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夏季欧亚中高纬大气ISO与欧洲阻塞频率的联系及其对极端高温事件的协同作用

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大气科学 2024年第3期48卷 1043-1058页

作者：温昕晟杨双艳高铭祥李天明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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 广州市气象台广州511430 夏威夷大学马诺阿分校大气科学学院国际太平洋研究中心美国夏威夷968226 宁夏气象台银川750002

本文利用1979~2018年NCEP逐日再分析资料,探讨了夏季欧亚中高纬地区10~30天大气季节内振荡(ISO)的时空演变及其对欧洲阻塞频率的影响,并探讨了两者对欧亚极端高温发生频率的协同作用。研究表明,欧亚中高纬10~30天大气ISO表现出东传和西... 详细信息

本文利用1979~2018年NCEP逐日再分析资料,探讨了夏季欧亚中高纬地区10~30天大气季节内振荡(ISO)的时空演变及其对欧洲阻塞频率的影响,并探讨了两者对欧亚极端高温发生频率的协同作用。研究表明,欧亚中高纬10~30天大气ISO表现出东传和西传两种模态。东(西)传模态下,对流层西北—东南向倾斜的四极型(东西向分布的偶极型)准正压位势高度异常耦合温度异常同时向东南方向(向西)传播。位相合成表明,在两个模态下,中高纬低频Rossby波列在传播过程中能够显著影响欧洲阻塞的发生。东(西)传模态位相6~7(5~6)期间,欧洲阻塞发生最频繁。在东(西)传模态位相6~7(5~6)期间,欧洲西部、东欧平原、乌拉尔山以及我国东北平原(欧洲和乌拉尔山)地区分别受准正压的+-+-(+-)高度异常控制。有阻塞发生时,东传模态下,欧洲西部的正高度异常强度明显增强,乌拉尔山地区,东欧平原以及我国东北平原地区的高度异常强度均有所减弱。同时,欧洲以南出现负的高度异常;西传模态下,偶极型高度异常强度均增强,欧洲以南和我国东北平原分别出现负的和正的高度异常。可见,在两个模态阻塞频发位相下,阻塞的发生增加了欧洲和我国东北地区极端高温事件的发生频率,降低了欧洲以南和乌拉尔山地区极端高温事件的发生频率。因此,欧洲阻塞活动显著调控了欧亚中高纬地区大气ISO两个传播模态对极端高温事件的影响。

关键词：欧亚中高纬季节内振荡欧洲阻塞极端高温

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创造性探究:课堂组织与技术支持

开放教育研究 2022年第3期28卷 4-17页

作者：陶丹张建伟北京师范大学未来教育高精尖中心北京100875 纽约州立大学奥尔巴尼分校教育学院美国奥尔巴尼12222

创新人才培养需要更加开放和动态的学习环境。尽管探究式教学为教育创新提供了一种潜在方式,但课堂实践常将探究过程简单化为任务流程,不利于学生主体性和创造性的发挥。为了实现从流程化探究到创造性探究的转变,本文首先总结了创造性... 详细信息

创新人才培养需要更加开放和动态的学习环境。尽管探究式教学为教育创新提供了一种潜在方式,但课堂实践常将探究过程简单化为任务流程,不利于学生主体性和创造性的发挥。为了实现从流程化探究到创造性探究的转变,本文首先总结了创造性探究的核心特征,分析了教育情境中实施这种探究面临的挑战,提出了一种创造性探究的课堂组织方式——集体探究结构反思生成。然后,基于上述理念设计了集体思维脉络图谱系统ITM,并在小学科学课堂中开展了大量基于设计的研究。文章最后系统分析了如何使用集体探究结构反思生成的方法和ITM在课堂中组织动态创造性探究,探讨了这种方法对于我国开展课程和教学改革以及教育技术设计的启示。

关键词：创造性探究认知能动性知识建构反思生成思维脉络图谱

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大西洋多年代际变化的研究进展

地球科学进展 2022年第9期37卷 963-978页

作者：秦旻华戴爱国张人禾复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 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 纽约州立大学奥尔巴尼分校大气与环境科学系纽约奥尔巴尼12222

大西洋多年代际变化或称大西洋多年代际变率,是指发生在北大西洋区域海表温度周期性冷暖的变化,其周期为60~80年。虽然大西洋多年代际变化对全球和区域气候的影响十分显著,但是目前有关大西洋多年代际变化的形成机制一直是科学界关注的... 详细信息

大西洋多年代际变化或称大西洋多年代际变率,是指发生在北大西洋区域海表温度周期性冷暖的变化,其周期为60~80年。虽然大西洋多年代际变化对全球和区域气候的影响十分显著,但是目前有关大西洋多年代际变化的形成机制一直是科学界关注的焦点,包括海洋内部动力过程、大气随机扰动以及人为和自然强迫均被证实会对大西洋多年代际变化有重要贡献。因此,更加全面地认识大西洋多年代际变化,对于理解全球气候变化的原因以及年代际气候预测都有重要的科学意义。研究回顾了有关大西洋多年代际变化的定义和主要特征、形成机制和原因,以及对全球和区域气候的影响等;然后讨论了大西洋多年代际变化的相关研究要点和存在问题。

关键词：大西洋多年代际变化年代际变化北大西洋海温外强迫内部变率

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从赫布定律到深度学习理论的发展

学术研究 2023年第4期 23-31,177页

作者：燕燕淮北师范大学教育学院安徽淮北235065 美国纽约州立大学石溪分校“现象学研究中心” 11794-3391

神经生理学家赫布(Donald Hebb)假设学习的发生建立在突触的可塑性之上,构建了学习的突触原理的模型。突触学习的还原论在揭示大脑与行为关系的实证研究中既被推进也被反驳,并在不同的发展路径中促进了神经科学、生物学、脑科学、生理... 详细信息

神经生理学家赫布(Donald Hebb)假设学习的发生建立在突触的可塑性之上,构建了学习的突触原理的模型。突触学习的还原论在揭示大脑与行为关系的实证研究中既被推进也被反驳,并在不同的发展路径中促进了神经科学、生物学、脑科学、生理学、心理学等多领域的交叉合作,从而演化出神经动力的拓扑结构的学习理论。也是基于赫布的突触学习原理,深度学习概念被提出。深度学习理论从突触的联结主义模型发展到多层神经迭代的卷积模型,再至机体与环境相嵌合的Q模型,虽然表现出实证科学的优越性与力量,也凸显了深度从神经元活动样态的可测性至机体—环境的厚度交织的不可测性,但它因为局囿于实证的偏狭而未明了深度学习乃是时间性的浸身介入。

关键词：赫布突触突触学习拓扑深度学习浸身介入

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平衡态和瞬变气候对人类活动强迫的响应

大气科学学报 2011年第3期34卷 257-268页

作者：张明华美国纽约州立大学石溪分校海洋和大气科学学院美国纽约11794

海陆气耦合模式,是用来定量描述过去气候变化的成因和预报未来气候变化的唯一数学工具。由于大气反馈过程的差异,特别是云辐射反馈的差异,这些模式对外强迫的平衡态响应有相当大的差异。然而,参加政府间气候变化专门委员会(Inter-govern... 详细信息

海陆气耦合模式,是用来定量描述过去气候变化的成因和预报未来气候变化的唯一数学工具。由于大气反馈过程的差异,特别是云辐射反馈的差异,这些模式对外强迫的平衡态响应有相当大的差异。然而,参加政府间气候变化专门委员会(Inter-governmental Panel on Climate Change,IPCC)第4次评估报告(Assessment Report,AR4)的所有耦合模式,对20世纪气候的模拟结果均非常相似。本文研究了这种相似性的产生原因及启示。结果表明,若大气反馈越大,则气候对外强迫的响应时滞越长、与深海的热交换越多、模式中海洋涌升流的影响越大。这3种同样重要的物理机制共同作用,降低了瞬变气候变化对模式差异的敏感性;然而,在较长的时间尺度上,模式间大气反馈过程差异将在多个方面显现出来。

关键词：平衡态气候响应瞬变气候响应人类活动强迫大气反馈过程

东亚夏季风年代际变化——基于全球观测海表温度驱动NCAR Cam3的模拟分析

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气候与环境研究 2007年第2期12卷 211-224页

作者：曾刚孙照渤王维强林朝晖倪东鸿南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室美国纽约州立大学奥尔巴尼分校大气科学研究中心奥尔巴尼纽约州12203 中国科学院大气物理研究所国际气候和环境科学中心北京100029

利用1950-1999年逐月全球观测海表温度驱动的NCARCam^3全球大气环流模式50年模拟结果及1958-1999年ECMWF再分析资料，通过定义东亚夏季风指数，对比分析了东亚夏季风的年代际变化及其对应的大气环流特征，初步探讨了20世纪70年代末东亚... 详细信息

利用1950-1999年逐月全球观测海表温度驱动的NCARCam^3全球大气环流模式50年模拟结果及1958-1999年ECMWF再分析资料，通过定义东亚夏季风指数，对比分析了东亚夏季风的年代际变化及其对应的大气环流特征，初步探讨了20世纪70年代末东亚夏季风年代际减弱的可能机制。结果表明：模拟的东亚夏季风具有很明显的年代际变化，并在20世纪70年代末发生了突变，由强夏季风转为弱夏季风，大气环流也相应发生了明显变化。在强夏季风时期，500hPa距平高度场上，在亚太地区从低纬度到高纬度为负、正、负距平分布，呈现出一个西南东北向的波列；850hPa距平风场上，在孟加拉湾及南海附近为异常反气旋，在西北太平洋区域则为强大的异常气旋，日本北部有一异常反气旋存在。西北太平洋副热带高压加强、南压、西伸。在垂直经向环流上，东亚Hadley环流减弱，对流层低层出现异常南风，东亚夏季风加强。在弱夏季风时期，大气环流变化则基本相反。通过对模拟的东亚夏季风与观测海温关系的探讨，发现20世纪70年代末东亚夏季风年代际减弱可能与北印度洋和南海附近海温年代际增暖并导致孟加拉湾、南海及日本附近产生异常气旋有关。

关键词：东亚夏季风年代际变化数值模拟

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进入密度不连续层的气泡运动的初步实验模拟

气象科学 1988年第2期 19-23页

作者：黄世鸿 B.Vonnegut 南京大学大气科学系美国纽约州立大学奥尔巴尼分校大气科学研究中心

本文介绍一种可清晰地显示孤立气泡内部运动的实验方法。当气泡部分地进入密度不连续层时,除在气泡内生成一个对称主涡环外,还可出现另一个对称的同向次级涡环,其面元比主涡环小一个量级。同向次级涡环的发现揭示了气泡内部运动的细致... 详细信息

本文介绍一种可清晰地显示孤立气泡内部运动的实验方法。当气泡部分地进入密度不连续层时,除在气泡内生成一个对称主涡环外,还可出现另一个对称的同向次级涡环,其面元比主涡环小一个量级。同向次级涡环的发现揭示了气泡内部运动的细致结构。

关键词：涡环夹卷气泡运动运动图像密度实验模拟

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闪电水平扩展特征

气象科学 1987年第2期 51-55页

作者：黄世鸿 B.Vonnegut 南京大学大气科学系美国纽约州立大学奥尔巴尼分校大气科学研究中心

本文分析了挑战号航天机观察到的闪电图像,揭示了闪电水平扩展特征。在发展阶段,闪电亮度增强,边缘清晰,以10~5米/秒的速度扩展。在消散阶段,闪电水平收缩,亮度弱减,边缘模糊。图像展示出110公里大小的中尺度闪电。

关键词：闪电航天水平扩展中尺度大气现象飞行中间尺度数值预报模式佛罗里达半岛图像扩展特征

正交公路附近的NO_x浓度的计算——对ASRC附近的NO_x浓度的估算

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南京气象学院学报 1989年第3期12卷 307-314页

作者：曹文俊 K.L.Demerjian 金生新美国纽约州立大学大气科学研究中心

本文采用无限长线源公式,计算了西风、西南风、南风时在ASRC附近的NOx浓度。扩散参数是采用Briggs扩散参数(城市),线源的源强是按EPA的有关公式计算的。计算表明。西风是对ASRC最不利的风方位。当风从南风转为西风时,若大气层结呈中性... 详细信息

本文采用无限长线源公式,计算了西风、西南风、南风时在ASRC附近的NOx浓度。扩散参数是采用Briggs扩散参数(城市),线源的源强是按EPA的有关公式计算的。计算表明。西风是对ASRC最不利的风方位。当风从南风转为西风时,若大气层结呈中性、风速小于2米/秒,上下班时离公路5米处,NOx的瞬时浓度是标准值的2.8～3.6倍;在离公路10米处,上下班时NOx的瞬时浓度是标准值的1.4～1.7倍。

关键词：正交公路 NOx 浓度扩散参数风向