文章-世纪中文出版社

吕鸣晨1,2,3 刘清惓1,2,3 孙星1,2,3 李东升1,2,3 《传感器研究》 2019年6期

摘要:

为减少环境温度对红外测温的影响,并提高测量精度,提出了一种基于热电堆与热敏电阻的红外探头、Cortex-M3 ARM处理器及高精度低噪声测量电路的红外温度传感器。利用梯度下降法建立红外探头的输出电压、环境温度和目标温度的BP神经网络模型,用遗传算法对其初始权值和阈值进行优化,并将基于该模型的算法嵌入ARM处理器,求出目标温度。该红外温度传感器实现了对物体温度-10～+50℃范围的测量,平均绝对误差为0.033℃,均方根误差为0.035℃。

基于参考点选择策略的改进型NSGA-III算法下载：55 浏览：384

耿焕同1,2 戴中斌1 王天雷1 许可1 《人工智能研究》 2020年7期

摘要:

针对多目标进化算法忽视种群在决策空间的分布信息,未考虑待优化问题Pareto前沿形状的问题,文中提出基于参考点选择策略的改进型NSGA-III算法.首先,根据种群在决策空间的分布特征,借助信息论中的熵思想,计算相邻两代种群的熵差,判定种群的进化阶段.然后,根据种群在目标空间的分布特征,借助参考点关联个体数目的统计信息,评估参考点的重要性.最后,在种群进化的中后期,依据参考点的重要性特征剔除冗余的无效参考点,使保留的参考点适应种群规模与Pareto前沿面,利用筛选后的参考点引导种群进化方向,加快算法收敛及优化效率.在测试函数集上的对比实验表明,文中算法在收敛性和分布性上均较优.

大气沉降对萝卜地上和地下部分铅镉汞砷积累的影响下载：22 浏览：347

王京文1 谢国雄1 章明奎2 《土壤研究》 2018年4期

摘要:

为评估大气沉降对蔬菜中重金属积累的潜在影响，选择非污染和污染2种土壤，分别在工业区、城区和农村等3种大气环境下开展露天与大棚种植对萝卜重金属积累的影响试验。结果表明，土壤是萝卜重金属的重要来源，污染土壤中生长的萝卜铅、镉、汞和砷积累明显高于非污染土壤，但试验区大气环境与种植条件对萝卜地上部分重金属含量也有很大的影响，萝卜地上部分重金属含量工业区>城区>农村，露天种植的萝卜地上部分重金属含量明显高于大棚；大气沉降对大气污染较为严重的工业区萝卜地下部分重金属积累有一定影响，对城区与农村的影响较小。通过清洗方式不能完全清除因大气沉降导致的蔬菜重金属积累，表明由大气沉降的重金属有较高比例已通过蔬菜叶片的气孔进入蔬菜组织内或被蔬菜组织紧密地吸附。研究证实了大气沉降对蔬菜地上部分中镉、铅和汞等重金属积累有直接的作用。

土壤数据集对全球陆面过程模拟的影响下载：63 浏览：203

李文耀1 魏楠2 黄丽娜3 上官微1 《气候变化研究》 2020年6期

摘要:

基于通用陆面模式(Common Land Model, CoLM),首次评估了两套最新的全球土壤数据集GSDE(Global Soil Dataset for Earth System Model)和SG(SoilGrids)对全球陆面过程模拟的影响。比较分析了两套数据中砂粒、粘粒、砾石、有机碳的含量和容重这五个土壤属性在全球分布上的差异以及这种差异造成的对模式估计的土壤特性参数、水力热力变量的影响。结果表明,土壤特性参数在全球的空间分布主要受土壤粒径分布(砂粒、粉粒和粘粒)影响,同时也受砾石、有机碳和容重的影响。土壤资料对全球模拟结果影响主要体现在区域差异,对水文学变量的影响(Re最大达到±100%)大于对土壤热力学变量的影响(Re<±10%),对地表辐射变量的影响较小(Re<±5%)。其中,土壤体积含水量在加拿大中部及西北部、俄罗斯东南部及中西部和澳大利亚中部地区模拟结果相差较大,总径流在低纬地区模拟结果出现较大的差异,热力学变量在非洲北部、加拿大西北部以及俄罗斯中北部的差异稍大。将模拟的土壤体积含水量与站点观测相比,两套数据的表现接近,与站点观测相比都存在一定的偏差,但SG更接近观测,其中在Molly Caren站点(39°57′N,83°27′W)上SG相比GSDE整体提高约0.01～0.02。本研究表明,模式模拟结果受不同土壤数据集的影响显著,可优先考虑诸如SG较准确的土壤数据。土壤属性对陆面模拟的影响需进一步研究。

青藏高原大地形高度变化对东亚地区定常扰动能源转换的影响下载：49 浏览：213

左群杰1 张万诚2 高守亭3 《气候变化研究》 2020年6期

摘要:

利用CAM3(Community Atmosphere Model version 3)模式和ERA-Interim再分析数据研究了对流层中青藏高原大地形对东亚地区定常扰动能量源的影响。在冬季对流层中东亚地区的定常扰动的能量源地主要有两个,分别是高原北部的东亚地区和高原下游的西太平洋地区。高原高度增加时,对流层整层东亚地区斜压发展随高原高度增高而减弱,西太平洋地区斜压发展增强。定常扰动的正压发展与斜压发展的位置相似,但是明显的要比定常扰动的斜压发展弱。随着高原高度升高,在对流层中高原北部的东亚地区正压发展先减弱后增强,而在高原下游的西太平洋地区随高原高度增高正压发展一直增强。在冬季对流层中定常扰动的总能量发展与定常扰动的斜压发展一致,这样的发展趋势说明了冬季东亚地区和西太平洋地区定常扰动在对流层中的能量发展主要是斜压性引起的。

近16年暖季青藏高原东部两类中尺度对流系统(MCS)的统计特征下载：45 浏览：322

麦子1傅慎明3 孙建华2 《气候变化研究》 2020年6期

摘要:

利用日本高知大学提供的逐小时分辨率静止卫星云顶黑体亮温(TBB)资料,使用模式匹配算法对2000～2016年(2005年除外)暖季(5～9月)青藏高原东部的两类中尺度对流系统(MCS)进行了识别和追踪,并利用人工验证订正了结果。基于此,利用NOAA的CMORPH(Climate Prediction Center Morphing)降水资料和NCEP的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析资料对高原东部两类MCS进行了统计和对比研究。研究发现,7月和8月是高原东部MCS生成最活跃的季节,然而,此两个月能够东移出高原MCS的比例最小;5月虽然MCS生成数最少,但是移出率高达近40%。对比表明,能够东移出高原的MCS(V-MCS)比不能移出的MCS(N-MCS)生命史更长,触发更早,短生命史个例占比更低。暖季各个月份,相比于N-MCS,V-MCS的对流更旺盛且发展更快,然而,由于其发生频数远低于N-MCS,总体而言,V-MCS对高原东部的降水贡献率仅为15%左右,是N-MCS相应数值的一半左右。高原东部两类MCS的环流特征差异显著,有利于V-MCS发生、维持和东移的因子主要位于对流层中低层(西风带短波槽、西风引导气流、低层风场切变),而在对流层高层,N-MCS拥有更好的高空辐散条件(其对应的南亚高压更强)。

海气耦合对MJO数值模拟的影响下载：69 浏览：214

赵雨晴1 凌健2 《气候变化研究》 2020年6期

摘要:

采用一种基于降水异常追踪MJO(Madden–Julian Oscillation)东传的MJO识别方法(MJO Tracking)评估了参与MJOTF/GASS(MJO Task Force/Global Energy and Water Cycle Experiment Atmospheric System Study)全球模式比较计划的全海气耦合模式(CNRM-CM)、半海气耦合模式(CNRM-ACM)和大气模式(CNRMAM)1991～2010年模拟MJO的能力,探究了海气耦合过程对模式模拟MJO能力的影响机理。CNRM-CM模式模拟的MJO结构更加接近观测,该模式不仅具有最高的MJO生成频率,也能够模拟较强的MJO强度以及较远的传播距离。海气耦合过程会造成CNRM-CM和CNRM-ACM模式中印度洋—太平洋暖池区域海温气候态的冷偏差。但是这种海温气候态的偏差基本没有改变模式模拟MJO的能力。CNRM-CM中MJO对流中心东(西)侧存在较强的季节内尺度海温暖(冷)异常,纬向梯度明显,而CNRM-ACM和CNRM-AM中不存在这样的海温东西不对称结构。结果表明在CNRM模式中海气耦合过程调控模式海温季节内尺度变率对模式MJO模拟能力的影响比调控模式海温气候态更加重要。

湿地小气候效应特征研究下载：58 浏览：280

陆芊芊1 杨婷1 王自发2 王喜全1 何立涛3 《气候变化研究》 2020年5期

摘要:

湿地对局地小气候具有调节作用,研究湿地小气候效应特征能更具体地了解湿地对局地小气候的影响。本文以河北省衡水市的衡水湖为例,利用衡水市11个常规气象观测站数据,通过对湖区及湖区外各季节不同气象要素的对比,对衡水湖各个季节的小气候效应进行了分析。结果表明:(1)衡水湖具有冷岛效应、湿岛效应和风岛效应,能够调节周围的气候特征;(2)衡水湖的小气候效应具有季节特征,衡水湖各季节平均的冷岛效应由强到弱依次为春季、冬季、秋季、夏季,湿岛效应由强到弱分别为夏季、春季、秋季、冬季,风岛效应由强到弱依次为春季、夏季、冬季、秋季,春季小气候效应最强;(3)衡水湖的小气候效应具有昼夜特征,夜晚的冷岛效应强于白天,湿岛和风岛效应正相反,白天的强度大于夜晚。

阿尔山地区积雪深度微波遥感反演算法的改进与验证下载：49 浏览：306

毕永恒1 何文英2 龙菲3 陈洪滨1 李长富4 《气候变化研究》 2020年5期

摘要:

利用阿尔山地区多年实测雪深数据评估3种微波遥感雪深数据,即星载微波成像仪AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS)和AMSR-2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)的积雪产品、国内学者建立的中国雪深数据集,在该地区的适用状况,并建立新的雪深反演算法。1981～2014年的中国雪深数据集和阿尔山站点实测雪深统计的积雪日数和最大积雪深度具有较好的一致性,尤其是在2000年以后。AMSR-E和AMSR2雪深数据年变化与实测雪深变化趋势一致,与实测雪深数据相关系数超过0.60,不过具体雪深数据变化幅度远高于实测数据,致使两者之间的均方根误差高达13.0 cm。中国雪深数据集在阿尔山地区与实测雪深相关系数超过0.65,两者之间均方根误差为6.3 cm。结合星载微波观测亮温与实测雪深建立适合阿尔山地区的雪深反演算法,验证分析显示反演结果与实测雪深相关系数为0.77,两者的均方根误差减小为4.7 cm,优于本文评估的3种微波遥感雪深数据。

1960～2018年中国高温热浪的线性趋势分析方法与变化趋势下载：49 浏览：224

张嘉仪1 钱诚2 《气候变化研究》 2020年5期

摘要:

高温热浪直接影响人体健康和作物生长。研究全球变暖背景下我国高温热浪发生率的趋势是气候变化研究的基本问题之一,可为人们的生产生活等提供重要的科学信息。目前对于高温热浪趋势的研究大都使用最小二乘(Ordinary Least Squares,OLS)方法估计趋势,结合学生t检验判断趋势的统计显著性。本文审视了以往常用方法在研究我国高温热浪发生率的线性趋势时的适用性。首先,以2018年东北局部地区因当年高温日数异常多而形成离群值的例子展开,说明OLS方法估计趋势时对离群值非常敏感,造成虚假趋势。进一步,通过正态分布检验和自相关计算,发现1960～2018年中国至少有91.14%站点、90.06%格点的高温日数和92.18%站点、87.74%格点的热浪次数的序列不服从正态分布,而且多数存在自相关。采用一种不易受离群值影响并考虑自相关的非参数方法,本文对1960～2018年中国站点和格点、4个典型区域以及全国平均的高温日数和热浪次数的线性趋势做出了更为准确的估计。研究发现,高温日数显著增多的站点主要出现在华南和西北地区,热浪次数呈显著增多趋势的站点目前几乎仅限于华南地区和新疆的个别站点;区域平均而言,仅有华南区域和西北区域的高温日数和热浪次数是显著增多的,华北区域和东北区域趋势并不显著;全国平均的高温日数和热浪次数都是显著增多的。本文对高温热浪的趋势及其显著性估计、统计预测的方法选择上有重要参考价值。

山区自动气象站选址分析下载：53 浏览：431

高煜1 杨家康2 周元诚3 《地理研究进展》 2020年3期

摘要:

针对云南腾冲机场、泸沽湖机场周边增设的6个自动气象站,从地理环境、选址规范性、水汽输送路径、流场特征、网络通讯条件几个方面对自动站选址的合理性及科学性进行分析评价,并用天气形势个例分析了天气气候条件,分析表明,6个自动气象站的选址能够较好的反映当地地理环境特征,充分考虑水汽输送方向和主要天气系统的路径,可以较好的反映降水的垂直变化,对分析研究机场雾的生消规律也提供了针对性资料。

基于无人机垂直观测的南京PM2.5污染个例研究下载：71 浏览：231

曹云擎1 王体健1 高丽波1 陈璞珑1 赵明1 周树道2 王敏2 《气候变化研究》 2020年4期

摘要:

为了深入理解边界层内气温、相对湿度对PM2.5垂直分布和近地面污染的影响,本文使用搭载了多参数大气环境探测传感器的无人机对南京2017年12月3～4日和12月23～24日的PM2.5浓度、气温和相对湿度进行垂直观测,结合对气象数据的分析及HYSPLIT4(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory version 4)轨迹计算模式的应用,对这两次PM2.5的垂直分布特征及污染过程的成因进行了分析。结果表明,PM2.5浓度和相对湿度呈明显的正相关关系,在12月23～24日的6次观测中相关系数均值达到0.96。逆温层下部,PM2.5浓度和相对湿度高且垂直差异较小;逆温层以上,PM2.5浓度和相对湿度随高度升高而迅速降低。由于大气扩散条件较差,导致PM2.5在华北平原南部不断累积,之后受到高压系统的影响分别向南和东南转移。这两次PM2.5污染过程都明显受到外部输送的影响,大气逆温对PM2.5和水汽的向上输送有明显的抑制作用,外部输送和局部逆温是导致这两次PM2.5污染的主要原因。

CINRAD-SA偏振雷达定量降水估测算法改进及应用评估下载：71 浏览：434

郭佳1 吴艳锋1 罗丽2 肖辉3 《气候变化研究》 2020年4期

摘要:

为了提高雷达定量降水估测的精度,建立一套高精度的双偏振雷达定量降水估测方法,并对其在业务应用中的表现进行评估。本文利用雨滴谱仪数据使用非球形粒子的散射模型（T-Matrix模型）进行不同偏振量的模拟计算,根据计算结果对实测雨滴谱数据（DSD）进行分类拟合,实现对CSU-HIDRO（Colorado State University-Hydrometeor Identification Rainfall Optimization）优化降水估测算法的改进。为了评估改进后CSUHIDRO优化算法（简称CSU-HIDROI）的应用效果,本文选取2016～2017年两年汛期发生于中国华南地区的6次大范围强降水过程为评估对象,分别采用单偏振雷达定量降水估测的R（ZH）关系法（WSR-88D Precipitation Processing System,简称PPS法）和CSU-HIDROI法进行小时降水量估测。按照不同降水率大小以及距离雷达20～60 km和60～100 km范围分别对两种降水估测方法进行评估,并将雷达估测的小时降水量同地面雨量计小时降水量资料进行对比,结果表明:（1）CSU-HIDROI法在应用评估过程中取得了较好的评估效果,其估测精度及稳定性均较好。（2）PPS法对小雨（降水率R<2.5 mm/h）存在一定的高估,对大雨及暴雨（R>8 mm/h）存在明显低估,而CSU-HIDROI法能够有效的降低强降水的低估情况,同时提高了小雨的估测精度。与PPS法相比,CSU-HIDROI法对小雨、中雨、大雨及暴雨的估测偏差分别降低了38%、24%、17%、15%。（3）PPS法在降水估测中对离雷达的距离更为敏感,相同降水率下不同距离处的相对误差波动较大,CSU-HIDROI法对距离敏感性较弱,相同降水率强度下,相对误差随距离的变化波动较小。

西太平洋暖池对流三类显著月际变化及其成因下载：59 浏览：238

薛峰1 范方兴1 苏同华2 《气候变化研究》 2020年4期

摘要:

基于1979～2018年观测的向外长波辐射(outgoing longwave radiation, OLR)资料和其他多种再分析资料,发现西太平洋暖池对流存在3类显著的月际变化。第一类为OLR在6月和8月为负异常而7月为正异常;第二类与第一类完全相反;第三类为OLR在6～7月为正异常,8月为负异常。3类月际变化与ENSO循环的背景有关,前两类发生在较弱的La Ni?a年和El Ni?o发展年,与春季暖池海温异常有关。当前一个月海温偏高时,后一个月对流偏强,造成局地海温降低,偏低的海温又反过来抑制了后一个月的对流发展,因此暖池地区局地海气相互作用在这两类月际变化中起到关键作用。与前两类不同的是,第三类月际变化发生在El Ni?o衰减年,与春季热带印度洋海温偏高有关。热带印度洋海温偏高造成印度附近对流在6～7月间增强,通过东传Kelvin波抑制了暖池对流发展。同时,印度附近对流偏强造成8月印度洋海温降低和对流减弱,对暖池对流的影响因而减弱。另一方面,6～7月暖池对流偏弱造成8月暖池海温升高,结果造成暖池对流增强。因此,第三类月际变化受到热带印度洋强迫以及暖池地区局地海气相互作用的共同影响。

基于慢特征分析对连续系统的外强迫提取下载：68 浏览：396

卢文旭1 段明铿1 王革丽2 《气候变化研究》 2020年3期

摘要:

外强迫随时间的变化对于非平稳系统的影响十分重要,如何从该系统中重构或提取外强迫信息则成为研究其中动力学特征的关键所在。本文基于慢特征分析方法(Slow Feature Analysis,SFA)以连续系统(改变的Lorenz系统)为参考模型,分别讨论在周期型强迫、减弱的周期型强迫、指数衰减型强迫、伴随指数衰减的周期型强迫等条件下,SFA方法对模型中不同强迫信号的提取能力。结果显示,SFA方法能够提取作用于连续系统中的外强迫信息,其提取效果与外强迫的强度、噪声以及嵌入维数m有关:对于越弱的外强迫或者存在越强的噪声干扰,提取效果越差,提取信号中将出现虚假的高频波动;嵌入维数m的增大能在一定程度上提高外强迫信号的提取效果。试验还表明,作用在单一变量上的外强迫会将其驱动信息嵌入于系统中,因此,可以通过SFA分析方法从其他变量中提取其外强迫信号。

地面稠密观测资料在强对流天气监测预警中的研究进展下载：56 浏览：461

李佩芝1 周长春2,3 华维1 《地理研究进展》 2020年1期

摘要:

综述国内外数篇论文,从强对流天气监测、预报预警、模式同化3个方面总结分析了近年来地面稠密观测资料的应用与优劣之处。综述表明:地面加密自动站、风廓线雷达、地基GPS、雨滴谱仪等多种观测仪器组成的地面稠密观测网具有时间尺度密集、覆盖面积广泛、能捕捉较多细微变化的优势,通过该观测网所得数据总结出的一系列指示性指标在强对流监测预警中具有重要的指示意义。但因中国地形天气情况复杂多变、数据缺失、仪器造价昂贵等问题,导致该观测网所得指示性指标不能适用于中国全境,应根据该观测网数据分析总结适应本地的预报指标。

中国半干旱区草甸草原和典型草原碳通量日变化特征下载：72 浏览：379

赵卉忱1 贾根锁2 王鹤松3 张安治1 徐希燕1 《气候变化研究》 2020年3期

摘要:

半干旱草原碳收支对陆地生态系统碳源汇功能变化具有重要影响。本文基于通榆草甸草原站2011～2017年和毛登典型草原站2013～2017年涡动相关法观测数据,分析了生长季碳通量日变化特征,研究了碳通量日变化过程对主要环境因子的响应。结果表明:两处草原7月碳吸收活动最强,草甸草原生长季各月总初级生产力(gross primary production, GPP)、生态系统呼吸(ecosystem respiration, Re)和净碳交换量(net ecosystem exchange, NEE)的峰值均高于典型草原。NEE的日变化以单峰型为主,但7月、8月饱和水汽压差较高时,GPP在正午前后降低,引起NEE的双峰型日变化。光合有效辐射是草甸草原NEE日变化的主导因子,而在典型草原,浅层土壤含水量(5 cm)也主导了NEE日变化。水分亏缺使草原碳交换速率显著降低,草甸草原固碳速率对水分亏缺的敏感性强于典型草原。同时,水分亏缺也改变了GPP、Re和NEE对温度和光合有效辐射的响应关系。

基于数值模拟和统计拟合分析华北冬季一次大范围重污染过程的形成机理下载：71 浏览：310

秦楚菲1 孙家仁2 张文君1 廖志恒3 滕宇威1 陈朋龙2 陈静华2 《气候变化研究》 2020年3期

摘要:

基于WRF/Chem(Weather Research Forecasting/Chemistry)模式对2015年11月25日至12月2日我国北方一次大范围PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)重污染过程进行了模拟。与观测资料对比表明,模式能够较好地模拟出PM2.5浓度及气象因素的变化趋势,结果适用于此次污染事件的机理分析。动力、热力条件及化学转化等因素对此次强污染事件形成的机理分析表明,动力因子主要通过表面风和垂直风切变的减弱对此次污染事件造成影响,边界层逆温等热力因子促进了大气稳定性的增强,不利于污染物扩散。依据PM2.5组成成分变化分析可知,硝酸盐、硫酸盐和有机碳在此次事件中含量增加,说明机动车汽车尾气和燃煤排放所致的二次气溶胶生成对PM2.5污染加剧起重要贡献。多元线性回归分析和多因子相对贡献率量化解析结果表明,热力因子在此次污染过程中起主要作用,方差贡献率为52%,动力因子次之,方差贡献率为34%,而化学转化方差贡献率约为14%,说明气象条件,尤其是热力条件是引起此次污染事件的主要原因。

环渤海近海岸雾产生的天气条件及边界层特征分析下载：83 浏览：415

田梦1 吴彬贵2 黄鹤2 王兆宇3 张文煜1 《气候变化研究》 2020年2期

摘要:

利用渤海沿岸微波辐射计、风廓线雷达、四分量辐射仪和超声风速仪等多种观测反演资料,并结合常规站点气象资料,卫星云图,浮标气象水文观测和FNL(Final)再分析资料研究了2016年12月17～19日一次环渤海大雾个例产生的天气水文条件以及边界层垂直分层的辐射和湍流特征。研究发现:(1)此次大雾出现在大陆低压前部、入海高压后部的西南低空急流控制区域,与强急流相伴的暖湿平流输送为雾区提供了稳定的逆温和持续的水汽积累,非常有利于大雾天气的形成;(2)水汽通量的分布与低空急流的移动密切相关,近地面比湿的增速与低空急流的强度成正比;(3)由于低空急流的水汽输送增湿了环渤海低层大气,从而增强了大气辐射的衰减效应,导致雾形成前向下短波辐射逐渐减小,向下长波辐射不断增加,净辐射在大雾形成后趋近于零;(4)逆温有效抑制了湍流的发展,近地层湍流动能和摩擦速度微弱。

北京市农村地区村庄冬季清洁取暖改造方式及成效下载：48 浏览：412

李文超王梁靳立《可持续发展与创新》 2020年11期

摘要:

按照国务院"大气十条"的要求,北京市出台了《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》,2013年,北京市政府正式启动了农村地区"减煤换煤清洁空气行动"。特别是2016年大规模开展"煤改清洁能源"工作后,全市完成了约80万户清洁能源采暖改造,已经基本实现了平原地区无煤化、能源现代化的目标。北京市通过加大财政扶持力度、强化顶层设计、及时开展技术路线研究和全程精细化管理,实现了清洁取暖设备高效节能运行、取暖效果群众满意和大气环境质量改善的目标。

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