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海洋对干旱半干旱区气候变化的影响
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作者 管晓丹 马洁茹 +3 位作者 黄建平 黄瑞新 张镭 马柱国 《中国科学:地球科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期895-912,共18页
干旱半干旱区约占全球陆地总面积的41%,由于增温显著、降水稀少,导致生态脆弱、生存环境恶化,对全球气候变化的响应相对敏感.海洋作为地球气候系统的重要调节器,在干旱半干旱区气候变化过程中发挥着至关重要的作用;尤其在现代气候变化,... 干旱半干旱区约占全球陆地总面积的41%,由于增温显著、降水稀少,导致生态脆弱、生存环境恶化,对全球气候变化的响应相对敏感.海洋作为地球气候系统的重要调节器,在干旱半干旱区气候变化过程中发挥着至关重要的作用;尤其在现代气候变化,海洋活动对干旱半干旱区气候变率的影响不可忽视.文章回顾了近百年干旱半干旱地区的气候变化特征,总结了海洋活动对其变化影响的研究进展,重点归纳了太平洋年代际振荡(PDO)、大西洋多年代际振荡(AMO)以及El Ni?o和La Ni?a等对干旱半干旱地区气候变化的影响;概述了不同海洋振荡因子协同影响干旱半干旱气候变化的机制.研究表明:全球干旱半干旱区在近百年来表现出显著的强化增温现象,呈现出明显的年代际干湿变化特征;该变化特征与海洋年代际尺度振荡因子有密切关系,由于海洋振荡因子的不同位相组合显著改变海陆热力差,进而影响西风急流、行星波及阻塞频率,导致干旱半干旱区温度及干湿特征发生改变.随着干旱半干旱地区气候变化的加剧,未来的海洋活动变化对其影响将出现新的特征,这将增加干旱半干旱地区未来气候变化的不确定性,加剧干旱半干旱区对全球气候的影响. 展开更多
关键词 海洋活动 干旱半干旱区 气候变化 年代际干湿变化
新疆干旱区季节性积雪中黑碳气溶胶研究 预览
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作者 陈文倩 丁建丽 +4 位作者 张喆 王鑫 浦伟 刘博华 曹肖奕 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期83-91,共9页
利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据与2018年1月野外实测的28个雪样,综合分析新疆干旱区季节性积雪中黑碳气溶胶浓度(BC)分布特征与气溶胶光学厚度(AOD)等.利用HYSPLIT-4后向轨迹模式获取釆样点逐日的后向轨迹,分析BC的可能传输路径... 利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据与2018年1月野外实测的28个雪样,综合分析新疆干旱区季节性积雪中黑碳气溶胶浓度(BC)分布特征与气溶胶光学厚度(AOD)等.利用HYSPLIT-4后向轨迹模式获取釆样点逐日的后向轨迹,分析BC的可能传输路径.结果表明:①北疆地区积雪覆盖率从11月份到次年1月份逐渐增加,冬季积雪覆盖率可达到97.5%,冬季AOD平均值为0.173,高值出现在天山北坡经济带区域与东部区域(0.2~0.35),低值区域主要在阿勒泰地区(0.06~0.1).②表层积雪的BC浓度范围为44.08~1949.9ng/g,平均值为536536.71ng/g,BC浓度分布特征为:天山北坡经济带BC浓度(913.24ng/g)>艾比湖东南部区域(816.56ng/g)>艾比湖北部区域(421.94ng/g)>艾比湖西部区域(407.97ng/g)>克拉玛依区域(162.28ng/g)>古尔班通古特沙漠区域(124.89ng/g)>阿勒泰地区(98.51ng/g).随着海拔升高积雪中BC浓度有微弱上升,相关系数R^2为0.03,随着纬度增加积雪中BC浓度均呈下降趋势,R^2为0.255.③艾比湖流域后向轨迹中以博乐-精河-艾比湖向东北方向输送路径为主,对采样点的BC浓度影响较大;天山北坡经济带区域主要以精河-石河子-乌鲁木齐的天山北坡城市群向东北输送路径为主,局地污染较为严重;阿勒泰地区的后向轨迹以俄罗斯南部-哈萨克斯坦北部-东哈萨克斯坦输送路径为主,局地污染贡献较少;克拉玛依区域主要来自哈萨克斯坦东部和西部向东方向的输送,局地污染不明显;沙漠区域主要以西南方向输送路径为主. 展开更多
关键词 新疆干旱区 季节性积雪 黑碳 后向轨迹模拟
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GRAPES_GFS 2.0模式非系统误差评估 预览
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作者 张萌 于海鹏 +4 位作者 黄建平 沈学顺 苏勇 薛海乐 窦宝成 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期332-344,共13页
选取2014年1月、4月、7月、10月的GRAPES_GFS 2. 0预报产品和对应时刻的NCEP FNL分析资料进行对比。从时间演变看,南、北半球的非系统误差均在各自冬季达到极盛,误差呈现周期性变化规律。位势高度场的非系统误差随时间演变先呈指数增长... 选取2014年1月、4月、7月、10月的GRAPES_GFS 2. 0预报产品和对应时刻的NCEP FNL分析资料进行对比。从时间演变看,南、北半球的非系统误差均在各自冬季达到极盛,误差呈现周期性变化规律。位势高度场的非系统误差随时间演变先呈指数增长,后呈线性增长,温度场和纬向风场的误差则近似于线性增长。从空间分布看,GRAPES_GFS 2.0的非系统误差大值主要分布在中高纬度地区,呈条带状分布,误差大值区域基本不随预报时效的变化而发生变化;位势高度场和纬向风场的误差大值区出现在对流层顶附近,而温度场的误差大值区则出现在边界层顶附近。将误差增长曲线参数化拟合后发现,南半球的初始场误差、可预报上限和初始场误差占比均高于北半球,随离地高度增加初始场误差占比逐渐减小。 展开更多
关键词 GRAPES_GFS 2.0 非系统误差 空间分布 时间演变
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中国半干旱区一次冰雹天气过程分析
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作者 刘晨 刘晓岳 +3 位作者 张萌 马凯明 张良 于海鹏 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期191-198,共8页
利用NCEP再分析资料、CLDAS-V2.0降水产品、单站雷达、FY-2G红外云图等资料,对2017年6月20日兰州地区的一次冰雹天气过程进行了天气学诊断分析.结果表明, 2017年6月亚洲中高纬度气候异常,极涡位置明显偏南,黑海以东至鄂霍茨克海有东风异... 利用NCEP再分析资料、CLDAS-V2.0降水产品、单站雷达、FY-2G红外云图等资料,对2017年6月20日兰州地区的一次冰雹天气过程进行了天气学诊断分析.结果表明, 2017年6月亚洲中高纬度气候异常,极涡位置明显偏南,黑海以东至鄂霍茨克海有东风异常,青藏高原至江淮地区低值系统活动频繁,西北地区易受冷空气入侵;副热带高压偏强、偏西,利于水汽向西北内陆输送,为此次冰雹的发生提供了有利条件.分裂南下的蒙古冷涡是本次冰雹过程的主要影响系统;物理量场分析表明,低层有明显的水汽辐合,底层辐合、高层辐散为冰雹云的发展提供了动力抬升条件;大气层结上冷下暖、上干下湿,近地层存在逆温层,利于不稳定能量积累;0℃层与-20℃层高度、厚度适宜,适合冰雹生长;卫星、雷达资料表明,黑体温度低值区、强回波中心与冰雹落区对应较好,可作为强雷雨或冰雹天气的预警指标. 展开更多
关键词 半干旱区 冰雹 极端降水事件 诊断分析
丝绸之路经济带气溶胶的人为成份比例
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作者 张芝娟 陈斌 +3 位作者 衣育红 刘晶晶 贾瑞 黄建平 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2019年第4期16-26,共11页
利用MERRA-2(The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications,version 2)再分析资料,分析了1980-2017年丝绸之路经济带沿线区域(30°-50°N、10°-110°E)硫酸盐、黑碳、有机碳、沙尘气溶胶的... 利用MERRA-2(The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications,version 2)再分析资料,分析了1980-2017年丝绸之路经济带沿线区域(30°-50°N、10°-110°E)硫酸盐、黑碳、有机碳、沙尘气溶胶的时空分布特征,然后将沙尘分为自然沙尘和人为沙尘,进而计算出自然气溶胶和人为气溶胶在不同季节的空间分布,定量给出了人为气溶胶的贡献。结果表明:在丝绸之路经济带沿线的东欧地区,经济发达、工业活跃,硫酸盐是最主要的气溶胶类型,占总气溶胶光学厚度的64%,总气溶胶光学厚度每年下降0.0035;在地表裸露、沙尘活跃的5个欠发达地区,沙尘是最主要的气溶胶类型,占总气溶胶光学厚度的46%~65%,其中巴基斯坦-印度地区总气溶胶光学厚度每年增加0.0059;人为气溶胶对总气溶胶的平均贡献为62%~65%;6个区域中北非地区人为气溶胶所占比例最小,为32.8%,东欧地区最大,为73.5%;随着人口密度的增加,人为气溶胶的光学厚度也在增加。人为气溶胶占总气溶胶的比例很高,而且与人口密度正相关。 展开更多
关键词 丝绸之路经济带 人为气溶胶 自然气溶胶 贡献
WRF-Fluent耦合模式的构建及其对城市大气扩散的精细化模拟 预览
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作者 董龙翔 余晔 +3 位作者 左洪超 方敏 赵素平 陈伯龙 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2311-2319,共9页
为了准确刻画城市环境中的复杂建筑结构对大气运动和污染物输送及扩散过程的影响,结合中尺度模式WRF和微尺度模式Fluent构建了单向耦合的WRF-Fluent模式,并将其应用于榆中县城区高架源排放情景下大气扩散的模拟研究.基于城市气象/示踪... 为了准确刻画城市环境中的复杂建筑结构对大气运动和污染物输送及扩散过程的影响,结合中尺度模式WRF和微尺度模式Fluent构建了单向耦合的WRF-Fluent模式,并将其应用于榆中县城区高架源排放情景下大气扩散的模拟研究.基于城市气象/示踪外场试验期间获取的气象数据对WRF模式的模拟性能进行验证,发现WRF能够为Fluent提供比较准确的随时间变化的气象驱动场.在此基础上,将榆中县城区三维几何模型嵌入到WRF-Fluent中,对城区内的流场及污染烟羽的时空演变过程进行精细化模拟,并将模拟结果与实测示踪物浓度数据进行比对.结果显示,WRF-Fluent模式可以很好地描述城区内的复杂三维风场结构以及污染烟羽随时间的动态变化特征,而且模拟的地面和城市冠层顶浓度最大值基本位于观测值的0.3~3倍之内,这表明构建的WRF-Fluent模式具有较好的模拟性能,可作为一种有效的工具应用于实际城市规划和空气质量改善以及环境风险评估等方面的研究. 展开更多
关键词 城市扩散 WRF FLUENT 单向耦合 数值模拟
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淮河流域风场垂直结构特征分析 预览
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作者 毛文茜 冷文楠 +4 位作者 樊旭 肖霞 郭燕玲 赵艳茹 张文煜 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期333-340,共8页
为进一步加深南北气候过渡带上山地丘陵地区的风场认识,利用淮南2015年3月至2016年2月ST(Stratosphere-Troposphere)风廓线雷达的探测资料,分析了该地区20km高度内风场的变化特征及垂直结构。结果表明:淮河流域850hPa、700hPa、500hPa、... 为进一步加深南北气候过渡带上山地丘陵地区的风场认识,利用淮南2015年3月至2016年2月ST(Stratosphere-Troposphere)风廓线雷达的探测资料,分析了该地区20km高度内风场的变化特征及垂直结构。结果表明:淮河流域850hPa、700hPa、500hPa、100hPa等压面高度上,风场有明显的垂直变化,风速及其波动幅度随春、夏、秋、冬先减小后增大,且随高度增加,夏季最小、冬季最大的季节规律逐渐增强;风场的垂直分布存在差异,在中低层以下,以小于10m/s的风为主,风向转换多,中低层以上10~25m/s的偏西风居多;年平均风场结构为低层以5m/s北风为主,到2km左右向西偏转,风速小于10m/s,在5km高度处形成15m/s的西风,且风速持续增大,10km左右达到25m/s后逐渐减小,到15km左右风向顺时针向北偏转,直到20km附近与低空风场相近。 展开更多
关键词 淮河流域 风廓线雷达 风场垂直结构 特征分析
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全球不同类型气溶胶光学厚度的时空分布特征
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作者 张芝娟 陈斌 +1 位作者 贾瑞 衣育红 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第3期660-672,共13页
利用MERRA-2(第2版现代研究与应用再分析)资料分析了1980-2017年全球硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐、沙尘及总气溶胶光学厚度的时空分布特征;选取了北美、北非、南非、印度、中国和印度洋6个典型区域研究了硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐和... 利用MERRA-2(第2版现代研究与应用再分析)资料分析了1980-2017年全球硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐、沙尘及总气溶胶光学厚度的时空分布特征;选取了北美、北非、南非、印度、中国和印度洋6个典型区域研究了硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐和沙尘气溶胶对总气溶胶光学厚度的贡献率。结果表明,硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐和沙尘气溶胶在全球非均匀分布,并且具有季节变化;全球总气溶胶的光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)在夏季最大(0.137),春季次之(0.130),冬季最小(0.118);在6个典型区域里,北非地区总气溶胶的光学厚度最大,为0.43;其次是中国的东部地区,为0.41;每个区域其主要气溶胶的类型并不相同,在北美、中国东部及印度中部地区,硫酸盐是主导的气溶胶类型,贡献率分别为66%,63%和42%,在印度洋、南非及北非地区,海盐、有机碳和沙尘分别是最主要的气溶胶类型,贡献率分别为65%,51%和82%;对于黑碳、硫酸盐和总气溶胶,中国东部地区和印度中部地区有较为明显的增长趋势,其中总气溶胶光学厚度的线性增长率分别为0.007 a^-1和0.0056 a^-1,但在2010年以后,中国东部地区出现明显的下降。 展开更多
关键词 气溶胶 光学厚度 时空分布
全球变暖背景下青藏高原夏季大气中水汽含量的变化特征
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作者 常姝婷 刘玉芝 +1 位作者 华珊 贾瑞 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第2期227-236,共10页
利用中国气象局提供的0.5°×0.5°降水和温度的日值资料,联合ERA-Interim、MERRA2(secondModern-EraRetrospective analysis forResearch and Applications)和JRA-55(Japanese 55-yearReanalysis)再分析资料以及全球陆面... 利用中国气象局提供的0.5°×0.5°降水和温度的日值资料,联合ERA-Interim、MERRA2(secondModern-EraRetrospective analysis forResearch and Applications)和JRA-55(Japanese 55-yearReanalysis)再分析资料以及全球陆面数据同化系统(Global Land surface Data Asimilation System,GLDAS-2.0)资料,研究了全球变暖背景下青藏高原夏季地表气温及降水的变化特征,以及该地区大气中水汽含量及水汽输送特征。结果表明,1979—1998年期间,高原的地表气温呈增加趋势,降水呈减少趋势;而在全球增温减缓期间(1999—2010年),地表气温及降水较1979—1998年期间呈现更为显著的增加趋势。在青藏高原上空,大气中水汽含量在1979—2010年间整体呈增加趋势;然而,进一步分析表明,在此期间由外界向高原输送的水汽逐年降低,尤其在1998年后,由于西南季风强度的大幅减弱,使得外界向高原的净水汽输送量减少得更为显著;青藏高原地表蒸散量的分析表明,自1998年后,高原地表的蒸散量显著增加,成为高原地区大气中水汽增加的主要原因。 展开更多
关键词 青藏高原 全球变暖 大气水汽 水汽净输送 下垫面蒸散
基于卫星遥感的祁连山及甘肃中部地区云宏观特征
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作者 宋琦明 张武 +4 位作者 苏亚乔 陈艳 杨昆 赵桂清 曹刚 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期712-722,共11页
利用2007—2010年Cloud Sat和CALIPSO卫星遥感资料以及中国国家气象信息中心(CMDC)提供的地面降水资料(1996—2016年),对祁连山区、甘肃中部及石羊河流域的不同云类型宏观特征进行了分析。结果表明:各研究区域总云分数的季节变化较一致... 利用2007—2010年Cloud Sat和CALIPSO卫星遥感资料以及中国国家气象信息中心(CMDC)提供的地面降水资料(1996—2016年),对祁连山区、甘肃中部及石羊河流域的不同云类型宏观特征进行了分析。结果表明:各研究区域总云分数的季节变化较一致,较大值出现在春夏季,均超过70%。总云分数的高值区主要集中在祁连山南坡,与降水量高值区分布一致。积状云云分数最大值出现在夏季,积状云降水频率高于层状云。云层以单层云为主,云厚度均超过2.0 km,春季甘肃中部的单层云厚度最大达3.0 km;2层云夹层比3层云的夹层厚度要厚。产生降水的云中积状云和单层云的发生频率较高。各区域云频率随高度分布趋势大致相同,层状云出现的高度在距地表0.5 km到12.0 km,云频率峰值均在高度6.0 km左右出现;积状云云频率随高度分布较层状云明显偏低,峰值出现在1.5km左右高度。 展开更多
关键词 降水 CLOUD SAT CALIPSO 祁连山 甘肃
华北PM2.5重污染对东北和长三角空气质量的影响 预览
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作者 汪兵 贾瑞 +3 位作者 刘玉芝 吴楚樵 吴慧全 王金鹏 《环境保护科学》 CAS 2019年第4期61-69,共9页
利用中国环境监测总站的PM2.5(ParticulateMatterwithaerodynamic≤2.5μm)数据、ERA-interim再分析资料等,结合混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型(HYSPLIT4),重点分析了华北地区PM2.5的时空分布特征及该地区PM2.5重污染对我国东北、长三... 利用中国环境监测总站的PM2.5(ParticulateMatterwithaerodynamic≤2.5μm)数据、ERA-interim再分析资料等,结合混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型(HYSPLIT4),重点分析了华北地区PM2.5的时空分布特征及该地区PM2.5重污染对我国东北、长三角地区空气质量的影响。结果表明,华北地区是中国PM2.5的高值区,2015、2016和2017年华北地区年平均PM2.5质量浓度分别为62.1、59.5和56.8μg/m3,呈减小趋势。该地区冬季PM2.5污染最严重,部分区域的平均浓度甚至超过110μg/m3。个例研究表明,来自华北的污染物可在大约48h后输送至东北和长三角地区,分别占当地污染物总量的21%和71%;同时,在冬季弱高压系统和地形的共同影响下,华北地区42%的污染物不易扩散而局限在本地,15%的污染物向长三角方向输送,不易向东北方向输送。 展开更多
关键词 PM2.5污染 华北地区 东北地区 长三角地区 轨迹
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兰州生物质燃烧VOCs排放特征及其大气环境影响 预览
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作者 郭文凯 刘镇 +3 位作者 刘文博 刘晓 朱玉凡 陈强 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期40-49,共10页
采用排放因子法建立了2016年兰州市生物质燃烧源挥发性有机物(VOCs)排放清单,并分析了污染物的时空排放特征,利用排放清单对生物质燃烧源的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶(SOA)生成潜势进行了估算,研究其排放对大气环境的影响.结果... 采用排放因子法建立了2016年兰州市生物质燃烧源挥发性有机物(VOCs)排放清单,并分析了污染物的时空排放特征,利用排放清单对生物质燃烧源的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶(SOA)生成潜势进行了估算,研究其排放对大气环境的影响.结果表明:2016年兰州市生物质燃烧源排放VOCs总量为6626.2t,排放高值区在榆中东南及东北部、永登中部和七里河南部,经济水平落后、秸秆产量大的地区污染物排放量更大.污染物排放集中在采暖季(11~3月)及农作物收割期(7~8月);兰州市生物质燃烧源的OFP总量为13880.3t,煨炕为OFP贡献最大的子源,占比46.1%,含氧挥发性有机物(OVOCs)为OFP贡献最大的关键组分,占比51.4%;OFP贡献排名前10的物种有乙酸、丙烯、2-丁酮、甲苯、甲醛、乙醛、间/对-二甲苯、1-丁烯、丙酸和异戊二烯.煨炕是SOA生成潜势贡献最大的子源,占比46.5%,芳香烃为SOA生成潜势贡献最大的关键组分,占比62.2%,SOA生成潜势贡献排名前10的物种有苯酚、甲苯、α-蒎烯、间/对-二甲苯、苯、邻二甲苯、茚、1,2,4-三甲基苯、乙苯和1,2,3-三甲基苯;以降低区域O3和SOA浓度为目标时,应优先管控煨炕和秸秆露天燃烧(玉米)两类子源. 展开更多
关键词 生物质燃烧 挥发性有机物 排放特征 臭氧生成潜势 SOA生成潜势
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兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs的臭氧及二次有机气溶胶生成潜势
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作者 刘镇 朱玉凡 +2 位作者 郭文凯 刘晓 陈强 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2069-2077,共9页
随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市... 随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs及其相应的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosols formation potential,SOAFP),其中水泥制造业的OFP和SOAFP占比最大,分别为45. 3%、50. 9%;其次为砖瓦制造业,但其吨标煤燃烧排放VOCs的OFP和SOAFP值最高,折为吨标煤后天然气燃烧产生VOCs的O3和SOA最小.兰州市主城区化石燃料燃烧源OFP和SOAFP主要为电力和热力的生产供应以及西固区工业企业排放VOCs的贡献,其它地区为水泥制造业、砖瓦制造业、钢铁冶炼业等高能耗的行业的贡献为主.芳香烃是化石燃料燃烧源排放VOCs中对OFP和SOAFP均贡献最大的一类物质,占比分别为40. 0%和67. 2%,并且在生成潜势贡献前10的物种中芳香烃为主要物种.与生物质燃烧源相比,化石燃料燃烧源具有较强的O3和SOA生成能力(2. 58 t·t-1和3. 16 kg·t-1). 展开更多
关键词 化石燃料 挥发性有机物(VOCs) 空间分布 臭氧生成潜势(OFP) 二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)
两种再分析资料对我国西北地区沙尘模拟的影响 预览
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作者 付旭东 李龙燕 +3 位作者 王金艳 谭子渊 常伟 王明 《环境保护科学》 CAS 2019年第2期64-73,共10页
利用耦合了Shao04起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2014年4月22~25日发生在我国西北地区的一次沙尘天气进行了模拟,基于ERA-Interim和NECP-FNL两种再分析资料,探究了WRF/Chem在不同再分析资料提供初始场和边界条件时对沙尘天气的模拟能力... 利用耦合了Shao04起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2014年4月22~25日发生在我国西北地区的一次沙尘天气进行了模拟,基于ERA-Interim和NECP-FNL两种再分析资料,探究了WRF/Chem在不同再分析资料提供初始场和边界条件时对沙尘天气的模拟能力,并分析了两种再分析资料对模拟结果影响的主要原因。总体来看,WRF/Chem在两种再分析资料提供初始场和边界条件时,均能较合理的模拟出主要的起沙区域、沙尘强度及其时空变化特征,沙源地附近和下游地区各个站点模拟的PM 10 浓度时间变化特征与观测结果也较为吻合。但相比较而言,对西北地区此次沙尘天气过程,从沙尘的空间分布、沙尘浓度、垂直沙通量和地面各代表站点PM 10 浓度变化等方面的模拟结果来看, NECP-FNL数据为模式提供初始场和边界条件时要优于ERA-Interim数据的结果,这主要与NECP-FNL数据在WRF/Chem模式中能相对较好的描述起沙过程中摩擦速度的量值有关,从而使得模拟的沙尘区域、强度和垂直沙通量更为合理。 展开更多
关键词 再分析资料 沙尘天气 WRF/Chem模式 数值模拟 摩擦速度
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中国污染物向北极地区传输的数值模拟研究
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作者 邱继勇 黄倩 +3 位作者 田文寿 谢飞 刘筱冉 王飞洋 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第4期887-900,共14页
利用NECP/NCAR FNL客观分析资料驱动中尺度模式WRF,通过4个数值试验模拟分析了2010年不同气象条件下(3月、6月、9月和12月),中国华南地区排放的示踪物向北极地区传输的总量、传输特征及传输机制。模拟结果表明,12月传输到北极地区的示... 利用NECP/NCAR FNL客观分析资料驱动中尺度模式WRF,通过4个数值试验模拟分析了2010年不同气象条件下(3月、6月、9月和12月),中国华南地区排放的示踪物向北极地区传输的总量、传输特征及传输机制。模拟结果表明,12月传输到北极地区的示踪物最多,约达到排放总量的44?;9月和6月的次之,约分别为7.5?和7?;3月的最少,只有0.105?。12月,示踪物传输到北极地区所需的时间最短,约为3天;9月和6月分别需要5天和6天;而3月,则需要9天时间。另外,不同月份示踪物传输到北极地区的主要通道所在高度也不同。3月主要集中在850~700 h Pa之间,9月在400~200 h Pa之间,而6月和12月在850 h Pa和200 h Pa的高度上都有浓度较高的传输通道出现。进一步分析发现,示踪物的传输路径主要受环流场控制。较强的经向南风和气旋系统有利于示踪物向北极地区传输;东亚大槽是导致12月排放的示踪物在较短时间内向北极地区传输较多的重要原因。 展开更多
关键词 北极气溶胶 中国华南地区排放物 向北极传输 WRF模式
一种基于花授粉算法的WRF风速集合预报新模型
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作者 田梦 曲宗希 +2 位作者 吴彬贵 黄鹤 张文煜 《西南大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期99-106,共8页
基于不同水平分辨率和边界层参数化方案的集合预报思路,应用花授粉算法与不限制负值的约束理论(FPA-NNCT)进行权重平均,提出一种新的风速集合预报模型(FPA-NNCT-WRF-E).利用山东省代表山地和海滨下垫面的2个风电场风速实测数据,将新模... 基于不同水平分辨率和边界层参数化方案的集合预报思路,应用花授粉算法与不限制负值的约束理论(FPA-NNCT)进行权重平均,提出一种新的风速集合预报模型(FPA-NNCT-WRF-E).利用山东省代表山地和海滨下垫面的2个风电场风速实测数据,将新模型与传统算术集合模型(M-WRF-E)以及FPA模型(FPA-WRF-E)的风速预报结果进行对比评估.结果表明:FPA-NNCT-WRF-E预报明显优于M-WRF-E和FPA-WRF-E的风速预报,与M-WRF-E相比,FPA-WRF-E将风速平均绝对误差(MAE)减小了20%以上,而新模型FPA-NNCT-WRF-E将MAE减小了38%以上.预报的准确性得到了提高. 展开更多
关键词 风速预报 集合预报 花授粉算法 预报精度
“05·6”华南持续性暴雨发生前上对流层及平流层异常信号分析 预览
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作者 梁靖琳 雒佳丽 +3 位作者 田红瑛 张诗妍 张如华 商林 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期237-250,共14页
利用欧洲中心ERA-Interim再分析资料,对“05·6”华南持续性暴雨发生前上对流层及平流层信号进行分析。分析结果表明,暴雨发生前一周,暴雨区域上空对流层顶高度出现先降低后升高再降低的变化,这种变化与日本南部的位涡异常存在较好... 利用欧洲中心ERA-Interim再分析资料,对“05·6”华南持续性暴雨发生前上对流层及平流层信号进行分析。分析结果表明,暴雨发生前一周,暴雨区域上空对流层顶高度出现先降低后升高再降低的变化,这种变化与日本南部的位涡异常存在较好的对应关系,即我国中纬度沿海一带至日本的高位涡带向华南延伸,使得华南地区上空的位涡升高,对流层顶下降。在环流场中,本次暴雨发生前低纬地区上对流层下平流层(UTLS)区域的东风与1991~2010年平均值相比偏强偏北,华南地区上空平流层东风场也偏强,平流层低层东风在暴雨发生前第9天提早向下传播;位势高度场中,“05·6”华南暴雨发生前中低纬度100hPa上的南亚高压中心位置偏东偏南;华南地区UTLS区域有较强的位势高度场正异常,在暴雨发生前随时间出现两次明显的加强,但在暴雨发生后减弱。南亚高压中心位置的偏移、东风信号的提早下传、高位涡空气入侵华南均有利于降水的发生。 展开更多
关键词 华南暴雨 上对流层 平流层
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基于伪逆学习算法的地基微波辐射计反演算法研究
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作者 樊旭 毛文茜 +3 位作者 吴肖燕 曲宗希 张北斗 张文煜 《西南大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期114-122,共9页
利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL站)2009-2010年的地基微波辐射计亮温资料和榆中站探空资料,基于伪逆学习算法建立了应用于地基微波辐射计温度、相对湿度和水汽密度反演的神经网络(PIFN),并将反演结果与地基微波辐射计自带反... 利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL站)2009-2010年的地基微波辐射计亮温资料和榆中站探空资料,基于伪逆学习算法建立了应用于地基微波辐射计温度、相对湿度和水汽密度反演的神经网络(PIFN),并将反演结果与地基微波辐射计自带反演产品进行了对比,研究了伪逆学习算法在地基微波辐射计气象要素反演算法本地化的应用效果.结果表明:PIFN反演的温度、相对湿度和水汽密度的均方根误差的最大值分别为6.41K,31.21%和1.5g/m^3,地基微波辐射计温度、相对湿度和水汽密度产品的均方根误差最大值分别为11.93K,53.18%和3.06g/m^3,与微波辐射计自带神经网络反演结果在不同高度层进行比较可以看出PIFN对2~10km、1~7km和0~3km的大气温度、相对湿度和水汽密度廓线的反演均有明显改善,伪逆学习算法能够应用于地基微波辐射计气象要素的反演算法的本地化。 展开更多
关键词 地基微波辐射计 伪逆学习算法 温湿度廓线 水汽密度廓线
基于KAZR云雷达对SACOL站云微观物理特性的分析 预览
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作者 辛悦 《内蒙古科技与经济》 2019年第7期74-76,共3页
通过Zenith Radar (KAZR)云雷达数据对2015年一次冰云过境个例进行了云微物理量的反演;不同的反演方法得到的雷达反射率因子、冰水含量和冰粒子有效半径的整体分布情况相似,均呈现云顶小,云底大的特点,这主要是由于云滴下落过程中的碰... 通过Zenith Radar (KAZR)云雷达数据对2015年一次冰云过境个例进行了云微物理量的反演;不同的反演方法得到的雷达反射率因子、冰水含量和冰粒子有效半径的整体分布情况相似,均呈现云顶小,云底大的特点,这主要是由于云滴下落过程中的碰并增长作用所导致的;不同反演方法,对云微物理量反演的整体分布相似,但是对不同区域的反演能力仍有一定的差异,对于云上部弱冰水含量区,Hogan方法反演得到的冰水含量、冰水路径的强度更强,而对于云底部冰水含量丰富区,Microbase方法反演得到的冰水含量、冰水路径的强度更强。 展开更多
关键词 云雷达 云微观物理特性 冰水含量
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SACOL站冰云微物理特性的反演
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作者 辛悦 苏婧 +3 位作者 李旭岗 胡晓宇 葛觐铭 付强 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第26期2728-2740,共13页
冰云是全球分布范围最广的云类型之一,对地气系统的辐射收支有重要作用.本文利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)Ka波段毫米波云雷达(KAZR)2013年8月至2014年7月的观测数据,结合微脉冲激光雷达(MPL)观测数据,分别使用传统经验算... 冰云是全球分布范围最广的云类型之一,对地气系统的辐射收支有重要作用.本文利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)Ka波段毫米波云雷达(KAZR)2013年8月至2014年7月的观测数据,结合微脉冲激光雷达(MPL)观测数据,分别使用传统经验算法、考虑温度订正的反演算法和KAZR-MPL联合反演算法,反演了冰云的冰水含量和有效粒径两个微物理量,形成了云微物理量的反演数据产品.在此基础上对SACOL站上空云微观特性进行了统计分析,并进一步结合Fu-Liou辐射传输模式,模拟了冰云在大气层顶处对长短波辐射通量的影响,与CERES卫星观测的辐射通量值进行比较,用以评估不同冰云微物理量的差异对辐射所造成的影响.结果发现:SACOL站冰云主要出现在2~14 km的范围内,在7 km处出现频率最高,达到13.02%;3种云微物理方法反演的冰水含量相差不大,均呈现单峰型分布,概率密度最大处的冰水含量集中在10-3g/m^3左右,而有效粒径的谱分布呈现出较大差异,KAZR-MPL反演算法模拟的冰晶粒径普遍偏大,也正是由于这种差异,造成了对大气层顶的短波辐射通量模拟的偏差.而各种算法对于大气层顶出射的长波辐射模拟效果远好于对短波的模拟,平均误差为5.04%,相关系数均大于0.6,而模拟效果较差的部分,主要存在于光学厚度较薄的个例当中. 展开更多
关键词 冰云 Ka波段毫米波云雷达 冰水含量 云滴粒子有效粒径
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