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植物个体资源竞争与群体结构特性分析

科学通报 2023年第21期68卷 2836-2848页

作者：曾晓东宋翔高小斐中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 中国科学院大学北京100049

资源竞争是形成不同尺度生态结构最重要的驱动因素.植物生态系统资源竞争的自组织过程具有3个显著特点,即群体具有中等数目的个体数、个体差异巨大、个体间仅具有复杂的近程相互作用.本文从生态系统资源竞争与群体结构的一般性问题出发... 详细信息

资源竞争是形成不同尺度生态结构最重要的驱动因素.植物生态系统资源竞争的自组织过程具有3个显著特点,即群体具有中等数目的个体数、个体差异巨大、个体间仅具有复杂的近程相互作用.本文从生态系统资源竞争与群体结构的一般性问题出发,建立可显式描述植物个体间资源竞争的生态动力学模型,并依据资源竞争的数学特性,按照完全非对称性竞争和完全对称性竞争两种极端形式,分别设计数值模拟试验,并与无竞争试验对比,分析不同竞争形式、不同群体竞争度下个体资源分配及群体结构特征的共性和差异.结果表明,随着竞争度上升,两种竞争形式下的生态系统结构特征(不同高度的顶层冠层覆盖度)均偏离无竞争情况对应的分布,表现为高大冠层比重减少,而低矮冠层比重增加,顶层冠层平均高度下降,不同于经典竞争模型的结论.在完全非对称性竞争情况下,个体差异明显上升,如中等高度个体的平均竞争度以及低矮个体的平均死亡率迅速增加,植被覆盖区域顶层冠层覆盖度曲线半高宽逐渐增大,顶层冠层高度标准差增加,但高大冠层占模拟区域的覆盖度逐渐趋于稳定.而在完全对称性竞争情况下,个体差异明显低于完全非对称性竞争情况,所有高度的平均竞争度和平均死亡率均上升,顶层冠层覆盖度曲线逐渐向低高度方向偏移,高大冠层占模拟区域的覆盖度也逐渐降低.本文提出了一个研究群体结构随竞争度变化的理论框架,可为生态系统复杂资源竞争研究提供重要的数学理论基础,并应用于地球系统模式的陆表过程模式及植被动力学模式的多尺度建模框架设计.

关键词：资源竞争群体结构个体差异自组织生态动力学建模

国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0502气候与气候系统

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大气科学 2023年第1期47卷 111-118页

作者：陈海山孙建奇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竺可桢—南森国际研究中心北京100029

为了推动我国基础研究的高质量发展,国家自然科学基金委员会对学科布局和申请代码进行了优化调整。按照科学基金改革的总体部署,2019年以来大气科学学科开展了申请代码调整工作并设置了15个二级申请代码。本文从申请代码调整的背景、逻... 详细信息

为了推动我国基础研究的高质量发展,国家自然科学基金委员会对学科布局和申请代码进行了优化调整。按照科学基金改革的总体部署,2019年以来大气科学学科开展了申请代码调整工作并设置了15个二级申请代码。本文从申请代码调整的背景、逻辑框架、内涵构成等方面对二级申请代码D0502“气候与气候系统”的7个研究方向及其对应的关键词进行解读。在此基础上,对近两年D0502申请代码下的面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的总体申请情况进行了分析,以帮助相关科研人员及时把握D0502申请代码的发展趋势,并充分理解研究方向与关键词的内涵和逻辑关系,从而为项目申请时更准确地选择相应的研究方向与关键词提供参考。

关键词：国家自然科学基金气候与气候系统分支学科学科代码关键词

ERA5资料应用于中国地区太阳能资源评估研究

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太阳能学报 2023年第5期44卷 280-285页

作者：张双益李熙晨中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029

利用中国40个地面台站观测资料对ERA5再分析资料太阳能资源要素进行误差评估,结果表明:ERA5资料与台站资料的地表月水平面总辐射回归方程可决系数为0.999。ERA5资料与各台站资料均方根误差最大值为8.7 MJ/m^(2),平均值为4.9 MJ/m^(2);... 详细信息

利用中国40个地面台站观测资料对ERA5再分析资料太阳能资源要素进行误差评估,结果表明:ERA5资料与台站资料的地表月水平面总辐射回归方程可决系数为0.999。ERA5资料与各台站资料均方根误差最大值为8.7 MJ/m^(2),平均值为4.9 MJ/m^(2);相对均方根误差最大值为2.4%,平均值为1.0%。ERA5资料与各台站资料年际变化误差最大值为19 MJ/m^(2),平均值为3 MJ/m^(2);百分比年际变化误差最大值为0.5%,平均值为0.1%。ERA5资料与台站资料稳定度误差最大值为0.013,平均值为0.003;百分比误差最大值为2.9%,平均值为0.8%。ERA5资料与台站资料具有较好的一致性,应用于中国太阳能资源评估是可行的。

关键词：太阳能太阳辐射太阳能资源 ERA5 年际变化稳定度

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火星无线电掩星探测进展

地球与行星物理论评（中英文） 2024年第2期55卷 164-174页

作者：肖洛肖存英胡雄吴小成王泽伟吴小其北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京102206 北京师范大学天文系北京100875 中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室北京100190

火星是地球的姊妹星,研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义.自从1964年美国水手4号发射,首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后,国际上不少的火星任务都开展了掩星实验,取得了重要进展.本文依据采用... 详细信息

火星是地球的姊妹星,研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义.自从1964年美国水手4号发射,首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后,国际上不少的火星任务都开展了掩星实验,取得了重要进展.本文依据采用了无线电掩星技术进行勘探的火星探测器发射时间顺序展开调研,针对具有开创性的水手系列、火星全球勘测者、火星快车、火星大气挥发演化探测器、天问一号等,梳理分析和总结了各任务的火星无线电掩星方式以及所获取的廓线数量、位置分布、获取方式等产品信息,以及部分相关的研究结果.本文还分析了当前火星无线电掩星探测方式存在的局限性,并探讨了可能的对策.火星无线电掩星后续可重点考虑多颗星-星掩星结合星-地掩星方式形成掩星星座;并通过选用适当的信号探测频率、改进反演算法等方式进一步提高掩星质量;火星掩星探测手段还可与火星顶部探测雷达、直接探测等手段相结合,发展火星多源数据融合技术.随着探测方式的不断改进,无线电掩星探测将是火星探测的重要手段.未来会有数量越来越多、时间与空间覆盖越来越全面、精度越来越高的掩星数据用于火星的整个空间环境研究,包括大、中尺度乃至小尺度结构的特征与演化规律都将被人类掌握.

关键词：无线电掩星火星深空探测空间天文学

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近32年泰国降水的主要变化趋势研究

大气科学 2022年第2期46卷 263-274页

作者：杨雯婷傅慎明孙建华郑飞卫捷中国科学院大气物理研究所云降水物理与风暴实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029

基于泰国气象局提供的近32年(1981~2012)站点逐日降水观测资料,利用线性趋势和集合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition, EEMD)等分析方法,本文重点研究了泰国及其五个地理分区内各等级降水量与降水日数出现正异常(第9... 详细信息

基于泰国气象局提供的近32年(1981~2012)站点逐日降水观测资料,利用线性趋势和集合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition, EEMD)等分析方法,本文重点研究了泰国及其五个地理分区内各等级降水量与降水日数出现正异常(第95百分位及以上)的站点比例变化,并深入分析了泰国逐年降水量与暴雨级别以上持续性和非持续性降水量相对贡献的变化。主要结论如下:(1)泰国东部和南部地区是其降水最强的区域,而泰国北部地区降水相对最弱,在研究的32年时段内,泰国境内有87%的站点出现了逐年降水增加的趋势(共有22个站通过了95%置信水平的显著性检验),其中泰国南部是增加最快的区域,而泰国东部地区则是出现降水增加趋势最少的地区。位于泰国湾沿岸的曼谷站和洛坤站是整个泰国境内逐年降水增加最快的站点。(2)泰国北部地区的逐年降水量、逐年降水日数与平均降水强度出现正异常的站点比例显著增加,表明极端降水的影响范围在扩大,而泰国南部地区仅大暴雨级别以上的极端降水出现了范围扩大的趋势。(3)暴雨级别以上的降水在泰国不同地区存在着显著差异,其中泰国北部、东北部和中部地区,非持续性降水占主导地位,而在泰国东部和南部地区,持续性与非持续性降水的贡献相当。暴雨级别以上持续性降水出现正异常的站点比例在泰国北部和南部地区有显著的增加趋势,表明这些地区受稳定系统影响所发生强降水的范围有着显著的扩大趋势。

关键词：泰国降水极值变化趋势

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东亚夏季风年代际变化的若干重要特征及两份大气再分析资料的异同

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地球物理学报 2007年第6期50卷 1666-1676页

作者：韩晋平王会军中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

本文利用ERA和NCEP/NCAR再分析资料,以及部分观测资料,研究了东亚夏季风年代际变化的若干重要特征.结果表明,东亚夏季风在20世纪70年代末减弱这一现象是普遍存在的,主要表现为江淮地区表面温度降低,海平面气压升高,出现偏北风异常.研究... 详细信息

本文利用ERA和NCEP/NCAR再分析资料,以及部分观测资料,研究了东亚夏季风年代际变化的若干重要特征.结果表明,东亚夏季风在20世纪70年代末减弱这一现象是普遍存在的,主要表现为江淮地区表面温度降低,海平面气压升高,出现偏北风异常.研究发现,这次年代际变化还体现在与东亚季风环流密切相关的重要环流因子,如西太平洋副热带高压、欧亚西风、澳大利亚高压、南极涛动等,它们在20世纪70年代末以后都进入高指数时期.此外,文章还揭示:ERA和NCEP/NCAR再分析资料在东亚夏季风年代际变化上基本吻合,但也有很多差别.

关键词：东亚夏季风年代际变化西太平洋副热带高压欧亚西风马斯克林高压澳大利亚高压南极涛动

南极涛动异常及其对冬春季北半球大气环流影响的数值模拟试验

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地球物理学报 2007年第2期50卷 397-403页

作者：范可王会军中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

利用IAP9L-AGCM模式考察了模式中与南极涛动异常相关的海温敏感区,发现南半球高纬海温异常能够强迫出南极涛动异常,而赤道东太平洋海温异常与太平洋南美型密切相关.研究了南极涛动异常对冬春季北半球大气环流及亚洲北部气温的影响,结果... 详细信息

利用IAP9L-AGCM模式考察了模式中与南极涛动异常相关的海温敏感区,发现南半球高纬海温异常能够强迫出南极涛动异常,而赤道东太平洋海温异常与太平洋南美型密切相关.研究了南极涛动异常对冬春季北半球大气环流及亚洲北部气温的影响,结果表明,南极涛动加强,能够引起北半球高纬环流异常和欧亚西风加强,以及亚洲北部地表气温和850hPa气温显著增温.数值模拟支持了已有的诊断结果,也证实了冬春季节南极涛动异常下两半球高纬间的经向遥相关存在.

关键词：南极涛动冬春季北半球大气环流经向遥相关数值试验

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全球变暖背景下东亚气候变化的最新情景预测

地球物理学报 2004年第4期47卷 590-596页

作者：姜大膀王会军郎咸梅中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

在最新的SRESA2和B2温室气体排放情景下 ,利用国际上 7个气候模式针对未来全球变暖的数值模拟结果 ,本文着重分析了东亚区域气候 2 1世纪的变化趋势 .研究揭示 :中国大陆年均表面气温升高过程与全球同步 ,但增幅在东北、西部和华中地区... 详细信息

在最新的SRESA2和B2温室气体排放情景下 ,利用国际上 7个气候模式针对未来全球变暖的数值模拟结果 ,本文着重分析了东亚区域气候 2 1世纪的变化趋势 .研究揭示 :中国大陆年均表面气温升高过程与全球同步 ,但增幅在东北、西部和华中地区较大 ,且表现出明显的年际变化 ;全球年均表面气温增幅纬向上大体呈带状分布 ,两极地区最为明显 ,并在北极地区达到最大 ;此外 ,2 1世纪后半段北半球高纬度地区的年平均强升温幅度主要来自于冬季增温 .在 2 1世纪前 5 0年 ,温室气体含量的增加除在一定程度上会增加青藏高原大部分夏季降水量外 ,不会对中国大陆其余地区的年、季节平均降水量产生较大影响 ;

关键词：温室气体全球变暖东亚气候

SRES A2情景下中国气候未来变化的多模式集合预测结果

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地球物理学报 2004年第5期47卷 776-784页

作者：姜大膀王会军郎咸梅中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

采用政府间气候变化委员会资料中心的模式预测结果 ,本文分析了SRESA2温室气体和气溶胶排放情景下中国大陆 2 1世纪前 30年的 10年际气候变化趋势 .研究揭示 :大陆冬季和夏季表面温度、表面最高温度和最低温度分别升高 0 .3～ 2 .3℃、0... 详细信息

采用政府间气候变化委员会资料中心的模式预测结果 ,本文分析了SRESA2温室气体和气溶胶排放情景下中国大陆 2 1世纪前 30年的 10年际气候变化趋势 .研究揭示 :大陆冬季和夏季表面温度、表面最高温度和最低温度分别升高 0 .3～ 2 .3℃、0 .1～ 2 .0℃、0 .5～ 2 .7℃ ,增幅大体上呈现东西向带状分布 ,由南至北升温逐渐加强 ,且增幅随时间加大 .此外 ,上述三气候要素冬季升温幅度要大于同期夏季、表面最低温度升幅要强于同期表面最高温度 ,冬季和夏季表面温度的季节内变化范围减小 .冬季东亚地区海平面气压异常幅度在 - 1.0hPa至 0 .4hPa之间变化 ,呈东西向带状分布 ,表现为南正北负、随时间推进异常幅度有所加大 ,正负交界面向南扩展 ;同时 ,东北、华北和西部海平面气压负异常较大 .夏季海平面气压异常空间分布与冬季相似 .2 0 0 1～ 2 0 30年 ,青藏高原大部、大陆东南部和河套大部分地区降水量增加 0 .1～ 0 .8mm/d .

关键词：气候变化气候预测 SRESA2情景温度海平面气压降水