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1.
陆地生态系统碳汇显著降低大气CO2浓度上升和全球变暖的速率,受人类活动和气候变化的影响,陆地生态系统碳通量具有强烈的时空变化,其估算结果仍存在较大的不确定性,不同因子的贡献尚不清晰。为此,利用遥感驱动的陆地生态系统过程模型BEPS模拟分析了1981—2019年全球陆地生态系统碳通量的时空变化特征,评价了大气CO2浓度、叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）、氮沉降、气候变化对全球陆地生态系统碳收支变化的贡献。1981—2019年全球陆地生态系统总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）、净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）和净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity,NEP）的平均值分别为115.3、51.3和2.7 Pg·a-1（以碳质量计,下同）,上升速率分别为0.47、0.21和0.06 Pg·a-1。全球大部分区域GPP和NPP显著增加,NEP显著上升（p<0.05）的区域明显少于GPP和NPP。1981—2019年,全球NEP累积为105.2 Pg,森林、稀树草原及灌木、农田和草地的贡献分别为76.4、15.8、9.4和3.6 Pg。CO2浓度、LAI、氮沉降和气候变化各自对NEP的累积贡献分别为58.4、20.6、0.7和-43.6 Pg,全部4个因子变化对NEP的累积贡献为39.8 Pg,其中CO2浓度上升是近40 a全球陆地生态系统NEP上升的主要贡献因子,其次为LAI。 相似文献
2.
大气污染严重威胁了我国陆地生态系统的固碳能力,但随着减污降碳协同治理的快速推进,减缓大气污染将有利于提升陆地碳汇,并切实推动碳达峰碳中和目标的实现。为了更好地理解大气污染与生态系统固碳的关系,本文以主要空气污染物臭氧（O3）为例,基于田间控制实验的整合分析、剂量响应关系及机理模型三种评估方法综述了近地层O3污染对植被碳固定影响的最新进展。尽管不同作物种类以及品种、不同功能型木本植物对O3的响应有着显著的差异,且各种方法的评估结果也不尽相同,但目前O3浓度造成我国粮食作物减产、森林生产力降低已是不争的事实。持续升高的O3浓度将严重威胁我国陆地生态系统的固碳能力。利用我国作物和树木的O3剂量响应方程进行评估的结果表明,在CO2减排和O3污染协同治理下,预计2060年我国树木生物量和作物产量将比当前显著提高,增加陆地生态系统碳汇,助力碳中和目标。最后,对如何提高O3污染环境下植物固碳能力也进行了展望。 相似文献
3.
北上台风暴雨过程涡散场的能量收支和转换特征 总被引：7，自引：2，他引：5
利用辐散风和旋转风的动能收支方程,对北方一次北上台风倒槽暴雨过程暴雨区内的涡散场能量收支和转换进行了计算.结果表明:暴雨区内动能的增加是暴雨增幅的一个主要原因.暴雨发展时,就旋转风动能(KR)而言,旋转风动能通量(HFR)辐合是主要能源,而旋转风的动能产生项(GR)是主要能汇;就辐散风动能(KD)而言,辐散风的动能产生项(GD)是主要能源,辐散风动能通量(HFD)辐散是主要能汇;总动能水平通量(HF)提供的辐合主要表现于对流层中、低层,这就使得低层辐合加强,上升运动加强,有利于暴雨的增幅.在暴雨过程中次网格尺度效应由能源转变为能汇,在暴雨发展之时能汇减小;能量的转换项C(KD,KR)总为正值,在转换项中,地转效应项的贡献很大.说明暴雨过程能量均由KD向KR转换,也就是说有效位能经KD向KR转换,充分说明了在整个暴雨过程中,尽管辐散风动能变化(∂KD/∂t)很小,但是它在其中充当“桥梁”作用,C(KD,KR)在暴雨发展时达到最大,此时能量转换最为旺盛;对流层低层辐散风动能向旋转风动能的转换是暴雨产生和发展的重要条件.此次暴雨过程,在暴雨区内表现为斜压不稳定和正压稳定共存的特征,其发展过程是系统斜压不稳定增长,正压稳定性减弱的过程,暴雨增幅的另一个重要原因就是暴雨区内低层斜压的发展. 相似文献
4.
半干旱草原碳收支对陆地生态系统碳源汇功能变化具有重要影响。本文基于通榆草甸草原站2011～2017年和毛登典型草原站2013~2017年涡动相关法观测数据,分析了生长季碳通量日变化特征,研究了碳通量日变化过程对主要环境因子的响应。结果表明:两处草原7月碳吸收活动最强,草甸草原生长季各月总初级生产力（gross primary production, GPP）、生态系统呼吸（ecosystem respiration, Re）和净碳交换量（net ecosystem exchange, NEE）的峰值均高于典型草原。NEE的日变化以单峰型为主,但7月、8月饱和水汽压差较高时,GPP在正午前后降低,引起NEE的双峰型日变化。光合有效辐射是草甸草原NEE日变化的主导因子,而在典型草原,浅层土壤含水量（5 cm）也主导了NEE日变化。水分亏缺使草原碳交换速率显著降低,草甸草原固碳速率对水分亏缺的敏感性强于典型草原。同时,水分亏缺也改变了GPP、Re和NEE对温度和光合有效辐射的响应关系。 相似文献
5.
6.
基于中国区域逐日降雪、降水、气温、相对湿度、气压和风速等观测数据,构建了中国区域的Logistic降雪判定方法,并对该方法和当前广泛应用的其他降雪判定方法在中国区域的适用性展开对比研究。结果表明,单温度阈值法和S曲线法对[-3,4] ℃气温区间内的降雪模拟不确定性相对较大。比较而言,Logistic拟合的系列方法成功率更高,对中国不同区域降雪识别也更为稳健,尤其是对青藏高原地区降雪事件的识别效果明显优于其他方法。在Logistic方法中,温度和相对湿度对降雪判定起决定作用,而气压和风速的影响相对较小。Logistic湿球温度方案(LogTw)和气温+相对湿度方案(LogTaHR)均能很好地再现降雪量的空间分布和年际变化特征,且相应偏差均小于其他方法;总体上,这两种方案对降雪量识别效果差别不大。因此,可使用LogTw方案或LogTaHR方案对中国区域降雪事件进行判别,尤其是对模式中降雪事件的识别。 相似文献
7.
基于华东地区3 km分辨率WRF (Weather Research and Forecasting) 模式和高密度地面自动气象站(AWS)观测,研究GSI-3DVAR同化系统的RHZSCL对AWS观测的地面温度和风观测同化的敏感性。结果表明:运用GSI-3DVAR同化地面AWS观测时,RHZSCL的取值较为敏感;选取合适的RHZSCL能有效改进地面分析场精度,相较于背景场地面温度和地面矢量风差(VWD) RMSE均可减小35％以上。当RHZSCL过大会导致温度高、低值中心的影响范围过大,风分析场较为平滑,无法反映出中小尺度环流结构。但RHZSCL过小则会使得温度分析场增加误差,并导致风分析场出现虚假大风。观测密度稀疏化的敏感性试验结果表明,地面温度场及风场所适应的最优RHZSCL皆随着观测密度的增大而相应减小。 相似文献
8.
The characteristics of net radiation (Rn)(0.3--10 μm) in Lhasa and
Haibei in the Tibetan Plateau were analyzed based on long-term in-situ
measurements of surface radiation data. The monthly average of daily
Rn reached a minimum during the winter period followed by an increase
until May and then a decline until January. This variation is consistent
with solar activity. The annual mean daily total Rn values were 0.92 MJ
m-2 d-1 and 0.66 MJ m-2d-1 in Lhasa and Haibei,
respectively.
A relationship between Rn and broadband solar radiation (Rs) was
demonstrated by a good linear correlation at the two sites. Rn can be an
accurate estimate from Rs. The estimated Rn values were similar to the
observed values, and the relative deviations between the estimates and
measurements of Rn were 2.8% and 3.8% in Lhasa and Haibei,
respectively. The application of the Rn estimating model to other
locations showed that it could provide acceptable estimated Rn values from the Rs data. Furthermore, we analyzed the influence of clouds on
Rn by different clear index (Ks), defined as the ratio of Rs to the
extraterrestrial solar irradiance on a horizontal surface. The results
indicate that more accurate results are associated with increased cloudy
conditions. The influence of the albedo was also considered, but its
inclusion in the model resulted in only a slight improvement. Because
surface albedo is not usually measured, an expression based solely on global
solar radiation could be of more extensive use. 相似文献
9.
根据"有效照射体"的基本概念,采用微分理论来回避椭球面近似为平面的假设,推导了双基地雷达系统有效照射体积表达式,证明双基地雷达系统有效照射体积与单基地雷达有效照射体积之比值Vb/Vm,在数值上等于双基地系统主站极轴长度Rt相对于半长轴长度a的导数.有效照射体积数值计算结果与以往相同,放宽了推导过程中的假设条件,显得更加严谨、易懂.还给出了双基地雷达系统各几何量(如Vb/Vm、Rt、主站共面方位Φ、辅站极轴长度Rr、辅站共面方位Φr、双基地角β)之间的一些关系式,分析了在双基地雷达系统探测过程中有效照射体积随有关量变化的特征,为双基地偏振雷达系统天线控制、资料处理、旁瓣影响分析、探测精度提高等提供理论依据. 相似文献
10.
本文使用1979—2021年国家气候中心160站(R160)和国家级地面气象观测站2 314站(R2314)逐月降水观测资料,利用EOF (Empirical Orthogonal Function)分解和相关分析等方法,研究两类资料夏季降水时空变化特征及其与海气因素之间物理联系的表征水平差异,并分析了差异的可能原因。结果表明,R160在我国西北、青藏高原等地区站点极为稀疏,导致其各EOF模态对上述地区降水的时空变化特征描述失真,中东部地区偏低的空间分辨率会使局地强降水的变化特征信号损失,造成降水的年际变率降低。而R2314主模态能够更为真实地反映我国降水的时空演变特征,特别是在极端降水频发的江淮地区以及降水受局地地形影响较大的山区,其EOF主模态的空间分布和时间系数演变与ENSO (El Niño-Southern Oscillation)、西太平洋副热带高压、青藏高原雪盖等气候强迫信号之间的相关性更为显著。 相似文献
11.
风廓线雷达资料反演雨滴谱和水汽通量的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
对2010年7月20日南京浦口地区发生的一次强降水过程,用WP-3000风廓线雷达反演了其雨滴谱分布和垂直水汽通量。并对雨滴谱进行了M-P指数拟合,求得了降水前期、中期、后期和即将停止时的浓度参数n0和尺度参数λ随高度的变化。同时利用该雷达反演了这次降水过程的回波强度、折射率结构常数和信噪比时间序列图,发现三者有很好的对应关系。结果显示:(1)n0和λ随着降水的发展而发生变化,n0在降水达到最强之前达到最大值,λ在降水最强时出现最小值;(2)n0在大气低层波动比高层明显,λ则在整层少有波动;(3)雨滴大小,随雨强的变化而变化,小雨滴数量多于大雨滴,但影响雨强的主要是大雨滴;(4)整个降水过程中近地面垂直水汽通量处在不断变化之中,但在雨后,表现为水汽向上输送。 相似文献
12.
利用田间调查和区域试验资料，分析了马铃薯退化与生态气候因子的关系，较详细地阐述了综合纬度、不同时期的温度因子（日最低气溫△Tmin、日较差△T、日最高气温Tmax、平均气温T)、风速、相对湿度和降水对退化的影响，得出：退化与综合纬度存在明显的负相关关系；温度因子中日最低气温Tmin和曰较差气温△T对退化的影响要大于曰最高气温Tmax和平均气温T;7、8月份的风速和相对湿度是影响退化的又一重要生态因子；萌芽期和开花结薯期温度与退化的关系最为密切等。这些结论在深入研究环境条件对退化的影响，评选优良种薯基地,进行专用薯种植区划和有效防止退化等方面具有一定的参考价值。 相似文献
13.
On the basis of the budget equations for KR and KD, this paper presents the horizontal pattern of budget terms for two kinds of low level jets (LLJ) with and without heavy rain. The results show that the mechanisms for generating and maintaining LLJ are different, and especially, the direction of energy conversion is opposite. A positive conversion from KD to KR appears to be a necessary but not sufficient condition in the lower troposphere near the heavy rain area. The intensity and direction of energy conversion depends not only on the relative position of vorticity and divergence field, but also on the vertical profile of the jets directly. 相似文献
14.
利用AIRS卫星产品中的气温和水汽资料,计算出K指数(IK)和沙氏指数(IS)这两种大气不稳定指数。对暴雨发生前6 h左右这两种大气不稳定指数进行统计分析。统计结果表明:在暴雨发生前6 h左右,80%左右的暴雨发生在IK >27.5℃或IS <3℃的情况下。由于IK的分布与暴雨发生的频率基本呈现出较为明显的递增变化,因此IK与IS相比能更好地反映暴雨天气的发生。为了更好地描述暴雨发生前的大气不稳定特征,将AIRS计算的IK和IS做了适当的结合,得到KS指数(IKS)并将其运用到一次暴雨个例进行验证,从验证效果来看:暴雨发生的区域在6 h前基本都处在了IKS较高的情况下,IKS对暴雨具有一定的指示意义。通过对暴雨区域像元中AIRS反演的气温和水汽误差分析中可以得出:AIRS计算的IK和IS误差主要由AIRS在有效云量较高时850hPa高度上反演的气温以及700hPa和850hPa高度上反演的水汽的误差导致的。 相似文献
15.
应用Leray-Schauder非线性二择一原理研究二阶动力系统x+k2x=f(t,x)+e(t)非平凡周期解的存在性,其中0<k<π/T,f∈C((R/TZ)×RN\{0},RN)在原点具有排斥的奇性.不需要任何的强制性条件,既可以处理强奇性,也可以处理弱奇性. 相似文献
16.
基于中国气象局发布的CRA40气象再分析资料,计算地基GNSS水汽反演中涉及气压、气温、大气水汽加权平均温度（Tm）、天顶对流层总延迟（ZTD）等关键参数,并分别以地面气象站（气压、气温）、无线电探空测站（Tm）以及地基GNSS测站（ZTD）为参考,对这些参数在中国地区的精度和可靠性开展了系统的评估.计算结果与欧洲中期天气预报中心（ECWMF）最新一代ERA5产品的计算结果进行比较,结果表明：基于CRA40计算的测站处气压和ZTD的平均RMS（均方根）分别为0.91 hPa和13.5 mm,略差于ERA5;计算的测站处气温和Tm平均RMS分别为2.67 K和1.47 K,略优于ERA5.三类参数（气压、气温、ZTD）的日变化总体趋势与实际观测符合较好. 相似文献
17.
长江流域是我国夏季高温热浪灾害的多发区之一,该地区日最高温度(Tmax)具有显著的低频(10～30 d和30～60 d周期)变化特征,超前-滞后相关分析和气温方程诊断的结果显示,影响长江流域Tmax低频变化的大尺度环流/对流信号包含:自欧亚大陆东移南下的低频波列,自东北亚向西南方向传播的异常环流,以及由西太平洋向东亚传播的低频对流;这些低频对流/环流活动通过改变辐射加热过程及绝热过程,导致长江流域Tmax的低频变化。为了客观且有效地辨识和捕捉这些先兆信号,并考虑长江流域Tmax与大尺度因子间的非线性作用,本文采用机器学习方法中的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)对大量历史数据进行训练,并构建了长江流域Tmax的延伸期预报模型。在独立预报阶段,CNN预报模型对长江流域区域平均Tmax的预报时效达30 d,提前5～30 d预报的Tmax与观测Tmax的时间相关系数介于0.63～0.70(通过99％置信度的显著性检验),量级偏差(均方根误差)小于1个标准差,显示出CNN在延伸期灾害天气预报的应用潜力。 相似文献
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以欧洲中期天气预报中心的再分析资料ERA5为参考数据,评估由探空数据建立的中国区域88个单站大气加权平均温度（Tm）与地表气温（Ts）线性关系模型的精度.各站Tm-Ts线性模型计算的Tm（计算值）与ERA5 气压层数据积分所得的Tm（参考值）间偏差均方根值（RMSE）为1.8~5.5 K.不同站模型计算值与参考值间存在-1.22~4.54 K 的系统性偏差,且绝大多数测站（82个站）系统性偏差为正值,即模型计算值总体上大于参考值.补偿各站系统性偏差后,模型计算值与参考值间RMSE降为1.5~3.5 K.与使用中国区域统一模型相比,使用单站模型平均能提高0.6 K的Tm计算精度,尤其在中国西部、西北和内蒙区域,精度提高可达1~3.9 K.对所有测站模型计算值和参考值间偏差时序进行分析,发现超过半数测站的偏差存在明显季节性变化. 相似文献
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模式的不同参数化方案会对模拟的天气和气候产生影响,但如何影响陆气耦合还不是很清楚。利用WRF 4.0模式设计了一组16种不同参数化方案组合的集合试验,对华北地区2013年夏季气候进行模拟。结果表明,不同积云对流参数化方案对模拟的降水平均态影响较大,其次是短波辐射方案,而微物理方案影响较小。进一步利用潜热通量(LH,Latent Heat flux)和土壤湿度(SM,Soil Moisture)、抬升凝结高度(LCL,Lifting Condensation Level)的相关系数R(SM,LH)和R(LH,LCL)表征陆气耦合过程,评估了陆气耦合对不同参数化方案的敏感性。模式模拟的R(SM,LH)在不同区域随着平均降水、相对湿度的增加以及平均短波辐射的减少而减小,而R(LH,LCL)的变化正好相反。它们内在的物理机制类似,与气候态的干湿变化密切相关,即随着土壤湿度趋于饱和,蒸散发过程逐渐受太阳辐射的限制,陆面对大气的影响减弱。另外,陆气耦合强度受积云对流方案、微物理方案和短波辐射方案的影响而产生差别,这与不同参数化方案模拟的气候态的不同密切相关,因此本研究对于WRF 4.0模式中参数化方案特别是积云对流方案的选择同样有着重要的指导意义。 相似文献
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阿米娜.麦图尔迪 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2013,7(5):44-50
长白山温带针阔叶混交林作为典型的温带森林生态系统,对气候变化的反应比较敏感,其生长季及积温的变化是准确评价该我国东北林区气候变化的重要依据。本研究采用中国科学院长白山森林生态系统定位站获取的1982-2010年气温目值观测资料,分析了近20a该地区生长季长度及积温的变化,结果标明长白山温带针阔叶混交林29a的平均温度为3．6℃,29a中该地区气温有较弱的上升趋势;长白山温带针阔叶混交林1990-2010年生长季长度的平均值为174d,近20a中生长季长度呈弱增长趋势;长白山温带针阔叶混交林1990～2010年生长季起始日期变化较稳定,生长季终止日期有推后的趋势;长白山温带针阔叶混交林1990-2010年≥5℃的活动积温和有效积温平均值分别为2616．9℃、1744．8℃。近20a中,≥5℃活动积温和有效积温都有着缓慢升高的趋势。 相似文献