检索结果-南通市图书馆

基于多种动力-统计方法的中国夏季降水集成预测研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地球物理学报 2024年第3期67卷 982-996页

作者：杨子寒托雅杨杰吴银忠龚志强封国林苏州科技大学物理科学与技术学院苏州215009 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 江苏省气象局江苏省气候中心南京210009 国家气候中心气候研究开放实验室北京100081

中国夏季降水预报对中国社会和经济发展具有重要意义,但由于气候系统的不确定性,中国夏季降水预报在当前气象研究中仍然是一个具有挑战性的问题.本文在分析7种动力-统计预报方法对我国夏季降水预报效果的基础上,提出了动态加权集成预报... 详细信息

中国夏季降水预报对中国社会和经济发展具有重要意义,但由于气候系统的不确定性,中国夏季降水预报在当前气象研究中仍然是一个具有挑战性的问题.本文在分析7种动力-统计预报方法对我国夏季降水预报效果的基础上,提出了动态加权集成预报方法.通过比较动态加权集成预报方法与模式系统误差订正、单个动力-统计方法和等权重集成预报的空间距平相关系数(ACC)和预报评分(PS)值,发现动态加权集成预报较系统误差订正、单个动力-统计方法和等权重集成均有更好的预报效果.主要表现为:(1)动态加权集成预报方法2011—2020年夏季降水预报的ACC均值为0.05~0.10,较系统误差订正(-0.08)提高了0.13~0.18,较等权重集成提高了0.02~0.04,且优于绝大多数单个动力-统计预报方法的结果.(2)动态加权集成预报PS均值达到69.3~70.7,明显优于等权重集成预报的67.8~68.5和多数单方案动力-统计预报结果.(3)2021年独立样本检验中,动态加权集成预报中国夏季降水ACC值最高为0.21,明显优于等权重集成预报的最高值0.14,且PS评分值均高于70分.因此,动态加权集成预报可以在单个动力-统计方案预报的基础上,进一步提高中国夏季降水预报的准确率,改进预报技巧稳定性,具有较好的潜在应用价值.

关键词：降水误差订正动力-统计预测集成预测

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

土壤冻融过程中的水热参数化方案研究进展

高原气象 2024年

作者：侯雅李伟平左金清中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室中国气象局地球系统数值预报中心中国气象局气候预测研究重点开放实验室/国家气候中心

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分，其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程，并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此，研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有... 详细信息

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分，其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程，并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此，研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要的科学意义。本文回顾了土壤中的砾石、有机质对土壤冻融过程的影响及物理机制，总结了土壤冻融过程中水热参数化的相关研究成果，包括土壤导热率和水力学参数的计算、水热耦合方案以及冻融锋面计算方案等。相对于普通的矿物质土粒而言，砾石具有高导热率和低热容，有机质具有低导热率和高热容，他们对热量在土壤中的传输及土壤温度垂直分布有不同的影响。另外，砾石和有机质的存在改变了土壤孔隙度、土壤基质毛细作用与吸附作用，进而影响水分在土壤中的传输过程和垂直分布。已有研究表明：（1）当前大部分数值模式中土壤导热率采用Johansen方案及其派生方案进行计算，其中Balland-Arp方案考虑了砾石和有机质对土壤导热率的影响，该方案更好地刻画了土壤冻融过程中土壤导热率变化的连续性；综合考虑热-水-变形相互作用的导热率参数化方案可以较好地刻画土壤冻融过程中的水热耦合和土体冻胀的作用，对相变过程中土壤导热率变化特征的模拟更符合实际观测。（2）过冷水参数化方案刻画了土壤液态水在0℃以下存在的事实；相变温度方案描述了土壤相变温度低于0℃且不固定的事实；导水阻抗方案考虑了土壤冻结对土壤水分下渗的阻抗作用，改善了对冻土区水文过程的模拟效果。（3）土壤冻融过程伴随着水分的相变和能量的转化，水热耦合方案的发展能够较好地刻画土壤中热力-水文过程的协同变化特征，细化了对冻融过程中水分和能量相互作用的复杂物理机制的描述。（4）等温框架的数值模式通过模拟每层土壤中间深度的冻融过程代表该模式分层的整体特征，导致对冻融深度的严重高估或低估，尤其是对厚度较大的模式深层土壤，冻融锋面计算方案的提出和应用减小了这种模拟偏差。目前土壤冻融参数化方案的不足之处包括：绝大多数数值模式没有考虑土壤盐分导致土壤水的冰点降低这一事实；虽然大部分数值模式考虑了土壤有机质对土壤水、热传输的影响，但是模式中对土壤有机质含量及垂直分布的考虑与植被根系的生长状态脱节；模式模拟的土壤深度不足并且下边界通量为零的假定不符合实际情况。发展土壤溶质传输参数化方案以模拟盐分的分布、刻画植被根系生长过程和土壤有机质的分布特征、考虑深层土壤对浅层的热力学影响并完善数值模式中的下边界条件，这些是未来陆面模式改进土壤冻融过程模拟的可能方向。

关键词：土壤冻融过程参数化方案土壤导热率土壤水文参数冻融锋水热耦合

GRIST模式全球0.125度基线配置的中期降水预报性能分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

大气科学 2024年第5期48卷 1916-1936页

作者：王一鸣李晓涵张祎原韦华周逸辉李建航天宏图信息技术股份有限公司2035未来实验室北京100195 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学北京研究院北京100094 中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用重点实验室北京100029

利用国内自主研发的全球—区域一体化预测系统(GRIST)0.125度天气预报模式配置开展了中期天气预报试验,通过与ERA5再分析数据、卫星观测数据(Global Precipitation Measurement,GPM)和成熟的业务全球数值天气预报模式结果进行比较评估... 详细信息

利用国内自主研发的全球—区域一体化预测系统(GRIST)0.125度天气预报模式配置开展了中期天气预报试验,通过与ERA5再分析数据、卫星观测数据(Global Precipitation Measurement,GPM)和成熟的业务全球数值天气预报模式结果进行比较评估了该系统基线配置下的降水预报性能,并探索了模式对不同动力配置的敏感性。结果表明,冷启动下的GRIST模式能较好地模拟全球500 hPa环流场,其对500 hPa位势高度异常相关系数(ACC500)的预报性能和美国国家环境预测中心(NCEP)的全球预报系统(GFS)较为接近。降水方面,GRIST能够再现和观测一致的全球平均降水的空间分布。随着积分时间增加,模式在赤道辐合带和青藏高原南坡附近相比于NCEP-GFS出现了稍高的系统性降水湿偏差。基于降水强度和频次的分析表明,这种湿偏差很可能源于GRIST模式对这些区域降水频次的高估。针对全球6个降水关键区,考察了模式的强度—频次谱结构和日变化特征。GRIST对“较强降水”强度—频次结构的模拟能力优于NCEP-GFS,且对降水日循环的总体模拟较好,但部分地区存在对降水峰值的略微高估和提前。GRIST静力和非静力动力内核在0.125度分辨率的降水预报统计特征具有较高一致性。垂直60层较30层在环流和降水的模拟上均有一定增益效果。

关键词：数值模式中期预报降水评估

CMIP6模式对欧亚大陆冬季雪水当量的模拟能力评估及未来预估

维普期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

气候与环境研究 2024年第1期29卷 75-89页

作者：陈红史学丽中国科学院大气物理研究所北京100029 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室北京100081

基于第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的模式模拟数据和欧洲宇航局GlobSnow卫星遥感雪水当量(Snow Water Equivalent,SWE)资料,评估了CMIP6耦合模式对1981~2014年欧亚大陆冬季SWE的模拟能力,并应用多模式集合平均结果预估了21世纪欧亚大陆... 详细信息

基于第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的模式模拟数据和欧洲宇航局GlobSnow卫星遥感雪水当量(Snow Water Equivalent,SWE)资料,评估了CMIP6耦合模式对1981~2014年欧亚大陆冬季SWE的模拟能力,并应用多模式集合平均结果预估了21世纪欧亚大陆SWE的变化情况。结果表明,CMIP6耦合模式对冬季欧亚大陆中高纬度SWE空间分布具有较好的再现能力,能模拟出欧亚大陆中高纬度SWE的主要分布特征;耦合模式对SWE变化趋势及经验正交函数主要模态特征的模拟能力存在较大差异,但多模式集合能提高模式对SWE变化趋势和主要时空变化特征的模拟能力;此外,多模式集合结果对欧亚大陆冬季SWE与降水、气温的关系也有较好的再现能力。预估结果表明,21世纪欧亚大陆东北大部分地区的SWE均要高于基准期(1995~2014年),而90°E以西的欧洲大陆SWE基本上呈现减少的特征;21世纪早期,4种不同排放情景下积雪变化的差异不大,但21世纪后期积雪变化的幅度差异较大,而且排放越高积雪变化的幅度越大,模式不确定性也越大;进一步的分析表明,欧亚大陆冬季未来积雪变化特征的空间分布与全球变化背景下局地气温、降水的变化密切相关,高温高湿的条件有利于欧亚大陆东北部积雪的增多。

关键词：欧亚大陆雪水当量 CMIP6 模式冬季模拟预估

一种基于实测的时谐Maxwell方程离散系统预条件算法自适应策略

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

计算物理 2024年

作者：邓蕴桐胡少亮徐小文中国工程物理研究院研究生院北京应用物理与计算数学研究所中物院高性能数值模拟软件中心

针对系统级封装应用时谐Maxwell方程离散系统求解中单一算法无法对所有算例取得最优性能、以及给定算例难以确定最优算法的问题，提出一种基于实测的预条件算法自适应策略。首先，结合当前该类应用普遍采用的加性Schwarz区域分解算法（... 详细信息

针对系统级封装应用时谐Maxwell方程离散系统求解中单一算法无法对所有算例取得最优性能、以及给定算例难以确定最优算法的问题，提出一种基于实测的预条件算法自适应策略。首先，结合当前该类应用普遍采用的加性Schwarz区域分解算法（ASM）和辅助子空间Maxwell算法（AMS），提出一种组合预条件算法，扩充了当前该类系统的可行算法空间。在此基础上，针对可行算法空间，在每个算例求解之前，基于对每个算法的实际测试，选择其中最优的算法用于迭代过程的求解。来自三个实际模型共6个典型算例的数值实验表明，该自适应策略可以取得接近现有算法空间中最优算法的性能，相对于算法空间的任意单一算法，其整体求解效率最高，具有较大的实用性和应用潜力。

关键词：时谐Maxwell方程预条件算法自适应策略辅助子空间算法区域分解

淮河流域暖季极端高温干旱复合事件的演变特征及其与气候和植被的关系

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

生态学报 2024年第13期44卷 5596-5608页

作者：姚昊昕李清泉赵亮吴星麒沈新勇段春锋李畅南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 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 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学大气环境中心教育部气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室安徽省气象科学研究所合肥230031

使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了CDHEs与气候和植被的关系。结果表明:... 详细信息

使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了CDHEs与气候和植被的关系。结果表明:(1)CDHEs的发生日数在年代际尺度上呈现明显的增加趋势,并且范围扩大,频发区逐渐向淮河流域中西部移动;(2)在年际尺度上,CDHEs随时间序列呈显著的波动上升趋势,空间分布上以西北部为中心向四周递减。连续CDHEs事件呈年际变化,最大2至4天的连续事件存在波动,2019年达到高峰,并且在流域内零散或成片出现;(3)在月际尺度上,CDHEs的发生日数在6月最多,其次是5月、7月、9月和8月。淮河流域入汛前的旱情和入汛后的旱涝急转都容易导致CDHEs发生,而且随着月际变化向南移动;(4)CDHEs对水热条件和大气环流具有特别的敏感性。在850hPa反气旋和500hPa显著高压异常的控制下,高温、低湿、高蒸发和降水少的气候背景有利于淮河地区CDHEs的形成,尤其是在淮河中西部地区。因此,CDHEs的发生与气候变化密切相关;(5)CDHEs与植被生长也存在显著关系。CDHEs与GPP呈显著的负相关,而与NDVI呈显著的正相关,显著地区的土地类型以耕地和城乡、工矿、居民用地为主。GPP和NDVI的不同步可能是因为多种因素的非线性相互作用,而不仅仅是单一因素的影响。此外,对于GPP和NDVI来说,土壤含水量至关重要。总之,本文对淮河流域CDHEs的时空分布特征进行了深入研究,并探讨了其与气候和植被的关系。研究结果可以为该地区的气象灾害防御和生态环境保护提供科学依据和参考。

关键词：淮河流域极端高温干旱复合事件气候变化时空分布特征植被

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

川滇主要地震空区危险性的研究现状及思考

中国科学:地球科学 2024年第11期54卷 3375-3402页

作者：郑勇郭汝梦刘德川地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北省多尺度成像重点实验室华中科技大学精密重力测量研究设施中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北省珞珈实验室

川滇地区的鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带上存在多个地震空区,包括鲜水河断裂带上的道孚-石棉空区、安宁河-则木河空区、小江断裂带的部分空区以及汶川-芦山地震间的大邑空区等.其中道孚-石棉段空区和大邑空区的地震危险性受到高度关... 详细信息

川滇地区的鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带上存在多个地震空区,包括鲜水河断裂带上的道孚-石棉空区、安宁河-则木河空区、小江断裂带的部分空区以及汶川-芦山地震间的大邑空区等.其中道孚-石棉段空区和大邑空区的地震危险性受到高度关注,并存在较大争议.本文对国内外研究者近些年来在这些地区开展的地球物理观测,以及在发震构造、地震活动性、断层闭锁、应力场和地震触发等方面的研究进行了综述,并对目前的争议性观点进行了分析.综合已有的研究,我们认为目前道孚-石棉段空区沿断层走向的运动状态可能存在明显差异,但是由于数据和模型的制约,该区域的发震潜力还没有得到统一性的认识;而大邑地震空区则存在着较大的地震危险性.同时,本文对目前在川滇地区主要地震空区存在的科学问题进行了剖析,对未来在该区域的地震危险性研究进行了展望,提出了结合密集台阵和分布式光纤技术、人工智能和大数据技术、多地球物理场联合反演技术,以及数值模拟技术进行地震空区危险性综合分析的研究思路.

关键词：川滇地区地震空区危险性现状思考

同方期刊数据库

溯源于空间低温绝对辐射计的太阳反射谱段基准载荷研究进展（特邀）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光学学报 2024年第18期 108-121页

作者：叶新方伟胡秀清张亚超衣小龙李博徐楠全加孙德王玲唐洪钊桂利佳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间光学研究一部中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所中国科学院理化技术研究所中国科学院空间功热转换技术重点实验室长春工业大学化学工程学院自然资源部国土卫星遥感应用中心上海卫星工程研究所热控工程技术研究室

为有效检测全球气候变化信号，准确预测气候变化，太阳反射谱段的空间遥感数据必须长期保持在0.3%的不确定度水平。然而，受遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限限制，太阳反射谱段的辐射定标停留在2%的不确定度水平，难... 详细信息

为有效检测全球气候变化信号，准确预测气候变化，太阳反射谱段的空间遥感数据必须长期保持在0.3%的不确定度水平。然而，受遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限限制，太阳反射谱段的辐射定标停留在2%的不确定度水平，难以完全满足气候研究需求。为解决这一难题，中国、欧洲国家和美国同期提出发展溯源于低温绝对辐射计的太阳反射谱段基准载荷，分别搭载于各自的空间辐射基准卫星（LIBRA、TRUTHS和CLARREO），以提升太阳反射谱段遥感数据测量精度。本文重点介绍了太阳反射谱段基准载荷的研究进展。首先，介绍了中国、欧洲国家和美国的空间辐射基准载荷的发展思路和现状，对比了TRUTHS、CLARREO和LIBRA计划的太阳反射谱段基准载荷设计方案的优劣；然后，详细介绍了中国科学院长春光学精密机械与物理研究所在太阳反射谱段基准载荷研究方面取得的重要进展；最后，对太阳反射谱段基准载荷的研究进展进行讨论与展望。

关键词：空间低温绝对辐射计太阳反射谱段成像光谱仪辐射定标基准载荷

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米空间受限气体动理学建模与输运机理

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第2期54卷 2-22页

作者：单保超王润曦张勇豪郭照立爱丁堡大学工程学院英国爱丁堡EH93FB 四川大学新能源与低碳技术研究院成都610065 中国科学院力学研究所流体力学交叉研究中心北京100190 华中科技大学数学与应用学科交叉创新研究院武汉430074 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

气体动理论是根据气体分子微观运动规律研究其宏观物理行为的理论,在航空航天、微机电系统、能源化工等领域有广泛应用.Boltzmann方程没有考虑分子自身体积并忽略除碰撞以外的其他分子间作用力,只适用于稀疏理想气体.本文从Boltzmann方... 详细信息

气体动理论是根据气体分子微观运动规律研究其宏观物理行为的理论,在航空航天、微机电系统、能源化工等领域有广泛应用.Boltzmann方程没有考虑分子自身体积并忽略除碰撞以外的其他分子间作用力,只适用于稀疏理想气体.本文从Boltzmann方程出发,层层递进,依次介绍稠密气体、真实气体以及纳米空间受限气体的动理学理论和建模方法及相关边界条件.相比于其他模型,纳米空间受限气体动理学模型能够准确描述分子间相互作用,在非平衡效应、高压真实气体效应以及空间受限效应可忽略时能够恢复至连续流体力学理论,是连接微观-介观-宏观等不同尺度的有效理论方法.结合数值模拟结果,本文着重介绍纳米空间受限气体输运中涉及的滑移现象和高压真实气体效应,并就纳米孔内页岩气输运机理进行分析.最后,探讨纳米空间受限气体动理学建模方面的局限性以及可能的发展方向.

关键词：气体动理学 Boltzmann方程稠密气体平均场空间受限气体