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Evaluating CMIP6 models in simulating the North Pacific decadal variability in sea surface salinity

Science China Earth Sciences 2024年第8期67卷 2661-2680页

作者： Jian CHEN Hailong LIU Pengfei LIN wenrong bai Chengzu bai Lu WANG Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China State Key Laboratory of Geo-Information Engineering Xi’an 710054China Beijing Municipal Climate Center Beijing Meteorological BureauBeijing 100089China Space System Department Equipment Department Beijing 100096China

The North Pacific sea surface salinity(SSS)decadal variability(NPSDV)and its potential forcing were evaluated from 25 coupled models of the Coupled Model Intercomparison Project phase 6(CMIP6)considering the prospects for decadal climate *** results indicated that the CMIP6 models generally reproduced the spatial patterns of *** large standard deviation of the SSS anomaly over the strong current regions,such as the Kuroshio-Oyashio Extension(KOE),North Pacific Current(NPC),California Current System(CCS),and Alaskan Coastal Current(ACC),is reflected in the two leading modes of NPSDV:a dipole with out-of-phase loadings in the KOE-NPC versus CCS-ACC and a monopole with positive loading over the *** order of modes is sensitive to individual models that exhibit discrepancies,especially in temporal phases and power *** autoregressive model of order-1 was used to reconstruct the NPSDV with several forcing *** generally weaker influence of forcings in an autoregressive model of order-1 is partly related to the overestimated response time of NPSDV relative to *** NPSDV variances originate from the persistence of SSS anomalies,but the dominant forcing factors are diverse among *** model diversity for the NPSDV simulation mainly arises from the influence of the tropical El Ni?o-Southern Oscillation through teleconnection on the North Pacific Oscillation or Aleutian Low with timescale ***,models that can reproduce the NPSDV well are not dependent on those with larger impacts from the North Pacific oceanic processes.

关键词： North Pacific Sea surface salinity Decadal variability CMIP6 Leading mode

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Sea surface salinity-derived indexes for distinguishing two types of El Niño events in the tropical Pacific

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Science China Earth Sciences 2021年第8期64卷 1267-1284页

作者： Hai ZHI Pengfei LIN Zhujun FANG Hailong LIU Rong-Hua ZHANG wenrong bai College of Atmospheric Sciences Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics(LASG) Institute of Atmospheric Physics(IAP)Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Key Laboratory of Ocean Circulation and Waves Institute of Oceanologyand Center for Mega-scienceChinese Academy of SciencesQingdao 266071China Center for Excellence in Quaternary Science and Global Change Chinese Academy of SciencesXi’an 710061China

In this study,sea surface salinity(SSS)indexes are derived from reanalysis and observational datasets to distinguish the two types of(Central Pacific(CP)and Eastern Pacific(EP))El Niño events in the tropical *** on the SSS anomalous spatial and temporal pointwise correlations with sea surface temperature(SST)indexes of two types of El Niño events,the key areas with SSS variations for EP and CP El Niño events are *** EP El Niño events,the key areas are located over an arcuate area centered at(0°,130°E)and in the central equatorial Pacific covering(5°S–5°N,175°W–158°W).For CP El Niño events,the key areas are located in the northeastern western Pacific covering(2°N,142°E–170°E)and in the southeastern Pacific covering(20°S–10°S,135°W–95°W).The key areas for EP and CP El Niño events in this study are not located near the dateline in the equatorial Pacific and differ from those obtained from the regression or composite ***,these key areas are used to construct SSS indexes,termed as the CP/EP El Niño SSS index(CSI/ESI),to distinguish EP and CP El Niño events *** SSS indexes are verified by different datasets over varying time periods and they can be adequately used to identify the two types of El Niño events and serve as another useful tool for monitoring *** analyses offer novel insight into how to represent the diversity of El Niño events.

关键词： Two types of El Niño Sea surface salinity indexes Tropical Pacific

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FGOALS高分辨率气候模式系统模式研制与应用综述

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大气科学 2024年第1期48卷 200-217页

作者：俞永强安博刘海龙包庆林鹏飞何编郑伟鹏栾贻花白文蓉李恬燕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 中国科学院大学北京100049

当今气候系统模式发展的重要趋势之一,是通过提高模式的空间分辨率,改进对气候系统中多尺度相互作用过程和极端事件的模拟能力。过去5年里,中国科学院大气物理研究所发展并完善了25 km分辨率大气环流分量模式FAMIL2.2、1/10°分辨率海... 详细信息

当今气候系统模式发展的重要趋势之一,是通过提高模式的空间分辨率,改进对气候系统中多尺度相互作用过程和极端事件的模拟能力。过去5年里,中国科学院大气物理研究所发展并完善了25 km分辨率大气环流分量模式FAMIL2.2、1/10°分辨率海洋环流分量模式LICOM3.0,并以此为基础建立了高分辨率气候系统模式FGOALS-f3-H。利用上述高分辨率模式,开展了大量的数值模拟试验和预报/预测研究,其中包括国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的高分辨率模式比较子计划(HighResMIP),建立了海洋环流预测系统(LFS)等。初步评估分析表明,相对于低分辨率模式,高分辨率模式对气候平均态和气候变率的模拟能力均有明显改进。其中高分辨率大气环流模式可以更好地模拟台风、极端降水事件,高分辨率海洋模式可以更好地模拟海洋中尺度涡旋和西边界流,而高分辨率耦合模式则可以更好重现中尺度海气相互作用过程、热带不稳定波动(TIW)等事件。

关键词：气候系统模式高分辨率多尺度相互作用国际耦合模式比较计划(CMIP)

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The Super-large Ensemble Experiments of CAS FGOALS-g3

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Advances in Atmospheric Sciences 2022年第10期39卷 1746-1765,I0021-I0025页

作者： Pengfei LIN Bowen ZHAO Jilin WEI Hailong LIU Wenxia ZHANG Xiaolong CHEN Jie JIANG Mengrong DING Wenmin MAN Jinrong JIANG Xu ZHANG Yuewen DING wenrong bai Chenyang JIN Zipeng YU Yiwen LI Weipeng ZHENG Tianjun ZHOU State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics(LASG) Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Computer Network Information Center Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Group of Alpine Paleoecology and Human Adaptation(ALPHA) State Key Laboratory of Tibetan Plateau Earth SystemResources and Environment(TPESRE)Institute of Tibetan Plateau ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100864China Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems(Ministry of Education) College of Earth and Environmental ScienceLanzhou UniversityLanzhou 730000China

A super-large ensemble simulation dataset with 110 members has been produced by the fully coupled model FGOALS-g3 developed by researchers at the Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of *** is the first dataset of large ensemble simulations with a climate system model developed by a Chinese modeling *** simulation has the largest realizations up to now worldwide in terms of single-model initial-condition large *** member includes a historical experiment(1850-2014)and an experiment(2015-99)under the very high greenhouse gas emissions Shared Socioeconomic Pathway scenario(SSP5-8.5).The dataset includes monthly and daily temperature,precipitation,and other variables,requiring storage of 275 ***,the surface air temperature(SAT)and land precipitation simulated by the FGOALS-g3 super-large ensemble have been validated and *** ensemble can capture the response of SAT and land precipitation to external forcings well,and the internal variabilities can be *** availability of more than 100 realizations will help researchers to study rare events and improve the understanding of the impact of internal variability on forced climate changes.

关键词： large ensemble forced response internal variability climate change

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基于菌群优化深度学习的网络入侵检测模型

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南京理工大学学报 2023年第5期47卷 636-642页

作者：白文荣马琳娟巩政内蒙古电子信息职业技术学院软件与大数据学院内蒙古呼和浩特010010 北京理工大学计算机学院北京100081 内蒙古大学计算机学院内蒙古呼和浩特010010

为了提高网络入侵检测准确度,采用深度置信网络(Deep belief networks,DBN)算法用于入侵检测,同时借助菌群优化(Bacterial foraging optimization,BFO)算法求解最佳DBN参数。首先,建立DBN网络入侵检测模型,初始化深度置信网络中受限玻... 详细信息

为了提高网络入侵检测准确度,采用深度置信网络(Deep belief networks,DBN)算法用于入侵检测,同时借助菌群优化(Bacterial foraging optimization,BFO)算法求解最佳DBN参数。首先,建立DBN网络入侵检测模型,初始化深度置信网络中受限玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann machine,RBM)层的核心参数。接着,以RBM的权重和偏置构建菌群。以DBN检出的攻击数量和实际攻击数量差值作为BFO的适应度函数。其次,通过驱化、繁衍和迁徙操作不断更新适应度值来获得最优个体。最后,以最优个体所对应的权重和偏置进行DBN的网络入侵检测。实验结果表明,合理设置菌群算法的引力和斥力系数、迁徙概率阈值等参数,BFO-DBN算法能够获得较高的网络入侵检测性能。相比于其他深度学习检测算法,BFO-DBN算法拥有更高的网络入侵检测准确率和稳定性。

关键词：网络入侵检测深度置信网络菌群优化检出率

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CMIP5多模式模拟两类El Nino海表盐度分布及与降水的关系

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大气科学 2017年第3期41卷 629-647页

作者：白文蓉智海林鹏飞南京信息工程大学大气科学学院南京210044 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

利用CMIP5提供的25个工业革命前控制试验(piControl)模拟数据评估了热带太平洋两类El Ni?o(即东部EP和中部CP型El Ni?o)的海表盐度(SSS)空间结构差异及其与海表温度(SST)和降水的关系。结果表明:(1)大部分模式能够模拟出EP和CP型空间结... 详细信息

利用CMIP5提供的25个工业革命前控制试验(piControl)模拟数据评估了热带太平洋两类El Ni?o(即东部EP和中部CP型El Ni?o)的海表盐度(SSS)空间结构差异及其与海表温度(SST)和降水的关系。结果表明:(1)大部分模式能够模拟出EP和CP型空间结构,两类El Ni?o中的SST、降水和SSS的空间技巧评分依次减小,其中,EP型SST和降水水平分布的模拟能力强于CP型,SSS则为CP型强于EP型,CP型模拟的SST、SSS和降水异常中心位置较EP型偏西且强度偏弱;(2)CP型SST、降水和SSS三者空间分布的线性一致性比EP型好,即在CP型中,SST影响降水,进而影响SSS,同时SSS对SST调制的反馈机制较显著,而对于EP型,由于海洋水平平流和非局地效应等因素,使得SST与SSS空间对应较差;(3)依据多模式模拟的SSS空间技巧评分高低将CMIP5模式分为两类,技巧评分低(高)的模式模拟的SST、SSS和降水异常值的中心位置偏西(偏东),引起中心位置偏移的原因与模式模拟赤道太平洋冷舌的位置有关,即赤道太平洋冷舌西伸显著,导致发生El Ni?o时SST异常变暖西伸显著,进而使得降水异常和SSS异常位置偏西。同时,技巧评分低的模式还易出现向东南延伸的负SSS异常,原因是双赤道辐合带的东南分支过于明显,即降水偏多,导致SSS偏淡。SSS变化会影响ENSO的发生发展。因此,探讨两类El Ni?o盐度分布的差异及相关物理场的关系,为提高模式的气候模拟和预测提供有益的借鉴。

关键词： CMIP5模式两类El Nino 海表温度海表盐度降水

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CMIP5多模式对阿留申低压气候特征的模拟检验与预估

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气候与环境研究 2016年第5期21卷 533-546页

作者：李恺霖智海白文蓉福建省气象信息中心福州350001 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用观测的海温资料和海平面气压资料,检验了CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project 5,CMIP5)多模式对阿留申低压(Aleutian Low,AL)特征指数的时空分布和变化的模拟能力;从AL周期及变化趋势等方面,分析了CMIP5模式预估的未来AL... 详细信息

利用观测的海温资料和海平面气压资料,检验了CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project 5,CMIP5)多模式对阿留申低压(Aleutian Low,AL)特征指数的时空分布和变化的模拟能力;从AL周期及变化趋势等方面,分析了CMIP5模式预估的未来AL的变化特征。结果表明,CMIP5模式及其集合平均能够很好地模拟AL的环流结构,对AL的气候态有着较强的模拟能力,尤其是模式对于东太平洋海表温度的模拟能力直接影响其对于AL的模拟效果。模式的集合平均对变率强度的模拟偏强,且对于变率的模拟效果逊于对气候态的模拟。22个模式中的16个模式能模拟出AL强度指数的年代际变化周期,对年代际周期有着较好的刻画能力。Historical试验下对于AL的变化趋势存在着较大的不确定性,而相对于两种不同排放情景,随着排放的增加,AL更加偏北,强度增强,年际、年代际周期变得更加显著。在两种排放情景下模式的集合平均以及多数模式模拟出AL有着向北和增强的趋势。

关键词： CMIP5 阿留申低压气候特征全球变暖

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基于雾计算的光群空间分配算法分析

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2016年第6期31卷 69-72页

作者：白文荣内蒙古电子信息职业技术学院呼和浩特010070

为提高内存和网络带宽的利用率,减少核心数据中心负荷,提出了基于雾计算的光群空间分配算法。建立了分布式环境下的传输空间的分配新算法,用于节省网络临界资源、提高并行数据处理速度、提高网络带宽、减少服务器负荷等方面。通过相似... 详细信息

为提高内存和网络带宽的利用率,减少核心数据中心负荷,提出了基于雾计算的光群空间分配算法。建立了分布式环境下的传输空间的分配新算法,用于节省网络临界资源、提高并行数据处理速度、提高网络带宽、减少服务器负荷等方面。通过相似于凹凸镜的光线工作原理,确定了雾计算空间分配原理;通过分派权限的控制与计算,确定了雾计算环境下分派的空间大小。在此基础上推出了合理的空间计算公式,能够准确计算出基于雾计算分配环境下的光群空间大小。该算法已经成功应用于局网网邮空间管理过程中。

关键词：云计算雾计算光群空间空间分派网络邮箱共享网

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理实一体虚实结合工匠工坊——西部地区高职计算机类人才培养模式的探索与实践

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数字通信世界 2023年第8期 172-174页

作者：白文荣内蒙古电子信息职业技术学院软件与大数据学院内蒙古呼和浩特010010

随着中国软件业规模不断扩大,软件人才结构性矛盾日益显得突出,人才结构呈两头小、中间大的橄榄型,不仅缺乏高层次的系统分析员、项目总设计师,也缺少大量从事基础性开发的人员。因此,培养大量基础性开发人员的职业教育院校,其人才培养... 详细信息

随着中国软件业规模不断扩大,软件人才结构性矛盾日益显得突出,人才结构呈两头小、中间大的橄榄型,不仅缺乏高层次的系统分析员、项目总设计师,也缺少大量从事基础性开发的人员。因此,培养大量基础性开发人员的职业教育院校,其人才培养责任重大。本文以西部地区较为典型的内蒙古计算机行业发展为典型,探索西部地区高职计算机类人才培养“理实一体虚实结合工匠工坊”模式,并通过内蒙古电子信息职业技术学院实践证明其有效性和可复用性,为西部地区高职院校培养计算机类人才提供了范式参考。

关键词：谱系培养模式培养体系

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基于雾计算的随机并行计算方法在缩比飞机发动机数学建模中的应用

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内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2017年第3期36卷 208-212页

作者：白文荣内蒙古电子信息职业技术学院呼和浩特010070

现代高性能计算机为了克服大规模集成电路和计算机制造工艺水平的限制,满足用户不断增强的计算需求,采用既能降低数据中心负载又能提高速率的并行体系结构来提供高速运算能力,符合去中心化理念的雾计算思想。本文以缩比飞机发动机数学... 详细信息

现代高性能计算机为了克服大规模集成电路和计算机制造工艺水平的限制,满足用户不断增强的计算需求,采用既能降低数据中心负载又能提高速率的并行体系结构来提供高速运算能力,符合去中心化理念的雾计算思想。本文以缩比飞机发动机数学建模作为应用背景,介绍了基于雾计算的随机并行计算方法的基本原理和实现思想,并通过实例提出创新型的随机并行计算思想。实验证明,该方法提高了企业网络共享资源利用率,推动企业大规模集成信息控制的发展和实现。

关键词：并行计算雾计算随机选取并行化预处理并行优化

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