此基础上,阐述了气候敏感度不确定性对气候模拟、预估和《巴黎协定》温控目标下的未来碳排放空间估算的影响。最后,对未来亟待加强的研究方向进行了讨论,从6个方面提出通过加强不同学科方向间、观测-理论-模拟研究手段间、古气候与现代气候研究领域间以及气候变化预估与影响评价领域间的合作,推动气候敏感度及其影响研究。

关键词：气候敏感度气候反馈气候模拟古气候气候预估

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两代耦合海浪的地球系统模式FIO-ESM全球碳循环过程发展

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 777-790页

作者：宋振亚鲍颖乔方利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266071

自然资源部第一海洋研究所地球系统模式FIO-ESM是自主研发的、以耦合海浪模式为特色的地球系统模式,包括物理气候模式和全球碳循环模式。该模式从第一代版本FIO-ESM v1.0发展到第二代版本FIO-ESM v2.0,其物理气候模式和全球碳循环模式... 详细信息

自然资源部第一海洋研究所地球系统模式FIO-ESM是自主研发的、以耦合海浪模式为特色的地球系统模式,包括物理气候模式和全球碳循环模式。该模式从第一代版本FIO-ESM v1.0发展到第二代版本FIO-ESM v2.0,其物理气候模式和全球碳循环模式都取得了改进与提升。FIO-ESM v2.0全球碳循环模式的海洋碳循环模式由v1.0的营养盐驱动模型升级为NPZD(Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus)型的海洋生态动力学碳循环模型,陆地碳循环模型由v1.0的简单的光能利用率模型升级为考虑碳氮相互作用的碳氮(CN)耦合模型;大气碳循环模型仍为CO_(2)的传输过程,考虑了化石燃料排放、土地利用排放等人为CO_(2)排放量。在物理过程参数化方案方面,FIO-ESM v2.0全球碳循环过程在考虑浪致混合作用对生物地球化学参数的作用的基础上,增加了海表面温度的日变化过程对海-气CO_(2)通量的影响。已有数值模拟试验结果表明,FIO-ESM v2.0在考虑了更加复杂的碳循环过程后仍具有较好的全球碳循环模拟能力,为进一步开展海洋与全球碳循环研究提供了更有力的支撑工具,从而更好地服务于国家的双碳目标。

关键词： FIO-ESM 全球碳循环海洋碳循环模式陆地碳循环模式

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双碳情景下山东省火电行业大气污染影响

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中国环境科学 2024年第11期44卷 5990-5998页

作者：王圣周斌屈加豹李建晖余历钊吴鑫杨迎徐鑫伯鑫国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室江苏南京210023 北京低碳清洁能源研究院人工智能应用技术研究中心北京102211 生态环境部国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室北京100012 北京化工大学环境科学与工程系北京100029 临沂市人民医院山东临沂276000

本研究以火力发电大省山东省为例,计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量,采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)污染贡献情况.结果显示,在碳达峰情景下,山东省火电行业SO_(2)... 详细信息

本研究以火力发电大省山东省为例,计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量,采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)污染贡献情况.结果显示,在碳达峰情景下,山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)排放量与2018年基准情景相比,分别减少了2483.42,23448.71,364.31,341.01t,火电行业排放的SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了0.22%~26.61%、0.66%~51.21%、0.63%~23.82%和4.36%~24.38%.在碳中和情景下,山东省火电行业SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)排放量与2018年基准情景相比,分别减少了10947.71,44358.58,1606.00,1503.29t,火电行业排放的SO_(2)、NO_(x)、PM_(10)及PM_(2.5)对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了22.66%~44.14%、7.10%~54.37%、23.08%~42.02%和27.20%~42.44%.在碳达峰、碳中和情景下,火力发电仍是山东省能源安全和稳定供应的“压舱石”,减污降碳协同控制对山东火电行业至关重要.

关键词：火力发电碳达峰碳中和 CALPUFF 污染贡献

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CLM4.5模式模拟安徽省淮南山地森林陆气交换过程

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大气科学 2025年第1期49卷 23-37页

作者：戴秋丹郭振海王龙欢孙向明谢正辉孙菽芬肖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(LASG) 北京100029 新加坡国立大学新加坡118415 中国科学院大气物理研究所公共技术服务中心北京100029

基于2010~2019年ERA5单层再分析资料,结合安徽省淮南森林观测站2016年5月1日至2017年4月30日的大气边界层塔(PBL塔)观测资料,驱动陆面模式CLM4.5(Community Land Model Version 4.5),模拟了淮南山地森林下垫面上的陆面过程,并比较分析... 详细信息

基于2010~2019年ERA5单层再分析资料,结合安徽省淮南森林观测站2016年5月1日至2017年4月30日的大气边界层塔(PBL塔)观测资料,驱动陆面模式CLM4.5(Community Land Model Version 4.5),模拟了淮南山地森林下垫面上的陆面过程,并比较分析了不同驱动场对其影响,同时设计了土壤质地对土壤湿度影响的三个模拟试验。结果表明,CLM4.5对淮南森林陆气交换过程表现了较好的模拟性能,PBL塔观测资料驱动的总体模拟效果优于ERA5再分析资料的。在辐射模拟方面,CLM4.5利用ERA5资料和PBL塔观测资料,都很好地模拟了辐射分量,特别是PBL塔观测资料驱动的全年模拟结果与观测相关系数达0.97以上,均方根误差在25.056 W m^(-2)以下。ERA5再分析资料强迫模拟的相关系数略低,但也达到了0.92,均方根误差在29.939 W m^(-2)以下。在土壤温度模拟方面,相关系数都达到0.98以上;土壤湿度模拟的相关系数都在0.86以上,但系统性偏高;对感热通量的模拟全年平均的相关系数分别为0.72和0.78。实测的三层土壤质地加上深层给定的土壤质地的数据对土壤湿度的模拟结果与观测最为接近,土壤质地的准确描述可以大幅提高土壤湿度的模拟。本研究发现ERA5单层再分析资料在淮南森林站精度较好,可以应用于该山地森林区域陆—气交换过程的模拟研究。

关键词： CLM4.5陆面模式南北气候过渡带山地森林土壤质地

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某污染场地地下水中溶解性有机质组成特征及其自然衰减指示作用

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环境工程技术学报 2023年第4期13卷 1586-1594页

作者：赵萌姜永海贾永锋廉新颖尚长健臧永歌冯帆环境基准与风险评估国家重点实验室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中国环境科学研究院北京师范大学水科学研究院

溶解性有机质(DOM)影响着地下水中污染物的降解转化行为,其结构组成的变化可以反映外来污染物的迁移转化过程。以山东某污染场地地下水为研究对象,利用三维荧光光谱(EEM)、同步荧光光谱(SFS)和荧光区域体积积分法(FRI)分析研究区地下水... 详细信息

溶解性有机质(DOM)影响着地下水中污染物的降解转化行为,其结构组成的变化可以反映外来污染物的迁移转化过程。以山东某污染场地地下水为研究对象,利用三维荧光光谱(EEM)、同步荧光光谱(SFS)和荧光区域体积积分法(FRI)分析研究区地下水DOM的组成及结构变化规律,并结合自然衰减能力评估方法——水文地球化学指标分析方法和微生物学分析方法探讨DOM光谱信息对地下水有机污染自然衰减效果的指示作用。结果表明:在地下水有机污染持续存在和长期的微生物作用下,地下水DOM中类腐殖质和类蛋白物质组分含量均增加,随着生物降解作用越来越强烈,DOM中类蛋白物质占比逐渐升高。基于FRI分区理论,提出可用特定荧光分区相对含量比〔P(Ⅰ+Ⅱ)/PⅤ〕,即类蛋白物质与类腐殖质物质的相对含量比,作为快速判断地下水有机污染自然衰减生物作用效果的代替表征指标,P(Ⅰ+Ⅱ)/PⅤ越大,表明自然衰减中的生物降解作用越强。

关键词：地下水溶解性有机质(DOM) 荧光特征自然衰减

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南海主要分潮振幅变化趋势再探

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海洋学报 2022年第5期44卷 62-70页

作者：于茜潘海东吕咸青中国海洋大学物理海洋学教育部重点实验室山东青岛266100 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

潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测,而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置,都存在很大的局限性,这对我们研究海... 详细信息

潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测,而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置,都存在很大的局限性,这对我们研究海盆尺度的潮汐变化规律形成了一定程度的阻碍。前人基于25年的T/P-Jason卫星高度计数据发现南海中央深海海盆主要分潮振幅存在异常大的趋势,这是由于中尺度海洋运动对潮汐调和分析干扰导致的虚假结果。本文首次使用了XTRACK软件处理过的长达27年的T/P-Jason卫星高度计观测来研究整个南海的主要分潮振幅的长期趋势。经过X-TRACK处理后的卫星观测数据在整个南海的准确性和完整性都有了显著的提升。同时,我们使用了权重最小二乘法来消除长周期采样导致的潮汐混淆的影响。我们发现在南海大部分海域,4大主要分潮的振幅都存在显著的变化趋势。振幅和迟角变化的极值主要分布在吕宋海峡西部、马六甲海峡和台湾海峡等水深和岸线变化剧烈的近海海域,振幅最大的上升趋势可达2.75 mm/a,振幅最大的下降趋势可达-2.16 mm/a。南海主要分潮振幅的长期趋势与河流径流以及人类活动密切相关。

关键词：南海潮汐长期趋势 X-TRACK 卫星高度计 S_TIDE

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中国北部近海超级赤潮与西北太平洋海气相互作用的关联分析

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厦门大学学报（自然科学版） 2023年第3期62卷 406-412页

作者：张超胡俊沈辉郭振海段安民厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361102 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 浙江省海洋监测预报中心浙江杭州310007

已有研究揭示气溶胶传输和季风过程对中国近海赤潮的影响.本研究利用统计分析和动力学诊断方法,从海气相互作用的角度探究2000—2021年西北太平洋海温异常对中国北部近海超级赤潮的可能影响.结果表明:晚冬1—2月西北太平洋偶极型海温异... 详细信息

已有研究揭示气溶胶传输和季风过程对中国近海赤潮的影响.本研究利用统计分析和动力学诊断方法,从海气相互作用的角度探究2000—2021年西北太平洋海温异常对中国北部近海超级赤潮的可能影响.结果表明:晚冬1—2月西北太平洋偶极型海温异常与随后5—6月中国北部近海的超级赤潮显著相关;西北太平洋南部冷-北部暖的偶极子海温异常可持续到随后的5—6月,并引发对流层低层向热带外传播的遥相关波列,使得鄂霍次克海气旋系统形成;该气旋西侧的西北风异常向中国北部近海输送干冷空气,伴随着对流层高层的异常辐合引发干沉降过程,从而为中国北部近海超级赤潮的暴发提供了有利的气象条件.上述结果可为中国北部近海超级赤潮的暴发和预测提供科学参考.

关键词：中国北部近海超级赤潮海温异常干沉降

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高温锻件在线快速检测螺旋线圈EMAT优化设计

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机械工程学报 2022年第10期58卷 12-23页

作者：陈巍巍石文泽卢超程进杰陈尧陈果南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 赣南师范大学江西省数值模拟与仿真技术重点实验室赣州341000

在高温铸造/锻造过程中进行缺陷的检测、控制和修复以及厚度测量,并据此调整加工工艺参数,及时剔除缺陷/尺寸超标件,避免进入下一步工序,对提高产品合格率、实现环保制造,具有重要的工程应用价值。针对电磁超声换能器(Electromagnetic u... 详细信息

在高温铸造/锻造过程中进行缺陷的检测、控制和修复以及厚度测量,并据此调整加工工艺参数,及时剔除缺陷/尺寸超标件,避免进入下一步工序,对提高产品合格率、实现环保制造,具有重要的工程应用价值。针对电磁超声换能器(Electromagnetic ultrasonic transducer,EMAT)在大提离、强环境电磁干扰、高温等严苛条件下对表面粗糙形貌、晶粒粗大的铸锻件进行快速检测时的信噪比和空间分辨率差这一难题,建立基于chirp信号激励的螺旋线圈EMAT检测过程的有限元模型,采用正交试验表,分析EMAT设计参数、chirp信号带宽、脉宽等因素对脉冲压缩后的回波主瓣峰值和主瓣宽度的影响,分别获取主瓣峰值主瓣宽度最佳参数组合,并通过试验加以验证。设计耐高温EMAT探头,比较单一正弦脉冲激励信号和chirp脉冲压缩在650℃以上高温锻件检测的信噪比和主瓣宽度。结果表明,采用chirp脉冲压缩技术,高温EMAT检测的信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)、空间分辨率和检测效率更高。在720℃高温锻件、提离为3 mm且无同步平均条件下,与单一正弦脉冲激励相比,采用脉冲压缩技术,SNR提高了至少5.4 dB,主瓣宽度减小了58.8%。

关键词：高温检测 EMAT 正交试验脉冲压缩优化设计

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FIO-CPS v2.0对2021年冬季ENSO的预测

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 165-174页

作者：宋亚娟宋振亚魏萌舒启鲍颖乔方利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266071

2020年冬季(2020年12月至2021年2月),赤道中东太平洋海表温度持续下降,形成了一次拉尼娜事件。2021年春季,海表温度回升,转为中性状态。最新观测发现,2021年秋季以来海表温度再次降低,冬季是否会再次形成拉尼娜事件,其对我国冬季的气候... 详细信息

2020年冬季(2020年12月至2021年2月),赤道中东太平洋海表温度持续下降,形成了一次拉尼娜事件。2021年春季,海表温度回升,转为中性状态。最新观测发现,2021年秋季以来海表温度再次降低,冬季是否会再次形成拉尼娜事件,其对我国冬季的气候有何影响?本文利用自然资源部第一海洋研究所发展的短期气候预测系统FIO-CPS v2.0,以2021年10月1日为起报时间,对冬季气候进行了预测。结果表明,赤道中东太平洋冷异常将在11月达到鼎盛,形成一次弱拉尼娜事件,2022年1月将转为中性状态。在连续2年出现拉尼娜现象的气候背景下,2021年11月,除青藏高原、西南地区、东南沿海及台湾气温偏高外,我国大部分地区气温将偏低。12月之后,我国北方气温偏高而南方气温偏低的概率较大。此外,降水预测结果显示,初冬,南方降水偏多,而华北、东北部分地区降水偏少。2022年1月南方降水将偏少,而华北和东北降水将偏多。不同集合之间降水预测结果存在较大差异,表明降水预测结果仍有较高不确定性。

关键词：短期气候预测拉尼娜海表温度气候模式

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基于图像处理的回声定位信号检测方法

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海洋科学进展 2022年第1期40卷 145-153页

作者：段德鑫姜莹刘宗伟杨春梅吕连港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

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物。本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法。... 详细信息

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物。本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法。该方法首先对收集到的数据进行分帧,计算每帧信号的时频图;使用Frangi滤波器对时频图进行滤波,以降低背景噪声并凸显线条状信号;然后根据鲸豚类海洋哺乳动物回声定位信号在时频图中类似直线的特点,使用直线检测获得时频图像中检出线条状信号的精确位置,进而提取出其图像特征;最后根据信号特征训练随机森林分类器生成检测模型以检测区分出回声定位信号。使用柏氏中喙鲸、领航鲸、露脊鲸和伊洛瓦底海豚四种动物的声数据进行了实验,结果表明,与传统能量算子方法相比,本文提出的方法在低信噪比条件下有着更高的召回率且具有较高的准确率,可取得更好的检测效果。本文方法能够为鲸豚类海洋哺乳动物的声学研究提供一定的技术支持。

关键词：图像处理 Frangi滤波直线检测随机森林分类器回声定位信号

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