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Effects of future land use change on the regional climate in China

Science China Earth Sciences 2015年第10期58卷 1840-1848页

作者： HUA WenJian chen haishan LI Xing Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters/Key Laboratory of Meteorological Disaster Ministry of Education Nanjing University of Information Science & Technology State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences International Joint Laboratory on Climate and Environment Change Nanjing University of Information Science & Technology

Land use and land cover change(LUCC)is one of the important human forcing on climate.However,it is difficult to infer how LUCC will affect climate in the future from the effects of previous LUCC on regional climates in the past.Thus,based on the land cover data recommended by the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5(CMIP5),a regional climate model(Reg CM4)was used to investigate the climate effects of future land use change over China.Two 15-year simulations(2036–2050),one with the current land use data and the other with future land cover scenario(2050)were conducted.It is noted that future LUCC in China is mainly characterized by the transition from the grassland to the forest.Results suggest that the magnitudes and ranges of the changes in temperature and precipitation caused by future LUCC show evident seasonality,which are more prominent in summer and autumn.Significant response of climate to future LUCC mainly happens in Northeast China,North China,the Hetao Area,Eastern Qinghai-Tibetan Plateau and South China.Further investigation shows that future LUCC can also produce significant impacts on the atmospheric circulation.LUCC results in abnormal southwesterly wind over extensive areas from the Indian peninsula to the coasts of the South China Sea and South China through the Bay of Bengal.Furthermore,Indian tropical southwest monsoons and South Sea southwest monsoons will both be strong,and the abnormal water vapor convergence from the South China Sea and the Indian Ocean will result in more precipitation in South China.

关键词：土地利用变化区域气候模式南中国海土地覆盖变化 LUCC 未来气候变化土地利用现状中国南方地区

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陆面过程与天气研究

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地学前缘 2022年第5期29卷 382-400页

作者：陈海山杜新观孙悦南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

陆面作为大气运动的下边界,通过动量、热量及物质交换与大气发生复杂的相互作用。陆面过程被认为是影响天气气候的关键过程之一。关于陆面过程对气候的影响已经开展了大量较为深入的研究,相比之下,针对陆面过程对天气的影响研究并没有... 详细信息

陆面作为大气运动的下边界,通过动量、热量及物质交换与大气发生复杂的相互作用。陆面过程被认为是影响天气气候的关键过程之一。关于陆面过程对气候的影响已经开展了大量较为深入的研究,相比之下,针对陆面过程对天气的影响研究并没有受到足够的重视。近年来,陆面过程与天气研究也开始受到了越来越多的关注。本文从陆面基本要素、下垫面构成、陆面诱发的局地环流3个方面,回顾了土壤湿度、地形、土地利用、山谷-平原环流等要素和过程对强对流、暴雨、台风、高温热浪等天气事件影响研究的相关进展,以期为今后的研究提供参考。需要指出,尽管此方面的研究已取得了一定进展,但关于陆面过程对天气,尤其是极端(高影响)天气的影响及机制还有待深入研究,进而从陆面过程的角度来理解重要天气形成、发生和发展的机理,从而为数值模式发展和天气预报业务提供更有力的科学支撑。

关键词：陆面过程天气研究进展

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近70年有限区域流函数速度势算法研究的回顾和新进展

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大气科学 2023年第2期47卷 502-516页

作者：曹洁陈海山 XU Qin 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院南京210044 美国国家海洋和大气管理局强风暴国家实验室美国诺曼73072

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精... 详细信息

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精度显著下降。本文全面回顾上世纪五十年代以来的五类常用算法,从数学原理和物理意义两方面简述优缺点,总结其适用范围;指出常用的调和—余弦法在可解性条件方面的科学问题,并设计订正方案,以提高其在求解复杂流场问题中的适用性和计算精度;通过理想函数和实际天气过程复杂流场的多组数值试验,直观定量显示并归纳总结适于不同分辨率资料的算法。本文旨在为流函数速度势及其相关变量在极端天气气候事件机理分析和数值预报等领域的有效应用,提供科学依据。

关键词：流函数速度势有限区域可解性条件极端天气气候事件

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Cath-KP,a novel peptide derived from frog skin,prevents oxidative stress damage in a Parkinson’s disease model

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Zoological Research 2024年第1期45卷 108-124页

作者： Huanpeng Lu Jinwei Chai Zijian Xu Jiena Wu Songzhe He Hang Liao Peng Huang Xiaowen Huang Xi chen haishan Jiang Shaogang Qu Xueqing Xu Department of Neurology Nanfang HospitalSouthern Medical UniversityGuangzhouGuangdong 510515China Guangdong Provincial Key Laboratory of New Drug Screening School of Pharmaceutical SciencesSouthern Medical UniversityGuangzhouGuangdong 510515China Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area Center for Brain Science and Brain-Inspired Intelligence GuangzhouGuangdong 510515China Key Laboratory of Mental Health of the Ministry of Education Southern Medical UniversityGuangzhouGuangdong 510515China Department of Dermatology Nanfang HospitalSouthern Medical UniversityGuangzhouGuangdong 510515China Department of Neurology Ganzhou Hospital-Nanfang HospitalSouthern Medical UniversityGanzhouJiangxi 341001China

Parkinson’s disease(PD)is a neurodegenerative condition that results in dyskinesia,with oxidative stress playing a pivotal role in its progression.Antioxidant peptides may thus present therapeutic potential for PD.In this study,a novel cathelicidin peptide(Cath-KP;GCSGRFCNLF NNRRPGRLTLIHRPGGDKRTSTGLIYV)was identified from the skin of the Asiatic painted frog(Kaloula pulchra).Structural analysis using circular dichroism and homology modeling revealed a uniqueαββconformation for Cath-KP.In vitro experiments,including free radical scavenging and ferric-reducing antioxidant analyses,confirmed its antioxidant properties.Using the 1-methyl-4-phenylpyridinium ion(MPP^(+))-induced dopamine cell line and 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine(MPTP)-induced PD mice,Cath-KP was found to penetrate cells and reach deep brain tissues,resulting in improved MPP^(+)-induced cell viability and reduced oxidative stress-induced damage by promoting antioxidant enzyme expression and alleviating mitochondrial and intracellular reactive oxygen species accumulation through Sirtuin-1(Sirt1)/Nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2)pathway activation.Both focal adhesion kinase(FAK)and p38 were also identified as regulatory elements.In the MPTP-induced PD mice,Cath-KP administration increased the number of tyrosine hydroxylase(TH)-positive neurons,restored TH content,and ameliorated dyskinesia.To the best of our knowledge,this study is the first to report on a cathelicidin peptide demonstrating potent antioxidant and neuroprotective properties in a PD model by targeting oxidative stress.These findings expand the known functions of cathelicidins,and hold promise for the development of therapeutic agents for PD.

关键词： Cath-KP Peptide Parkinson’s disease Oxidative stress Neuroprotection

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Sensitivity experiments of impacts of large-scale urbanization in East China on East Asian winter monsoon

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Science China(Technological Sciences) 2013年第3期56卷 809-815页

作者： chen haishan ZHANG Ye Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education Nanjing University of Information Science & Technology College of Atmospheric Science Nanjing University of Information Science & Technology Hebei Meteorological Observatory

By using the global atmospheric general circulation model CAM4.0 including an urban canopy parameterization scheme,the possible impacts of large-scale urbanization in East China on East Asian winter monsoon was investigated via idealized numerical experiments.Results suggest that large-scale urbanization can cause a significant warming effect in both surface temperature and air temperature near the surface over most areas of East China.Meanwhile,large-scale urbanization also alters the surface energy balance,causing evident increases in net surface long-wave radiation and sensible heat flux as well as intensified surface thermal heating to the atmosphere.Forced by the surface thermal heating anomalies induced by the large-scale urban expansion,East Asian winter monsoon circulation exhibits distinct changes.Overall,the extensive urbanization over East China will weaken East Asian winter monsoon,but intensify winter monsoon in northeast China.

关键词：中国东部地区东亚冬季风城市化进程敏感性试验大气环流模式地表能量平衡中国东北地区参数化方案

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防灾减灾救灾新理念下防汛抗旱减灾工作探讨

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中国防汛抗旱 2020年第12期30卷 86-88页

作者：陈海山辽宁省防汛抗旱指挥部办公室沈阳110003

习近平总书记“两个坚持、三个转变”的防灾减灾救灾新理念,为做好防汛抗旱减灾工作提供了根本遵循。通过阐述习近平总书记防灾减灾救灾新理念的重要性和在防汛抗旱减灾工作中的指导意义,结合辽宁省实际,探讨新时代如何贯彻落实习总书... 详细信息

习近平总书记“两个坚持、三个转变”的防灾减灾救灾新理念,为做好防汛抗旱减灾工作提供了根本遵循。通过阐述习近平总书记防灾减灾救灾新理念的重要性和在防汛抗旱减灾工作中的指导意义,结合辽宁省实际,探讨新时代如何贯彻落实习总书记防灾减灾救灾新理念,全面做好辽宁省防汛抗旱减灾工作,以期为防汛抗旱减灾工作提供参考。

关键词：防灾减灾救灾新理念两个坚持三个转变防汛抗旱减灾

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冬季亚洲中纬度极端低温事件与巴伦支—喀拉海异常增暖的关系及联系机制

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大气科学 2021年第4期45卷 889-900页

作者：李言蹊陈海山南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用1979~2019年NCEP-DOE再分析资料,分析了亚洲中纬度冬季极端低温事件发生频次与巴伦支—喀拉海异常增暖的联系及可能机制。研究表明:巴伦支—喀拉海异常增暖通常对应西伯利亚高压异常增强及亚洲中纬度极端低温频发。进一步分析发现,... 详细信息

利用1979~2019年NCEP-DOE再分析资料,分析了亚洲中纬度冬季极端低温事件发生频次与巴伦支—喀拉海异常增暖的联系及可能机制。研究表明:巴伦支—喀拉海异常增暖通常对应西伯利亚高压异常增强及亚洲中纬度极端低温频发。进一步分析发现,伴随巴伦支—喀拉海异常增暖,新地岛、乌拉尔山附近出现位势高度正异常,在位势高度正异常的东侧、南侧对应显著的冷平流及下沉运动异常,并在近地面出现异常辐散气流,使得西伯利亚高压增强且向东南延伸。热力学方程诊断的结果表明:西伯利亚高压异常南侧东北风导致的异常冷平流、偏东风异常经过地形造成的异常上升运动以及辐射、感热、潜热交换造成的异常非绝热冷却导致亚洲中纬度近地面温度季节循环振幅增大,有利于极端低温频发。

关键词：巴伦支—喀拉海异常增暖极端低温西伯利亚高压热力学方程诊断

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Hotspots of the sensitivity of the land surface hydrological cycle to climate change

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Chinese Science Bulletin 2013年第28期58卷 3682-3688页

作者： HUA WenJian chen haishan ZHU SiGuang SUN ShanLei YU Miao ZHOU LiMing Key Laboratory of Meteorological Disaster Ministry of EducationNanjing University of Information Science & Technology College of Global Change and Earth System Science Beijing Normal University Applied Hydrometeorological Research Institute Nanjing University of Information Science & Technology Department of Atmospheric and Environmental Sciences University at AlbanyState University of New York

Due to the shortage of the global observational data of the terrestrial hydrological variables,the understanding of how surface hydrological processes respond to climate change is still limited.In this study,the Community Land Model(CLM4.0)with high resolution atmospheric forcing data is selected to simulate the global surface hydrological quantities during the period 1948–2006and to investigate the spatial features of these quantities in response to climate change at the regional scales.The sensitivities of evaporation and runoff with respect to the dominant climate change factors(e.***.temperature and precipitation)derived from the concept of climate elasticity are introduced.Results show that evaporation has a declining trend with a rate of 0.7 mm per decade,while runoff shows a weak increasing trend of 0.15 mm per decade over the global land surface.Analyses of the hotspots in the hydrological cycle indicate that the spatial distributions for evaporation and runoff are similar over many areas in central Asia,Australia,and southern South America,but differ largely in high latitudes.It is also found that,the evaporation hotspots in arid regions are mainly associated with the changes in precipitation.Our sensitive analysis suggests that the hydrological quantities show a rather complicated spatial dependency of response of the water cycle to the different climate factors(temperature and precipitation).

关键词：敏感性分析气候变化水文循环陆地表面空间特征高纬度地区蒸发率水文变量

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两种手术方式治疗Ⅲa期Kummell病的比较

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中国矫形外科杂志 2020年第11期28卷 892-897页

作者：郝晨关海山山西医科大学第二医院脊柱外科山西太原030000

[目的]比较经皮椎体成形术(PVP)和骨水泥强化椎弓根螺钉联合PVP术(PSPVP)治疗无神经症状Ⅲ期Kummell病的临床疗效。[方法]2015年6月~2018年9月,本院60例无神经症状Ⅲ期(Ⅲa期)Kummell病患者纳入本研究,其中30例采用PVP治疗,30例采用PSPV... 详细信息

[目的]比较经皮椎体成形术(PVP)和骨水泥强化椎弓根螺钉联合PVP术(PSPVP)治疗无神经症状Ⅲ期Kummell病的临床疗效。[方法]2015年6月~2018年9月,本院60例无神经症状Ⅲ期(Ⅲa期)Kummell病患者纳入本研究,其中30例采用PVP治疗,30例采用PSPVP治疗。比较两组围手术期、随访及影像学资料。[结果]60例患者均成功完成手术,术中均未发生严重并发症。PSPVP组在手术时间、骨水泥注入量、术中透视次数、术中出血量和术后住院时间方面显著大于PVP组(P0.05)。影像学方面,术后X线片示PVP组出现5例(16.67%)骨水泥渗漏,PSPVP组4例(13.34%),但均无相应的神经症状。两组患者术后1 d和末次随访时病椎前缘相对高度较术前均显著增加,而局部后凸Cobb角显著减少(P0.05),但末次随访时PSPVP组病椎前缘相对高度显著大于PVP组,而局部后凸Cobb角显著小于PVP组(P<0.05)。[结论]PVP术与PSPVP术治疗Ⅲ期不伴神经症状的Kummell病均安全有效,但PVP术具有操作时间短、术中出血少、透视次数少和术后恢复时间快等优势;而PSPVP对畸形矫正的效果优于PVP。

关键词： Kummell病经皮椎体成形术(PVP) 骨水泥强化椎弓根螺钉联合PVP术(PSPVP)

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东亚中纬度夏季陆面增暖与土壤湿度异常的联系

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大气科学学报 2020年第1期43卷 201-211页

作者：余波陈海山孙悦南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害教育部重点实验室

利用1979—2015年ERA-Interim再分析土壤湿度、云量资料,NCEP/NCAR再分析环流资料和CPC土壤湿度资料,分析了东亚中纬度夏季陆面热力异常的时空分布特征及其与前期春季土壤湿度异常的联系,探讨了前期春季土壤湿度影响东亚中纬度夏季陆面... 详细信息

利用1979—2015年ERA-Interim再分析土壤湿度、云量资料,NCEP/NCAR再分析环流资料和CPC土壤湿度资料,分析了东亚中纬度夏季陆面热力异常的时空分布特征及其与前期春季土壤湿度异常的联系,探讨了前期春季土壤湿度影响东亚中纬度夏季陆面增暖的可能途径。结果表明,东亚中纬度夏季土壤表层温度呈全区一致增暖趋势,其中贝加尔湖及以南地区温度变化最剧烈、增暖最迅速,且1990年代中期前后存在一个明显由冷向暖的年代际转变。进一步分析发现,春、夏季西西伯利亚到贝加尔湖北部地区的土壤湿度与夏季贝加尔湖及以南地区的土壤表层温度在年代际和年际尺度上均存在紧密联系:西西伯利亚到贝加尔湖北部地区土壤湿度异常偏高,通常对应贝加尔湖及南部地区夏季土壤表层温度偏高。西西伯利亚到贝加尔湖北部地区春、夏土壤湿度异常可以引起夏季大气环流异常,从而对东亚夏季中纬度陆面热力异常产生影响:春、夏土壤湿度偏高时,贝加尔湖及其南部地区上空位势高度为正异常,对应为反气旋性异常环流,云量减少,有利于东亚中纬度陆面增暖;反之,则对应为气旋性异常环流,不利于陆面增暖。

关键词：东亚中纬度土壤表层温度陆面增暖土壤湿度

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