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近50年河西绿洲地面风的时空变化特征

高原气象 2004年第2期23卷 259-263页

作者：李振朝韦志刚高荣中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 中国科学院大气物理研究所北京100029

根据河西绿洲13个气象台站1951年1月—2000年12月的地面风资料,统计分析了河西绿洲地面风的时空变化特征。河西绿洲大多数台站夏季盛行偏东风,冬季盛行偏西风,各站的最大风速一般出现在春季。绿洲中静风频率较高,绿洲各站地面风平均风速... 详细信息

根据河西绿洲13个气象台站1951年1月—2000年12月的地面风资料,统计分析了河西绿洲地面风的时空变化特征。河西绿洲大多数台站夏季盛行偏东风,冬季盛行偏西风,各站的最大风速一般出现在春季。绿洲中静风频率较高,绿洲各站地面风平均风速在20世纪50年代有一峰值,但时间跨度较短,之后波动增加,至70年代达到峰值,然后逐渐减少。河西绿洲大部分台站从70年代盛行风向发生了改变。河西绿洲一些站的地面风向存在昼夜反向的特征。

关键词：河西绿洲地面风时空变化特征

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中国北方地区降水变化的分区研究

高原气象 2012年第3期31卷 638-645页

作者：刘扬韦志刚李振朝刘慧中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用1958-2009年中国北方243个测站逐月降水资料,采用聚类分析和旋转经验正交展开方法,从年变化和年际变化的尺度,对中国北方降水进行了分区研究。按照降水年变化的相似性,将北方分成了7个区。除了个别测站年降水有两个峰值期,北方大部... 详细信息

利用1958-2009年中国北方243个测站逐月降水资料,采用聚类分析和旋转经验正交展开方法,从年变化和年际变化的尺度,对中国北方降水进行了分区研究。按照降水年变化的相似性,将北方分成了7个区。除了个别测站年降水有两个峰值期,北方大部分地区的降水年变化特征都比较相似,降水主要集中在夏季。按照降水年际变化的相似性,对北方地区进行了四级分区,一级分区分成2个区,二级分区分为4个区,三级分区分为9个区,四级分区分为12个区。近52年来,北方中东部区年降水量呈下降趋势,而西部区呈上升趋势。降水年际变化的分区格局在20世纪80年代发生转折,在60、70年代,北方降水主要呈三区格局,东部与西部降水的年际变化比较相似,与中部差异大;进入80年代之后,呈两区格局,东西差异显著。

关键词：北方降水年变化年际变化

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敦煌戈壁秋初太阳分光辐射及其反照率特征

太阳能学报 2012年第11期33卷 1937-1943页

作者：郑志远韦志刚李振朝王超中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院研究生院北京100049 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用2010年9～10月实地观测资料,分析了敦煌戈壁地区秋初地表太阳总辐射和分光辐射及其地表反照率特征,并对比分析了不同天气条件下的辐射及反照率日变化特征,结果表明:由于季节转换,受天文因素太阳南撤的影响,地表总辐射及分光辐射强... 详细信息

利用2010年9～10月实地观测资料,分析了敦煌戈壁地区秋初地表太阳总辐射和分光辐射及其地表反照率特征,并对比分析了不同天气条件下的辐射及反照率日变化特征,结果表明:由于季节转换,受天文因素太阳南撤的影响,地表总辐射及分光辐射强度整体变化呈下降趋势。晴天时,辐射通量日变化规则,全天呈对称分布,中午时达到最大值。阴天时,总辐射及分光辐射日变化明显受到云量的影响,辐射强度明显减小,变化呈现出无规则的锯齿型。地表对太阳总辐射及分光辐射的平均反照率变化不大,波动较小,30d变化趋势近似成直线。地表对总辐射及分光辐射加权平均反照率的平均值分别为:总辐射0.24,紫外辐射0.10,可见光辐射0.23,近红外辐射0.26。晴天时,地表对太阳总辐射、可见光辐射及近红外辐射反照率均有明显的日变化特征,早晚大,中午小。但对紫外辐射的反照率变化不明显。阴天与晴天时变化基本一致,阴天时全天平均地表反照率与晴天时基本相同。

关键词：敦煌戈壁太阳分光辐射地表反照率

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近51年我国对流层顶高度的变化特征

高原气象 2012年第2期31卷 351-358页

作者：刘慧韦志刚魏红李振朝王超中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室/中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

利用NCEP/NCAR的对流层顶气压多年月平均和逐月平均再分析资料,运用EOF和REOF方法对近51年中国对流层顶高度的空间分布和时间演变特征进行了详细分析。结果表明,中国地区热带对流层顶(第二对流层顶)和极地对流层顶(第一对流层顶)的边界... 详细信息

利用NCEP/NCAR的对流层顶气压多年月平均和逐月平均再分析资料,运用EOF和REOF方法对近51年中国对流层顶高度的空间分布和时间演变特征进行了详细分析。结果表明,中国地区热带对流层顶(第二对流层顶)和极地对流层顶(第一对流层顶)的边界线,2月最南,8月最北,较高的热带对流层顶从2月开始,逐渐北进,8月到达最北界(44°N附近),然后开始南退,2月其北界处于最南端,在29°～30°N附近;我国29°～44°N之间的中纬度地区,对流层顶高度的年变化幅度较大;对流层顶高度场有三种主要的模态:第一种为全区一致的偏高(偏低)型;第二种为南高(低)北低(高)的南北相反分布型;第三种为南北地区-中部地区相反分布型。对对流层顶高度场进行REOF分解可将中国地区分为6个气候分区,即华南区、新疆区、东北区、华北区、长江流域区和青藏高原区,各区对流层顶高度最大值一般都出现在夏季,最小值出现在冬季,只有华南区的最大值出现在春季,最小值出现在夏季。中国地区对流层顶高度的年际变化和长期趋势具有十分明显的区域性。

关键词：中国地区对流层顶高度 EOF/REOF 时空特征

基于尺度统一的三维激光点云与高清影像配准方法

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基于尺度统一的三维激光点云与高清影像配准方法

作者：李振朝江西理工大学

学位级别：硕士

三维激光点云可以对目标物体的三维空间坐标以及强度等信息进行表达,但是不具备真实的颜色、纹理等信息;而高清影像具有丰富的光谱、颜色和纹理信息,但不包括目标物体的高程、位置以及强度等信息。将三维激光点云与高清影像进行配准,能... 详细信息

三维激光点云可以对目标物体的三维空间坐标以及强度等信息进行表达,但是不具备真实的颜色、纹理等信息;而高清影像具有丰富的光谱、颜色和纹理信息,但不包括目标物体的高程、位置以及强度等信息。将三维激光点云与高清影像进行配准,能够弥补单一数据存在的不足,实现二者优势互补,使之在更多的研究和应用领域发挥更大的作用。由于两种数据在获取方式、组织结构以及坐标系统等方面有较大的差别,所以在执行配准时,对以下内容开展研究工作:（1）以三维激光点云为基准的影像点云尺度估计。三维激光点云和影像点云是两种异源数据,二者之间存在尺度差异。为使二者在尺度上统一,在对Scale ratio ICP算法分析复现的基础上,提出模型网格分辨率方法进行解决。由于三维激光点云可以反映物体的实际尺度,因此以三维激光点云为基准,采用所提方法对影像点云进行尺度估计。（2）三维激光点云与影像点云配准。本研究将三维激光点云与高清影像的配准转换为三维激光点云与影像点云配准,所以在尺度统一的基础上,运用4PCS（4-Points Congruent Sets Algorithm,4PCS）和ICP（Iterative Closest Point,ICP）相结合的配准方法实现三维激光点云与尺度转换后的影像点云配准。（3）尺度计算结果及配准精度评价。提出利用相对误差和均方根误差评价指标分别对尺度计算结果和配准精度进行量化评价,并分析二者的关系,在此基础上对尺度计算结果和配准结果进行动态调整,以实现最优尺度计算结果和最佳配准效果。为验证整体技术流程的可行性以及所提方法的准确性和健壮性,分别使用其他研究团队提供的相关数据以及本课题组实际采集的数据进行实验分析。实验结果表明,所提出的模型网格分辨率方法能够完成点云初始尺度估计,并且可以通过动态调整方法确定最优尺度;在利用尺度计算结果对影像点云进行尺度转换的基础上,通过4PCS算法和ICP算法相结合的方式能够实现三维激光点云与影像点云配准;相对误差和均方根误差评价指标能够对尺度计算结果以及配准精度进行量化评价,并且在确定最优尺度和最佳配准结果时可以发挥重要作用。

关键词：三维激光点云高清影像影像点云尺度配准

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敦煌戈壁地区净辐射变化特征

干旱区研究 2012年第2期29卷 251-256页

作者：王超韦志刚李振朝刘慧魏红中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

利用敦煌双墩子戈壁试验站2008年12月至2009年12月的塔站观测资料,分析该地区净辐射的概率分布、日变化、年变化和典型天气下的变化特征,结果表明:①净辐射在-100～0 W/m2之间存在一个明显的峰值分布区间,其年平均净辐射为43.88 W/m2;... 详细信息

利用敦煌双墩子戈壁试验站2008年12月至2009年12月的塔站观测资料,分析该地区净辐射的概率分布、日变化、年变化和典型天气下的变化特征,结果表明:①净辐射在-100～0 W/m2之间存在一个明显的峰值分布区间,其年平均净辐射为43.88 W/m2;②净辐射有明显的日变化规律,最大值出现在正午,最小值出现在日落后,净辐射日变化的季节差异明显;③在晴天、阴天和沙尘天气条件下,净辐射变化特征差别较大,变化规律、极值大小和到达极值时间均不相同,不同天气下的净辐射有其各自特殊性。

关键词：戈壁陆面过程太阳活动净辐射敦煌

我国北方500hPa春、夏季平均长波年际异常的EOF分析

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高原气象 2012年第1期31卷 102-112页

作者：魏红韦志刚刘慧李振朝王超中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

利用1958—2008年全球逐日2.5°×2.5°NCEP/NCAR再分析资料,采用经验正交函数分解(EOF)和谐波分析方法对我国北方地区春、夏季平均长波进行了分析。结果表明:(1)我国北方春季平均长波主要表现为亚洲北部从咸海到日本存在一个完整的长波... 详细信息

利用1958—2008年全球逐日2.5°×2.5°NCEP/NCAR再分析资料,采用经验正交函数分解(EOF)和谐波分析方法对我国北方地区春、夏季平均长波进行了分析。结果表明:(1)我国北方春季平均长波主要表现为亚洲北部从咸海到日本存在一个完整的长波:巴尔喀什湖到我国罗布泊地区以长波脊活动为主,我国东北地区以长波槽活动为主,长波槽、脊的强度均呈增强趋势;夏季平均长波主要表现为乌拉尔山、贝加尔湖及鄂霍次克海地区的长波脊、槽、脊分布,蒙古国到我国北部地区多为长波槽活动,近51年来长波槽存在减弱趋势。(2)春季平均长波的距平变化主要表现为我国西北、华北地区与其上游和下游邻近地区存在反相关关系;夏季平均长波距平变化和春季相比有所东移,即我国北方大部分地区距平变化与其上游和下游地区存在反相关关系。

关键词：我国北方春、夏季平均长波 EOF分析谐波分析

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典型干旱指数在黄河源区的适宜性评估

农业工程学报 2019年第21期35卷 186-195页

作者：王作亮文军李振朝韩博刘蓉王欣中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 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成都610225 中山大学大气科学学院/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519028

黄河源区作为黄河重要的水源涵养区,其干湿变化及趋势严重影响下游农业生产过程及数亿人的饮水安全。该研究利用黄河源区土壤湿度观测网长期的观测数据,通过计算多层土壤湿度异常百分比指数(soilmoistureanomaly percentageindex,SMAPI)... 详细信息

黄河源区作为黄河重要的水源涵养区,其干湿变化及趋势严重影响下游农业生产过程及数亿人的饮水安全。该研究利用黄河源区土壤湿度观测网长期的观测数据,通过计算多层土壤湿度异常百分比指数(soilmoistureanomaly percentageindex,SMAPI),获取近10a间黄河上游最重要的水源涵养区-玛曲地区的干旱演变特征,并以此为依据对5种典型干旱指数:帕默尔干旱指数(palmer drought severity index,PDSI)、自校准帕默尔干旱指数(self-calibration palmer drought severity index,SC-PDSI)、标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)、标准化降水蒸发指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)和地球重力场-气候试验卫星(gravity recovery and climate experiment,GRACE)反演的陆地储水量异常产品在该地区的适宜性进行了综合评价。结果表明:黄河源区干湿交替变化大致划分为5个过程,其中,2011年秋季出现了表层非常湿润的状况(0.05 m处的SMAPI为52%),这段时期为整个研究时段期间上最为湿润的时期,而2012年1月-2016年6月期间出现了自2008年7月-2017年6月以来最为稳定、持续时间最长的干旱时期,且2015年8月期间部分土壤层结出现了严重干旱状态(0.05、0.10、0.20m的SMAPI分别为-47%、-43%、-41%)。干旱指数评估结果表明:在评估黄河源区的干旱变化特征时,最宜采用SC-PDSI指数,但针对典型干旱/湿润时期的统计分析结果显示,按照现有的干旱等级划分标准,SC-PDSI指数将过高估计干旱的程度,从而使得"轻微干旱"状态"严重化","中度干旱"状态"极端化",应重新制定SC-PDSI干旱等级划分方案。对相同的时间尺度而言,SPEI和SPI两种指数在变化趋势上相似,但SPI较SPEI更适用于黄河源区干旱程度的评估。遥感陆地储水量异常在该区域与土壤湿度异常百分比指数呈现显著相关性(r=0.37,P<0.01),就统计结果而言,陆地储水量异常对干旱的刻画能力仅次于SC-PDSI,优于SPI、SPEI和PDSI。因此,陆地储水量异常可以作为一种无需气象观测资料且能够表征黄河源区干旱的参考指标之一。需要指出的是,对青藏高原地区的黄河源区而言,各干旱指数均具有一定的适用局限性,特别是利用现有干旱等级划分旱涝事件的强度等级时仍然存在较多的不确定性。

关键词：土壤湿度干旱降水黄河源区适宜性评估

城市大气污染对到达地表的太阳辐射的影响研究

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太阳能学报 2022年第6期43卷 124-131页

作者：杨丽薇高晓清李振朝中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

在晴空(无云)的条件下,大气污染是影响到达地球表面太阳辐射的重要因素之一。选择中国6个典型城市(北京、沈阳、上海、武汉、广州和成都),利用2014年1月—2020年12月的空气质量日监测数据以及地面太阳辐射、日照时数等逐日观测数据,定... 详细信息

在晴空(无云)的条件下,大气污染是影响到达地球表面太阳辐射的重要因素之一。选择中国6个典型城市(北京、沈阳、上海、武汉、广州和成都),利用2014年1月—2020年12月的空气质量日监测数据以及地面太阳辐射、日照时数等逐日观测数据,定量分析晴空条件下大气污染指数(AQI)与地表太阳总辐射、散射辐射的关系。结果表明:1)大气污染会降低清晰度指数,增加散射系数,对于地表太阳总辐射有衰减作用,对于散射辐射有增强作用。2)2014—2020年,大气污染(AQI>100)使得晴天地表太阳总辐射的年衰减总量和相对衰减量(共7 a)较大的是北京(212.40 MJ/m^(2),4.01%)、沈阳(184.16 MJ/m^(2),3.00%)、上海(123.80 MJ/m^(2),4.37%)和武汉(106.36 MJ/m^(2),3.04%),而成都(58.03 MJ/m^(2),3.82%)和广州(18.76MJ/m^(2),0.96%)的衰减总量较小。3)大气污染(AQI>100)使得晴天散射辐射的年增加总量和相对衰减量分别是北京256.64 MJ/m^(2)(12.96%)、沈阳134.45 MJ/m^(2)(7.10%)、武汉22.62 MJ/m^(2)(1.36%)、成都43.40 MJ/m^(2)(9.71%)、上海94.74 MJ/m^(2)(8.25%)和广州37.79 MJ/m^(2)(5.90%)。

关键词：太阳辐射大气污染空气质量定量分析晴空条件