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南京市北郊夏季挥发性有机物的源解析

环境科学 2013年第12期34卷 4519-4528页

作者：杨辉朱彬高晋徽李用宇夏丽南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044

2012年8月利用在线气相色谱仪对南京市北郊大气环境中的挥发性有机物(VOCs)进行连续监测,分析VOCs时间变化规律,并利用PMF(positive matrix factorization)受体模型和CPF(conditional probability function)方法对其来源进行解析.结果表... 详细信息

2012年8月利用在线气相色谱仪对南京市北郊大气环境中的挥发性有机物(VOCs)进行连续监测,分析VOCs时间变化规律,并利用PMF(positive matrix factorization)受体模型和CPF(conditional probability function)方法对其来源进行解析.结果表明,南京市北郊夏季VOCs日变化呈双峰分布,小时平均体积分数为(33.84±27.77)×10-9,夜间高于昼间.其中含量最高的是烷烃,其次是烯烃和芳烃,分别占到总挥发性有机物(TVOCs)的49.3%、24.4%和18.5%,乙炔占7.8%.南京市北郊夏季VOCs主要来源有5个,分别是交通尾气、燃料挥发、工业排放、有机溶剂挥发和植物排放源,各自对TVOCs贡献为33.1%、25.8%、23.2%、8.1%和9.7%.烷烃主要来源于汽车尾气排放、工业排放和燃料挥发,贡献百分比分别为23.7%、35.3%和31.3%;烯烃主要来源于燃料挥发、工业排放和汽车尾气排放,分别占41.1%、18.4%和24.3%;对芳烃贡献最大的为汽车尾气排放,占到49.2%,其次是有机溶剂挥发排放占30.8%.

关键词：挥发性有机物变化特征 PMF受体模型条件概率函数源解析

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南京北郊大气VOCs体积分数变化特征

环境科学 2013年第12期34卷 4504-4512页

作者：安俊琳朱彬李用宇南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044

利用2011—03—01～2012—02—29南京北郊大气VOCs观测资料，对大气VOCs体积分数的时间序列变化特征、光化学活性差异和来源特征进行了研究．结果表明，VOCs体积分数平均为43．52x10，并呈现夏季高，冬季低的季节变化．VOCs体积分数呈... 详细信息

利用2011—03—01～2012—02—29南京北郊大气VOCs观测资料，对大气VOCs体积分数的时间序列变化特征、光化学活性差异和来源特征进行了研究．结果表明，VOCs体积分数平均为43．52x10，并呈现夏季高，冬季低的季节变化．VOCs体积分数呈现夜问高，白天低的日变化特征．VOCs体积分数夜间呈现夏季〉秋季〉春季〉冬季，白天呈现冬季〉夏季〉春季〉秋季．VOCs13变化幅度秋季最大，冬季最小．烷烃和烯烃13变化幅度最大值出现在秋季，芳香烃和炔烃日变幅最大值出现在春季．采用丙烯等量体积分数方法表示，VOCs物种中烯烃含量最高，芳香烃次之，烷烃最小。T／B、E／B和X／B比值平均值分别是1．23、0．95和0．81，反映出影响观测点的气团呈现一定老化程度．以3-甲基戊烷作为机动车排放典型示踪物，估算得到乙烯、甲苯和间，对一二甲苯分别有85％、71％和82％来自非机动车源．

关键词：挥发性有机物光化学反应活性 OH反应活性臭氧生成潜势来源特征

针对WRF模式中行星边界层参数化过程倾向项的扰动方法

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大气科学学报 2021年第2期44卷 240-251页

作者：武天杰闵锦忠南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案... 详细信息

针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案及针对WRF模式总倾向的随机物理过程扰动(SPPT)方案对2014年7月进行对比实验,发现使用较大格点方差的SPPBLPT方案能有效降低地面温度与风场的误差,也能降低降水的预报误差,而其他方案对预报改善不明显。针对地面温度和风场的BS评分显示,SPPBLPT方案通过降低可靠性评分(提高可靠性),显著改善了集合预报对温度与风场的可能性预报,同时该方案能显著提高降水的GSS评分,在所有实验中,较大格点方差的SPPBLPT方案表现最好。针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT)能显著提升集合预报系统性能,但是该方案的扰动参数的设置还需要进一步研究。

关键词：行星边界层随机物理过程扰动集合预报 WRF模式

南大西洋副热带偶极子的统计特征及其与ENSO的关系

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大气科学学报 2024年

作者：王晓红官元红王曰朋吴香华李兴钰南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京信息工程大学江苏省应用数学中心南京信息工程大学数学与统计学院

利用逐月HadleyCenter海表面温度、NCEP/NCAR海表面风场、海平面气压等资料探讨了南大西洋副热带海表面温度的特征及其与ENSO（ElNi?o-SouthernOscillation，ENSO）之间的关系。结果表明：1）在北半球冬季，南大西洋副热带海表面温度异... 详细信息

利用逐月HadleyCenter海表面温度、NCEP/NCAR海表面风场、海平面气压等资料探讨了南大西洋副热带海表面温度的特征及其与ENSO（ElNi?o-SouthernOscillation，ENSO）之间的关系。结果表明：1）在北半球冬季，南大西洋副热带海表面温度异常（SeaSurfaceTemperatureAnomaly，SSTA）的 EOF（Empirical Orthogonal Function）分析第一模态（解释方差为27.82%）呈现东北-西南的反位相分布，即南大西洋副热带偶极子（South Atlantic Subtropical Dipole，SASD），其形成主要是由于南大西洋副热带高压变化引起了表面风的变化，表面风的变化引发了潜热通量东北-西南异常反位相分布，从而导致了海温的变化。2）SASD存在明显的季节锁相特征：在9～11月（SON）SASD模态开始发生发展，12～2月（次年）（DJF）成熟达到峰值，3～5月（次年）（MAM）减弱。3）在1960-2022年这段时间内，SASD主要以4-6a的时间尺度发生周期变化。4）SASD与ENSO之间存在较强的相关关系，两者的相关系数达0.55，其中正、负SASD分别与厄尔尼诺、拉尼娜事件对应相关。与El Ni?o同时发生的正SASD事件对El Ni?o的强度和范围有增强和扩大的作用，而且正SASD与El Ni?o事件同时发生会激发次年La Ni?a事件的发生，La Ni?a事件反过来又能加强下一年负SASD事件的强度。

关键词：南大西洋副热带偶极子统计特征厄尔尼诺拉尼娜

基于云依赖背景场误差协方差的雷达资料同化及对降雨预报影响研究

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气象学报 2022年第2期80卷 243-256页

作者：陈娴雅陈耀登孟德明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 南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京210023

传统变分同化方法中使用各向同性和均质的背景场误差协方差,忽略了背景场误差协方差的天气系统依赖性,而在变分框架下引入集合流依赖的背景场误差协方差还需要额外的集合预报。为在变分同化中引入更合理的背景场误差协方差,通过引入云... 详细信息

传统变分同化方法中使用各向同性和均质的背景场误差协方差,忽略了背景场误差协方差的天气系统依赖性,而在变分框架下引入集合流依赖的背景场误差协方差还需要额外的集合预报。为在变分同化中引入更合理的背景场误差协方差,通过引入云指数构建“云依赖”背景场误差协方差,提出了一种云依赖背景场误差协方差的同化方案,并应用于雷达等多源观测资料同化。基于云依赖背景场误差协方差的资料同化方案,开展了一系列单点观测试验、梅雨期批量循环同化预报试验以及降雨个例详细诊断分析。从单点观测试验看,云依赖背景场误差协方差可以实时动态地调整各格点背景场误差,使分析增量具有明显的各向异性和对云雨特征的依赖;批量循环同化与预报试验表明采用云依赖背景场误差协方差的雷达资料同化可以稳定提高降水预报能力,对大量级降水评分的改善尤为明显;对强对流暴雨过程的诊断进一步表明,云依赖背景场误差协方差的应用改进了动力、热力、水汽和水凝物场的预报。基于云依赖背景场误差协方差的同化方案,能在变分同化框架下引入更符合实时天气特征的背景场误差协方差信息,为更好地同化高分辨率雷达资料提供了基础,有效提高了降雨预报的效果。

关键词：雷达资料同化变分同化背景场误差协方差云依赖

控制大田和自然大田稻纵卷叶螟危害的水稻生理生态参数估算模型

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生态学报 2023年

作者：包云轩黄璐郭铭淇朱凤杨荣明江苏省植物保护站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/南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学

为了准确监测和客观评估稻纵卷叶螟对水稻生长发育和产量形成的危害,本文利用ASD Field Spec3地物波谱仪和SPAD-502叶绿素仪分别采集控制大田试验(2015年和2019年)和自然大田试验(2020年)在各生育期(拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)水... 详细信息

为了准确监测和客观评估稻纵卷叶螟对水稻生长发育和产量形成的危害,本文利用ASD Field Spec3地物波谱仪和SPAD-502叶绿素仪分别采集控制大田试验(2015年和2019年)和自然大田试验(2020年)在各生育期(拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)水稻的冠层高光谱数据和SPAD值,调查采集样点的虫量和水稻卷叶率,对比分析两种试验中稻纵卷叶螟的虫害发生特征、水稻冠层光谱特征和水稻生理生态参数特征,建立基于高光谱参数的水稻受稻纵卷叶螟危害的生理生态参数估算模型。结果表明,(1)两种试验的水稻SPAD值和冠层的红边至近红外波段的反射率均随着稻纵卷叶螟虫害程度的加重而降低,而可见光波段的反射率则相反;(2)自然大田试验的SPAD值和红光至近红外波段的冠层反射率在水稻生长发育前期要显著低于控制大田试验,而到了后期则反而要略高于控制大田试验;(3)综合分析筛选出自然大田试验和控制大田试验中的多个虫害特征参数和植被指数分别构建出了SPAD的单因子和多因子估算模型,各模型均达到了较好的估算效果,在单因子模型中EVI的二项式函数模拟效果最好,而多因子线性回归估测模型的模拟效果优于所有的单因子模型;(4)通过2021年对这些模型的应用检验发现:这些模型中基于虫量、卷叶率、OSAVI、EVI和DVI的单因子估算模型的SPAD估算值与实测值拟合度很高,其Rv2均超过了0.8,达到了比较理想的估算效果,这为稻纵卷叶螟危害下的水稻SPAD值估测提供了一种精度较高且可行的估算方法。

关键词：稻纵卷叶螟冠层高光谱特征生理生态参数植被指数估算模型

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3种再分析资料在太阳能资源评估中的适用性

太阳能学报 2022年第8期43卷 164-173页

作者：王传辉申彦波姚锦烽周顺武安徽省公共气象服务中心合肥230031 中国气象局公共气象服务中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044

基于1979—2019年中国53站逐月水平面总辐射(GHI)观测资料,采用REOF方法将中国GHI划分为北方地区、西南地区、长江中下游地区和东南地区4个区域,从太阳能资源的角度,对比NCEP/DOE、JRA55和ERA5大气再分析GHI资料与地面观测资料差异。结... 详细信息

基于1979—2019年中国53站逐月水平面总辐射(GHI)观测资料,采用REOF方法将中国GHI划分为北方地区、西南地区、长江中下游地区和东南地区4个区域,从太阳能资源的角度,对比NCEP/DOE、JRA55和ERA5大气再分析GHI资料与地面观测资料差异。结果表明:3种大气再分析GHI资料整体较地面观测偏大,均方根偏差和相对偏差最大的区域均位于30°N附近,年际变化一致性均为东南部优于西北部;ERA5数据在均方根偏差、相对偏差、年际变化规律以及空间分辨率等方面均优于NCEP/DOE和JRA55;1979—2019年期间,3种大气再分析资料与地面观测数据的差异呈减小趋势,其中JRA55和ERA5资料在各区域与观测之间的偏差减小趋势显著;太阳能资源稳定度方面,3种大气再分析资料在北方地区与观测接近,南方地区JRA55以偏高为主,NCEP/DOE和ERA5以偏低为主。

关键词：太阳能资源评估中国适用性大气再分析资料

不同辐射强迫对暖干复合事件强度长期趋势信号检测的影响

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气象科学 2023年第4期43卷 451-459页

作者：潘容筠李伟江志红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 南京信息工程大学长望学院南京210044

本文基于Copula联合概率建立表征暖干复合事件强度的指数,基于单个辐射强迫的地球系统模式大样本模拟试验的结果,使用4种场显著性检验的方法分析了不同辐射强迫下中国区域整体暖干事件强度长期趋势信号的可检测性。结果表明,4种方法得... 详细信息

本文基于Copula联合概率建立表征暖干复合事件强度的指数,基于单个辐射强迫的地球系统模式大样本模拟试验的结果,使用4种场显著性检验的方法分析了不同辐射强迫下中国区域整体暖干事件强度长期趋势信号的可检测性。结果表明,4种方法得到的结论较为一致,均表明全强迫(自然外强迫和人为外强迫)下中国大部分区域复合事件的强度显著增强,不同集合成员之间的趋势较为一致,表明长期趋势主要受外强迫而非气候系统内部变率影响,其长期趋势的外强迫信号大约出现在2005年。在单个温室气体强迫的模拟试验下,复合事件强度的长期趋势更为明显,主要体现在强度更强并且长期趋势中外强迫信号出现的时间更早(约2000年)。但是在单个气溶胶强迫下,尚检测不到暖干事件强度长期趋势的外强迫信号。进一步分析表明,温度变化是暖干事件强度长期趋势变化的主要贡献因素。温室气体强迫下温度的贡献更大,尤其是在我国西部地区。

关键词：暖干复合事件场显著性检验长期趋势的外强迫信号

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影响南京地区的两次典型空气污染过程分析

环境科学 2012年第10期33卷 3647-3655页

作者：王飞朱彬康汉清高晋徽王瑛江琪南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044

2009年10月下旬与11月上旬,南京及其周边地区接连经历了两次严重的空气污染过程.第一次污染过程表现为持续性灰霾天气,第二次污染过程主要受秸秆焚烧和区域输送的混合影响.利用地面污染监测数据、气象要素观测资料、卫星遥感火点资料结... 详细信息

2009年10月下旬与11月上旬,南京及其周边地区接连经历了两次严重的空气污染过程.第一次污染过程表现为持续性灰霾天气,第二次污染过程主要受秸秆焚烧和区域输送的混合影响.利用地面污染监测数据、气象要素观测资料、卫星遥感火点资料结合后向轨迹模式,采用聚类分析的方法讨论了局地源及区域输送对两次污染过程的影响.结果表明,两次污染过程积聚模态气溶胶数浓度较高,与该地区之前观测结果比较气溶胶浓度峰值向大粒径偏移.两次过程PM2.1中SO24-/NO3-的值分别为1.30和0.99.第一次污染过程受偏东、偏南方向局地排放源的影响,≤0.1μm的气溶胶粒子逐渐累积.第二次污染过程主要受东北方向短距离输送与西南方向局地排放的混合影响,尤其是来自偏南方向气溶胶数浓度较高,≥0.1μm粒子尤为明显,说明秸秆焚烧的排放源主要来自此方向.

关键词：气溶胶空气污染过程后向轨迹聚类分析南京地区