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东印度洋-西太平洋暖池的年代际变化特征研究

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东印度洋-西太平洋暖池的年代际变化特征研究

中国气象学会2007年年会

作者：邱东晓黄菲杨宇星北京大学物理学院大气科学系中国海洋大学海洋环境学院

采用1958-2002年海洋同化资料SODA(SimpleOceanDataAssimilation)的海温场,定义了东印度洋-西太平洋永久性暖池(简称印-太暖池)指数,即不随季节变化的27.5C等温面所包含的大于27.5C的暖水体积或强度,并采用功率谱和小波分析的方法研究... 详细信息

采用1958-2002年海洋同化资料SODA(SimpleOceanDataAssimilation)的海温场,定义了东印度洋-西太平洋永久性暖池(简称印-太暖池)指数,即不随季节变化的27.5C等温面所包含的大于27.5C的暖水体积或强度,并采用功率谱和小波分析的方法研究了其周期变化特征,结果表明,印度洋暖池和西太平洋暖池均具有显著的准10a的周期振荡和1976986年前后的年代际突变特征,暖池由1976年前的“冷”暖池转变为1986年后的“热”暖池;暖池指数的季节循环也存在显著的年代际突变特征,特别是西太平洋暖池在异常暖年代其季节变化还呈现出明显的增暖趋势;暖池三维结构的年代际变化主要表现为在暖年代热带南印度洋暖水的向西向南扩张和西太平洋暖池东边界的向东及北边界的向北扩张,暖异常主要分布在60米以浅的上混合层中暖池的东边界区域,而其下面的温跃层内则为更强的异常降温,垂向上表现出上暖下冷的斜压模态结构,而温跃层和混合层深度的变化在不同暖池区则有不同的特点,表明东印度洋暖池和西太平洋暖池的年代际变化可能由不同的机制引起,尚需进一步分析其海洋动力学和热力学过程。

关键词：暖池年代际变化印度洋太平洋三维结构

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岩石圈中部不连续面的成因及其动力学意义

科学通报 2019年第22期64卷 2305-2315页

作者：徐义贤郑建平杨晓志夏群科浙江大学地球科学学院杭州310027 中国地质大学地球科学学院武汉430074 南京大学地球科学与工程学院南京210023

地球物理和岩石地球化学研究揭示岩石圈地幔在物性和化学组成上极为不均一,保存了地球演化的大量记录.近20年来的地震学探测结果,指示大陆岩石圈中部广泛存在速度不连续面,大多表现为速度明显降低的梯度带,与各向异性和地幔浅部的高导... 详细信息

地球物理和岩石地球化学研究揭示岩石圈地幔在物性和化学组成上极为不均一,保存了地球演化的大量记录.近20年来的地震学探测结果,指示大陆岩石圈中部广泛存在速度不连续面,大多表现为速度明显降低的梯度带,与各向异性和地幔浅部的高导层有较好的一致性,主要分布在60~120 km深度.但是,其成因目前尚未形成共识.在经典板块构造的框架内,基于已有的对岩石圈和岩石圈-软流圈边界的认识,我们追溯了岩石圈中部不连续面的地球物理探测历程及其主要结果,给出了地震学定义的岩石圈中部不连续面的矿物岩石学解释和大地电磁资料提供的电性约束信息.在梳理目前的主要解释模型后,重点介绍了岩石圈中部不连续面是"冻结的"大洋岩石圈-软流圈边界的观点,并进一步拓展为一种工作模型-动态演化的LAB模型,依此讨论了这一解释模型潜在的重要动力学意义.我们认为,对岩石圈中部不连续面开展多学科的综合研究,有可能为突破经典板块构造假说提供新的机会,中亚显生宙增生型岩石圈和华北板块岩石圈是研究这一问题极好的天然实验室.

关键词：岩石圈中部不连续面负速度梯度带高导层各向异性含水矿物板块构造

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二维冰结构与生长的原子尺度成像研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2020年第8期50卷 142-146页

作者：马润泽江颖北京大学物理学院量子材料科学中心北京100871

水和冰在自然界中广泛存在,冰的结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学以及行星科学等众多领域具有至关重要的作用,如生物抗冻蛋白的抗结冰机理、抗结冰材料的研制、冰川间的相对滑移、大气臭氧降解催化、云和降水的形成... 详细信息

水和冰在自然界中广泛存在,冰的结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学以及行星科学等众多领域具有至关重要的作用,如生物抗冻蛋白的抗结冰机理、抗结冰材料的研制、冰川间的相对滑移、大气臭氧降解催化、云和降水的形成等.这些过程往往与微观尺度上水分子与表面或者水分子之间的相互作用相关.受限于之前的研究方法和手段,尽管存在大量的实验和理论研究,冰成核和生长的微观机理却仍旧存在许多争议与疑问.因此,从原子尺度上对冰结构和成核生长过程进行准确的表征和研究具有极为重要的意义.近期,我们利用非接触式原子力显微镜(Non-Contact Atomic Force Microscope,NC-AFM),通过对qPlus针尖进行化学修饰,借助针尖与水分子之间的高阶静电力和泡利排斥力,成功实现了Au(111)表面上二维冰结构及其边界的高分辨成像,首次在原子尺度上揭示了二维冰成核生长的过程和机理,为疏水金属表面冰的初期生长提供了全新的认识.

关键词：原子力显微镜二维冰水分子结构生长

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珠三角空气质量暨光化学烟雾数值预报系统

环境科学与技术 2013年第4期36卷 62-68页

作者：邓涛吴兑邓雪娇冯业荣郑君瑜刘乙敏谭浩波李菲毕雪岩蒋德海中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省气象台华南理工大学环境科学与工程学院广东省环境科学研究院

基于中尺度气象模式(MM5)、排放源模式(SMOKE)和大气化学模式(CMAQ),耦合本地排放源清单,建立了珠三角区域空气质量数值模式预报系统。该套模式系统对清洁、污染过程的一次、二次污染物都有较好的预报能力。冬季,能见度和PM_(2.5)的预... 详细信息

基于中尺度气象模式(MM5)、排放源模式(SMOKE)和大气化学模式(CMAQ),耦合本地排放源清单,建立了珠三角区域空气质量数值模式预报系统。该套模式系统对清洁、污染过程的一次、二次污染物都有较好的预报能力。冬季,能见度和PM_(2.5)的预报值和观测值的相关系数最高达0.76和0.78。O_3和NO_x的预报值和观测值的相关系数为0.64和0.61。随着预报时效的增加,预报效果没有明显降低。夏季,在2个典型光化学过程中,O_3的预报值和观测值的相关系数分别为0.68和0.81,NO_x分别为0.57和0.64。在相关的边界层气象因子中,地表通风系数和能见度相关度最高,相关系数达0.71。混合层高度、地面风速、比湿和能见度的相关系数分别为0.55、0.50、和-0.37。在灰霾过程中,PM_(2.5)占PM_(10)的质量浓度为78%。在气溶胶质量权重中,硫酸盐所占的比重最高,占PM_(2.5)权重达到33%,元素碳为18%,有机碳为14%,铵盐为5%,硝酸盐仅为1%。灰霾过程的二次气溶胶的质量权重比清洁过程的大。

关键词：空气质量光化学烟雾灰霾 CMAQ 数值模式

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我国中高层大气观测研究的新进展

我国中高层大气观测研究的新进展

作者：王英鉴中国科学院空间科学与应用研究中心

中高层大气是与人类生存环境关系极为密切、又易受太阳活动影响的层次,它的研究在日地物理研究中占有特殊的地位。近年来,我国在中高层大气行星波、重力波、光化过程和太阳活动与人类活动影响等方面取得了可喜的进展,获得一系列重要成果... 详细信息

中高层大气是与人类生存环境关系极为密切、又易受太阳活动影响的层次,它的研究在日地物理研究中占有特殊的地位。近年来,我国在中高层大气行星波、重力波、光化过程和太阳活动与人类活动影响等方面取得了可喜的进展,获得一系列重要成果;在观测方面,VHF雷达、钠荧光激光雷达、中间层大气毫米波探测和倾斜滤光片光度计等一批新型观测设备投入使用,增强了对中高层大气的探测能力。本文重点介绍了近年来我国在高平流层、中间层和低热层大气方面的主要研究情况。

关键词：中高层大气大气遥感中层大气动力学中层大气光化学

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近20年来中国极地大气科学研究进展

气象学报 2004年第5期62卷 672-691,F003页

作者：陆龙骅卞林根效存德武炳义逯昌贵中国气象科学研究院北京100081

南极、北极和青藏高原是地球上的 3大气候敏感地区 ,是多个国际计划研究全球变化的关键地区。中国的南极和北极实地考察研究 ,分别始于 2 0世纪 80和 90年代 ,起步较晚 ,但近 2 0余年来有较大的进展。极地大气科学考察与研究是极地科学... 详细信息

南极、北极和青藏高原是地球上的 3大气候敏感地区 ,是多个国际计划研究全球变化的关键地区。中国的南极和北极实地考察研究 ,分别始于 2 0世纪 80和 90年代 ,起步较晚 ,但近 2 0余年来有较大的进展。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。讫今为止 ,中国已组织了 2 0次南极考察和 3次北极考察 ,建立了中国南极长城站、中山站和北极黄河站等 3个常年科学考察站 ;进行了常规地面气象、Brewer大气臭氧、近地面物理、高层大气物理、冰雪和大气化学等观测 ,获得了较为系统的极地大气科学第一手资料 ;开展了有关极地与全球变化的研究 ,取得了新的进展。南极地区大气温度、臭氧和海冰的气候变化在时间和空间上都是多样的。南极地区的增暖主要发生在南极半岛地区 ,在南极大陆主体并不明显 ,近 10余年来还有降温趋势。中国南极长城站和中山站的观测资料也证实了这一点。此外 ,还揭示了南极半岛西侧和罗斯海外围的海冰变化具有“翘翘板”特征 ,由此定义的南极涛动指数可用来讨论南极海冰状况和海冰关键区的活动 ;用实地考察资料研究了极地不同下垫面的近地面物理和海 -冰 -气相互作用特征 ,给出了边界层特征参数 ;讨论了极地天气气候和大气环境特征及其对东亚大气环流和中国天气气候的影响 ;

关键词：极地大气科学南极海冰中山站北极大气化学气候半岛地区鹅种

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极地大气科学与全球变化研究进展

应用气象学报 2006年第6期17卷 743-755页

作者：陆龙骅卞林根效存德武炳义逯昌贵中国气象科学研究院北京100081

南极和北极是地球上的气候敏感地区,也是多个国际科学计划研究全球气候变化的关键地区。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。中国气象科学研究院的极地大气科学考察与研究始于20世纪80年代,25年来有较大进展。中国气... 详细信息

南极和北极是地球上的气候敏感地区,也是多个国际科学计划研究全球气候变化的关键地区。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。中国气象科学研究院的极地大气科学考察与研究始于20世纪80年代,25年来有较大进展。中国气象科学研究院参加了我国组织的23次南极考察、2次北冰洋考察和3次北极考察;承担了南极长城站和中山站、北极黄河站气象业务建设和维持,以及中-澳合作南极冰盖3个无人自动气象站工作;进行了常规地面气象、Brewer大气臭氧、近地面物理、冰雪和大气化学等观测,获得了较为系统的极地大气环境资料。开展了有关极地大气科学与全球变化的研究,在极地天气气候特征及气候变化时空多样性、极地海冰变化和南极海冰涛动、极地近地面物理特征和海-冰-气相互作用、中山站臭氧变化特征及南极臭氧洞和大气化学、气候代用资料获取和古气候环境以及极地大气环境变化对东亚环流和中国天气气候影响等方面的研究取得了新进展。中国极地大气科学正积极通过多学科交叉、走国际合作道路,努力提高对极地在全球变化中作用的认识水平,并积极探索极地变化对我国气候、环境的影响。

关键词：南极北极大气科学全球变化科学考察

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北京城市大气环境污染机理与调控原理

应用气象学报 2006年第6期17卷 815-828页

作者：徐祥德丁国安卞林根中国气象科学研究院北京100081

该文主要介绍了科技部国家重点基础研究发展规划项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理”大气分项目的研究成果。项目分别于2001年和2003年重点开展了BECAPEX科学试验(Beijing City AirPollution Experiment)。BE... 详细信息

该文主要介绍了科技部国家重点基础研究发展规划项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理”大气分项目的研究成果。项目分别于2001年和2003年重点开展了BECAPEX科学试验(Beijing City AirPollution Experiment)。BECAPEX试验同步进行城市边界层气象与大气化学观测,通过卫星遥感、地面观测,即城市空间和地面以及点与面结合的技术途径,以揭示北京城市污染“空气穹隆”大气化学结构特征及其变化规律,为城市环境大气动力-化学模式提供基本科学参数,给出城市边界层大气物理化学过程综合模型,为提高城市环境大气物理-化学过程耦合模式的准确性和可靠性提供科学依据。该项目揭示了北京城区和城近郊区城市边界层结构与湍流特征,城市大气污染垂直结构特征;发现了城市大气污染空间结构多尺度特征,其中包括大气污染源影响和城市热岛多尺度特征;揭示了城市大气重污染过程周边源影响域,以及北京及周边地区气溶胶影响域和区域气候响应;提出了北京市典型污染源排放清单;发展了城市气象模式系统,包括冠层模式、街谷环流和热力结构以及城市高大建筑群周围风环境数值模拟;发展了空气质量模式技术,包括二次气溶胶模拟试验、北京地区SO2污染的长期模拟及不同类型排放源影响的计算与评估、影响北京地区的沙尘暴输送模拟、区域化学输送模式中NOx和O3源示踪法,城市尺度的大气污染CAPPS模式及统计模型的应用、大气污染及紫外辐射数值预报模式和CMAQ-MOS空气质量预报方法;改进了美国公共多尺度空气质量预报模式,建立了CMAQ-MOS区域空气质量动力-统计模型预报模式,以及发展的源同化技术,突破了当前空气质量模式技术“瓶颈”,使模式预报准确率明显提高。

关键词：大气污染大气环境科学试验空气质量动力-统计模型数值模式

基于多源探测数据对北京一次重污染天气的粒子微物理特征和热、动力机制分析

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地理科学 2023年第2期43卷 349-359页

作者：王耀庭李青春殷振平李炬潘昱冰郑祚芳窦有俊巩建波李威北京城市气象研究院北京100089 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 北京市气象服务中心北京100097 国家气候中心北京100081

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM... 详细信息

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度高达600μg/m3和1000μg/m^(3)。(2)MCD19A2 MAIAC AOD能很好地揭示本次污染起源、强度、输送和影响区域,MISR AOD显示本次污染粒子微物理属性具有大模态、非球形、非吸收型的特征。(3)CALIPSO显示,在1~4 km高度,退偏在0.1~0.5,色比在0.5~1.3均有分布,有“小退偏和大色比”现象。(4)AERONET数据显示,污染前、中、后AOD_550 nm值分别为0.9、2.0、0.2,AE_440-675 nm值分别为1.30、0.4、1.0,说明本次污染为PM_(2.5)和PM_(10)混合型污染。(5)探空显示本次污染大气层结非常稳定,各阶段有显著的热动力特征。污染爆发前(5月3日),上层大气潮湿且温度递减率小,低层大气干燥上升,构成对流空间。污染爆发期(5月4日),出现多层逆温,干燥大气下沉运动,受上层西风下层偏南风的动力配合。污染末期(5月5日),低层逆温消失,上层逆温层高度持续抬升,且空气干燥,深厚西风区风速持续加大,终结污染过程。(6)云高仪监测和EC模式结果表明5月4日大气稳定,边界层在空间上分布均匀,08:00大气边界层高度约1200 m,20:00约300 m。

关键词： “地-空”遥感大气污染气溶胶微物理属性热动力特征