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CLM5.0对青藏高原冻融过程土壤温湿度的模拟及评估

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高原气象 2025年第1期44卷 32-45页

作者：张哲浩赖欣张戈姚思源张粟瑜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/气候与环境变化联合实验室/成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225

利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段... 详细信息

利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。

关键词：青藏高原 CLM5.0模拟冻融过程土壤温湿度

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环境介质中左旋葡聚糖记录与植被火燃烧变化研究进展

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科学通报 2022年第21期67卷 2522-2534页

作者：游超邬光剑王宁练赵华标徐超夏萃慧重庆大学环境与生态学院重庆400044 中国科学院青藏高原研究所北京100101 西北大学城市与环境学院西安710127 中国科学院青藏高原研究所阿里荒漠环境综合观测研究站阿里859700 中国科学院大气物理研究所北京100029

左旋葡聚糖主要来源于植物体纤维素在植被火燃烧发生时的高温热裂解过程,化石燃料燃烧的贡献极低,在环境研究中通常被作为示踪植被火燃烧的分子标志物.左旋葡聚糖研究在近年来备受关注,对地表环境介质中左旋葡聚糖记录及其对植被火燃烧... 详细信息

左旋葡聚糖主要来源于植物体纤维素在植被火燃烧发生时的高温热裂解过程,化石燃料燃烧的贡献极低,在环境研究中通常被作为示踪植被火燃烧的分子标志物.左旋葡聚糖研究在近年来备受关注,对地表环境介质中左旋葡聚糖记录及其对植被火燃烧变化的指示意义获得了如下主要认识:气溶胶中的左旋葡聚糖能够反映从事件至季节尺度的植被火燃烧变化,雪冰和沉积物中的左旋葡聚糖记录则能够揭示从季节至冰期-间冰期尺度的植被火燃烧变化规律.因此,左旋葡聚糖有望成为地表环境介质中指示植被火燃烧变化的可靠代用指标,但涉及其稳定性、在冰芯与沉积物中记录解析、与其他环境代用指标的对比等方面还需要进一步加强研究.

关键词：左旋葡聚糖植被火燃烧气溶胶水体雪冰沉积物

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青藏高原大气水汽稳定同位素三维观测体系

科学通报 2019年第27期64卷 2822-2829页

作者：高晶姚檀栋蔡榕张泰华何泽青牛晓伟徐柏青邬光剑中国科学院青藏高原研究所中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院藏东南高山环境综合观测研究站拉藏860100

青藏高原是南北极之外冰雪储量最大的地区,也是亚洲10条大江大河的发源地,其水循环变化会影响全球近五分之一人口的生存和发展.水汽传输是青藏高原水循环的关键过程.大气水汽稳定同位素是研究水汽传输过程和机制的新指标.本文回顾了大... 详细信息

青藏高原是南北极之外冰雪储量最大的地区,也是亚洲10条大江大河的发源地,其水循环变化会影响全球近五分之一人口的生存和发展.水汽传输是青藏高原水循环的关键过程.大气水汽稳定同位素是研究水汽传输过程和机制的新指标.本文回顾了大气水汽稳定同位素垂直剖面观测研究的发展历程和青藏高原大气水汽稳定同位素研究现状,重点介绍了自第二次青藏高原综合科学考察研究启动以来,本研究团队建成的全球最大的同类地表水汽稳定同位素观测网,及结合浮空艇技术,开展的国际前沿大气水汽稳定同位素三维传输过程观测研究新进展.今后,我们将通过多学科交叉,继续拓展高精度三维(地-空)水汽稳定同位素多尺度连续观测,并结合地球系统模型,从而全面、准确地认知全球变暖背景下的青藏高原水汽传输过程和水循环变化机制,以服务于青藏高原和周边地区的水安全战略和水资源管理.

关键词：青藏高原水汽传输大气水汽稳定同位素三维传输过程

藏北高原地区和西北干旱区地表能量季节变化特征对比分析

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太阳能学报 2007年第8期28卷 922-928页

作者：马伟强冯耀明李茂善赵逸舟孙方林宋敏红中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院青藏高原研究所北京100085

基于中日合作研究项目"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验"(CAMP/Tibet,2001～2005年)和大型野外观测试验国家重点基础研究发展规划项目中的"西北干旱区陆气相互作用试验"(DHEX,2000-2003年) 1a年的观测数据资料分析研究了干... 详细信息

基于中日合作研究项目"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验"(CAMP/Tibet,2001～2005年)和大型野外观测试验国家重点基础研究发展规划项目中的"西北干旱区陆气相互作用试验"(DHEX,2000-2003年) 1a年的观测数据资料分析研究了干旱区地表能量,即净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量。得到一些有关地表能量的新认识,最后还提出并讨论了计算地表能量通量的方法及其优缺点。

关键词：地表能量通量地面观测藏北高原地区西北干旱区

中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站

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中国科学院院刊 2023年第10期38卷 1572-1574页

作者：中国科学院青藏高原研究所中国科学院青藏高原研究所北京100101

中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(以下简称“珠峰站”)始建于2005年第4次珠峰地区科学考察期间,位于西藏自治区定日县扎西宗乡(海拔4276m),距珠峰登山大本营30km。珠峰站隶属于中国科学院青藏高原研究所,为中国科学院院级... 详细信息

中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(以下简称“珠峰站”)始建于2005年第4次珠峰地区科学考察期间,位于西藏自治区定日县扎西宗乡(海拔4276m),距珠峰登山大本营30km。珠峰站隶属于中国科学院青藏高原研究所,为中国科学院院级野外台站,是“中国高寒区地表过程与环境观测研究网络(HORN)”成员站,2021年10月获批为科学技术部国家野外科学观测研究站,国家站名为“西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站”,同时也是全国科普教育基地、中国科学探险协会示范基地、青藏高原地球科学科普教育示范基地。

关键词：中国科学院科学探险地球科学综合观测教育示范基地地表过程定日县科普

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运用相对组成探针技术研究青藏高原POPs大气传输与来源

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环境科学研究 2013年第4期26卷 350-356页

作者：龚平王小萍盛久江徐柏青中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

为探讨青藏高原大气POPs(持久性有机污染物)空间分布趋势、来源和传输特征,应用POPs相对组成探针技术对16个大气被动采样观测点的数据进行分析,将青藏高原空间尺度上的采样点聚为不同的组,以探讨污染物来源及大气传输过程.结果表明:青... 详细信息

为探讨青藏高原大气POPs(持久性有机污染物)空间分布趋势、来源和传输特征,应用POPs相对组成探针技术对16个大气被动采样观测点的数据进行分析,将青藏高原空间尺度上的采样点聚为不同的组,以探讨污染物来源及大气传输过程.结果表明:青藏高原大气中的HCB(六氯苯)主要来自于本地燃烧,其中人类活动较为频繁的城镇(波密、格尔木、玉树、拉萨、工布江达、拉孜、那曲)具有较高的HCB相对组成(25%～74%).青藏高原南缘(包括珠峰、然乌、萨嘎)以南亚正在使用的农药——HCHs(六六六)和α-Endo(硫丹)为特征(二者的相对组成之和超过了40%),凸显了南亚污染排放经长距离传输对青藏高原的影响.剔除HCB影响后,青藏高原中部、东南部河谷地区(鲁朗、拉孜、拉萨、日喀则、工布江达、昌都)及那曲、狮泉河因具有较高的o,p'-DDT相对组成而聚为一组,平均值为40%,表明这些采样点可能受到本地污染排放的影响.

关键词：持久性有机污染物青藏高原相对组成聚类分析区域尺度空间分布

扩扩色勒冰芯污化层记录的青藏高原西部过去100年来大气粉尘的变化特征

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科学通报 2016年第15期61卷 1695-1705页

作者：旦增卓嘎姚檀栋姚平德吉徐柏青赵华标朱美林中国科学院青藏高原研究所环境与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原地球科学卓越中心北京100101

冰芯粉尘记录是重建大气粉尘特征的良好指标.本文利用慕士塔格山扩扩色勒冰芯污化层重建青藏高原西部近百年来大气环境变化特征.研究发现,污化层等级和污化层厚度比率两个指标与该冰芯Ca^(2+)离子具有较好的一致性,说明其可以作为陆源... 详细信息

冰芯粉尘记录是重建大气粉尘特征的良好指标.本文利用慕士塔格山扩扩色勒冰芯污化层重建青藏高原西部近百年来大气环境变化特征.研究发现,污化层等级和污化层厚度比率两个指标与该冰芯Ca^(2+)离子具有较好的一致性,说明其可以作为陆源粉尘的良好指标,为快速获取冰芯大气环境特征提供新手段.污化层比率与中亚粉尘源区和青藏高原北缘粉尘源区的现代沙尘观测记录具有较好的一致性,说明其能够反映近期沙尘事件的变化趋势,冰芯粉尘可能来源于两个源区的共同输入.该地区沙尘天气在1900~2010年间的发生频率呈现逐渐减少的趋势,其原因可能与粉尘源区因降水增多而引起的沙尘事件减少、西风增强引起的局地降水增多,以及青藏高原地面风速减少等方面因素共同作用有关.

关键词：扩扩色勒冰芯污化层 Ca^(2+) SO_(4)^(2-) 大气粉尘

喜马拉雅山区大气与环境综合观测研究支撑青藏高原地球系统科学发展

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中国科学院院刊 2023年第10期38卷 1561-1571页

作者：马伟强马耀明谢志鹏陈学龙王宾宾韩存博李茂善仲雷孙方林王忠彦席振华刘莲马彬胡伟中国科学院青藏高原研究所、青藏高原地球系统与资源环境重点实验室北京100101 中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站日喀则858200 成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000

中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(以下简称“珠峰站”)位于珠穆朗玛峰自然保护区核心区域,围绕我国青藏高原生态保护和生态文明高地建设及经济社会可持续发展的国家战略科技需求,致力于地球“第三极”复杂地形山地大气过程... 详细信息

中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(以下简称“珠峰站”)位于珠穆朗玛峰自然保护区核心区域,围绕我国青藏高原生态保护和生态文明高地建设及经济社会可持续发展的国家战略科技需求,致力于地球“第三极”复杂地形山地大气过程和环境变化研究。珠峰站以气候变化下青藏高原地-气相互作用过程研究为主线,开展了针对地表、大气、环境、冰川、生态和地球物理等过程的长期定位监测和野外科学观测试验;构建了珠峰地区多时空、多手段、高精度、多要素一体化地-气相互作用综合观测研究平台,显著提升了青藏高原特别是珠峰地区的气象观测能力。珠峰站是喜马拉雅山区地球系统科学研究的重要基地,为深入系统地开展青藏高原地球系统科学研究提供了基础数据,同时也为认识青藏高原在全球变化中的作用和对全球变化的响应提供了支撑平台。

关键词：珠穆朗玛峰喜马拉雅山区地-气相互作用大气边界层水热通量全球变化

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珠峰地区夏季大气边界层结构初步分析

冰川冻土 2008年第4期30卷 681-687页

作者：王树舟马耀明中国科学院青藏高原研究所

利用中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站2007年7、8月的部分无线电探空资料和风温廓线仪资料,分析了珠峰地区夏季大气边界层结构.结果表明:珠峰地区夏季边界层高度日变化较大,气温日变化明显.下午和傍晚可能因为冰川风的存在... 详细信息

利用中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站2007年7、8月的部分无线电探空资料和风温廓线仪资料,分析了珠峰地区夏季大气边界层结构.结果表明:珠峰地区夏季边界层高度日变化较大,气温日变化明显.下午和傍晚可能因为冰川风的存在,多为偏南风,风力相对较大.珠峰地区风速时空变化较大,特别是下午,在上空大约1800 m到2300 m处风速多为随高度增大,再往上又减小,而且此处多为偏西风和偏东风.这可能与大尺度的大气环流有关,受地形和冰川影响相对小得多.

关键词：珠穆朗玛峰大气边界层冰川风