浅部约束的地磁测深C-响应一维反演          下载免费PDF全文

李世文  翁爱华  李建平  唐裕  张艳辉  杨悦  李大俊  李斯睿 《地球物理学报》2017,60(3):1201-1210

地磁测深研究的周期范围通常为10~5~10~7s,缺少反映浅部电性结构的短周期信息,而C-响应受浅部电阻率影响明显,因此本文提出在反演中增加浅部(约200 km)电阻率约束以提高深部反演的稳定性和可靠性.在磁层环状电流满足P_1~0假设的条件下,球坐标系中一维导电薄球层状地球的C-响应和电导率分布关系由边界条件通过递推的方法计算得到.反演采用有限内存拟牛顿(L-BFGS)法;浅部电阻率约束通过将目标函数对模型参数的梯度设为零来实现;通过置信区间分析评价约束反演结果的可靠性.合成数据的无约束反演虽然最终的拟合效果很好,但浅部电阻率受初始模型影响,差异较大;采用浅部约束后,反演结果对初始模型依赖性明显减小,同时还能显著提高200~600 km范围内反演结果的准确性.对全球近地轨道卫星观测的C-响应数据约束反演后结果与前人一致,表现为地幔电导率整体上随着深度的增加而增加.参数置信区间分析表明,由于约束反演加入了浅部信息,电阻率的变化范围更加紧致,说明反演结果更加可靠.因此,有必要通过其他地球物理方法,如长周期大地电磁测深等获得浅部电阻率分布,作为先验信息参加反演,进行浅部约束的C-响应反演,获得更可靠的一维全深度电性结构,为地磁测深数据解释奠定基础.  相似文献   

CMIP5全球气候模式对中国上空空气静稳日数模拟能力评估          下载免费PDF全文

吴婕  徐影  周波涛 《地球物理学报》2017,60(4):1293-1304

空气静稳日数变化与污染物浓度变化密切相关,评估气候模式对空气静稳日数的模拟能力是进行未来预估的基础.本文利用15个CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project phase 5)全球模式的模拟结果与观测数据,分别计算了1961-2005年逐年中国上空空气静稳日数,并利用统计方法分析了中国上空空气静稳日数的标准差、相对均方根误差、区域平均的时间序列、趋势分布和EOF(Empirical Orthogonal Function)主要模态变化特征,评估了CMIP5模式对中国上空空气静稳日数的模拟能力.结果表明:多模式集合平均结果可以模拟出空气静稳日数由沿海向内陆逐渐增加的分布特征,单个模式对空气静稳日数空间分布的模拟能力相差较大.多模式集合平均可以较好地再现夏、冬季的空气静稳日数.15个模式中,CanESM2和:IPSL-CM5B-LR对中国大部分区域的模拟效果较好,多模式集合平均的模拟能力优于单个模式.与观测相比,多模式集合平均的1961-2005年空气静稳日数年际变化波动较小,多数区域的多模式集合平均的空气静稳日数高于观测值.对于逐年的冬季空气静稳日数,大多数区域的多模式集合平均存在高估.在中国东部和新疆大部,多模式集合平均可以较好的模拟出空气静稳日数变化趋势的空间分布特征,但是数值偏小.多模式集合平均也能较好的模拟出空气静稳日数的EOF1和EOF2特征向量分布型,但对前三个EOF的时间系数序列模拟能力差.  相似文献   

从科普插图看托勒密的地心说     

吴光节 《天文研究与技术》2015,(3)

古希腊著名天文学家托勒密一生著作很多,他和他的学说在天文学发展中无疑占有重要地位,其中最为著名、影响甚广的,似乎是被诬蔑为"臭名昭著"的"地心说"。不过,在中国的天文学科普书籍中,作者注意到有两种不同版本的"地心说"插图,两者反映的科学含义有很大差别。试图从这两种不同版本的插图来探讨"地心说"为什么能够统治那么多年。  相似文献   

Simulation and Validation of the Aerosol Optical Thicknessover China in 2006     

ZHANG Hu  ZHANG Min  CUI Zhenlei  WANG Yuesi  XIN Jinyuan 《Acta Meteorologica Sinica》2012,26(3):330-344

  相似文献   

Simulated impacts of irrigation on evapotranspiration in a strongly exploited region: a case study of the Haihe River basin,China          下载免费PDF全文

Huimin Lei  Dawen Yang  Hanbo Yang  Zaijian Yuan  Huafang Lv 《水文研究》2015,29(12):2704-2719

Irrigation is the major water supply for crop production in water‐limited regions. However, this important water component is usually neglected or simplified in hydrological modelling primarily because information concerning irrigation is notably difficult to collect. To assess real effects of irrigation on the simulation of evapotranspiration (ET) in water‐limited region, the Community Land Model version 4 was established over a typical semi‐humid agricultural basin in the northern China – the Haihe River basin. In the irrigated cropland, incorporating an irrigation scheme can enhance the simulated ET and improve the simulation of spatial variability of soil moisture content. We found that different configurations in the irrigation scheme do not cause significant differences in the simulated annual ET. However, simulated ET with simulated irrigation differs clearly from that with observed irrigation in mean annual magnitude, long‐term trend and spatial distribution. Once the irrigation scheme is well‐calibrated against observations, it reasonably reproduces the interannual variability of annual irrigation, when irrigation water management is relatively stable. More importantly, parameter calibration should be consistent with the configuration of the source of irrigation water. However, an irrigation scheme with a constant parameter value cannot capture the trend in the annual irrigation amount caused by abrupt changes in agricultural water management. Compared with different remotely sensed ET products, the enhancement in the simulated ET by irrigation is smaller than the differences among these products, and the trend in simulated ET with the observed irrigation cannot be captured correctly by the remotely sensed ET. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

GRAPES_GFS模式全球降水预报的主要偏差特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘帅  王建捷  陈起英  孙健 《气象学报》2021,79(2):255-281

利用2017年1、4、7、10月“全球降水观测（global precipitation measurement,GPM）计划”每日08时（北京时）的24 h累计降水量和逐30 min降水量观测产品,从降水量和频率等角度,对同期GRAPES全球模式（GRAPES_GFS）第1（D1）、3（D3）、5天（D5）的全球降水预报性能和偏差特征进行细致评估与分析,且对低纬度暖池和北半球中纬度风暴路径区进行了重点观察,初步探讨了降水预报偏差特征在低纬度和中纬度明显不同的可能原因。结果显示:（1）GRAPES_GFS的D1—D5预报对全球日降水（量和频率）分布描述合理,能准确再现纬向平均降水（量和频率）的典型特征—降水“双峰”极大位于南北纬20°之间,次极大位于南北纬40°—50°地区的特征,以及关键区日降水时、空演变和降水日循环逐日演变的主要趋势特征。（2）低纬度的纬向平均湿日（≥0.1 mm/d）频率预报正偏差很小,但日降水量和强降水日（＞25 mm/d）频率预报的正偏差明显、偏差极大值“双峰”位置恰是相应观测极大值所在处（南北纬5°—10°）;中纬度的纬向平均日降水量预报基本无偏,但明显的湿日降水频率预报正偏差（20%—30%）和强降水日频率负偏差出现在南北纬40°—60°。降水偏差正、负分布特征随季节和预报时效基本保持不变,预报均方根误差数倍于平均误差,暗示模式降水预报偏差有系统性且性能表现波动较大。（3）日循环中,模式在暖池的降水量预报正偏差缘于降水强度预报偏强,降水频率预报的弱负偏差主要与降水落区预报偏小有关;而模式在北半球风暴路径区降水频率预报的正偏差则是降水落区预报偏大和空报弱降水事件两方面因素造成。（4）模式降水（量和频率）预报偏差特征在低纬度和中纬度的明显差异与模式次网格尺度和网格尺度降水比例失调有关,改进线索指向模式对流参数化方案中深对流的启动和深对流降水量的处理以及对流参数化方案与云微物理方案的协同问题。   相似文献   

IPCC第六次气候变化评估中的气候约束预估方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

周佰铨  翟盘茂 《气象学报》2021,79(6):1063-1070

得益于第五次评估报告（AR5）以来约束预估研究的迅速发展,观测约束成为政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组（WGI）第六次评估报告（AR6）提升对未来预估约束的证据链中的重要一环。IPCC第一工作组第六次评估报告首次利用包括根据历史模拟温度升高幅度得到的观测约束、多模式预估以及第六次评估报告中更新的气候敏感度在内的多条证据链来约束全球地表温度未来变化的预估,减小了多模式预估的不确定性。文中回顾并介绍了IPCC第一工作组第六次评估报告中涉及的几种主要观测约束方法（多模式加权方法、基于归因结论的约束方法（ASK方法）、萌现约束方法）及其应用情况。在IPCC第一工作组第六次评估报告以及很多针对不同区域不同变量的预估研究中,观测约束方法均显示出了订正模式误差、改善模式预估的潜力。相比而言,目前中国在观测约束预估方面的研究还不多,亟待加强观测约束方法研究以及在中国区域气候变化预估中的应用,为中国应对气候变化的政策制定和适应规划提供更丰富、不确定性更小的未来气候信息。   相似文献   

基于ENVI-met的福州大学校区冬季热环境模拟与热舒适度变化分析     

庄莉娟  蔡芫镔  祁娟娟 《气象与环境学报》2021,37(6):44-52

选取福州大学校园教学区为研究区域,基于典型冬季日背景,运用三维非静力微气候模型ENVI-met,分析模拟校园热环境的差异变化及其热舒适度响应。结合实地勘测,对模型进行校准和验证。结果表明：ENVI-met模型能较好地表征室外热环境,准确预测温度和相对湿度的日变化趋势。混凝土路面、灰色地砖路面行人高度的日平均气温分别比草地高出0.1 ℃和0.3 ℃,逐时最大温差分别为0.68 ℃和0.65 ℃。建筑物阴影和树阴可降低行人高度的气温1.1—1.9 ℃;同一组团在有无遮阴的条件下,平均辐射温度（T_mrt）相差最大可达30 ℃;树木附近和建筑物组团内部生理等效温度（PET）值较小,比硬质路面低2—3个等级。无植被方案下,高温低湿区范围有所扩张,在垂直方向上的增温效应可伸展至10.5 m;风速最大增幅可达1.23 m·s^-1,平均辐射温度较高区域的面积增加了69.25%;热舒适区和热不适区面积分别增加了19.78%和2.03%。  相似文献   

Trans-Arctic shipping routes expanding faster than the model projections     

《Global Environmental Change》2022

Rapid declines in Arctic sea ice coverage over the past four decades have increased the commercial feasibility of trans-Arctic routes. However, the historical changes in navigability of trans-Arctic routes remain unclear, and projections by global circulation models (GCMs) contain large uncertainties since they cannot simulate long-term Arctic sea ice changes. In this study, we determined the changes in trans-Arctic routes from 1979 to 2019 by combining two harmonized high-quality daily sea ice products. We found that the trans-Arctic routes are becoming navigable much faster than projected by the GCMs. The navigation season for open water (OW) vessels along the Northeast Passage (NEP) has lengthened from occasionally navigable in the 1980 s to 92 ± 15 days in the 2010 s. In contrast, previous GCM projections have suggested that navigability would not be achieved until the mid-21st century. The 90-day safety shipping area for OW vessels expanded by 35% during 1979–2018, reaching 8.28 million km² in 2018, indicating an increasing rate of 0.08 ± 0.01 million km² per year. The shortest trans-Arctic routes were also shifted further north than the model projections. Regular ships have been able to safely travel north along the islands in the NEP and transit through the M’Clure Strait in the Canadian Arctic Archipelago during the 2010 s, while previous studies have projected that this would not be feasible until the mid-21st century. We also found that the improved navigability of trans-Arctic routes enables commercial ships to transport approximately 33–66% (at the same load factor) more goods from East Asia to Europe during the Arctic shipping season than by the traditional Suez Canal route. These findings highlight the need for aggressive actions to develop mandatory rules that promote navigation safety and strengthen environmental protection in the Arctic.  相似文献   

CMIP6与CMIP5对历史大气层顶和地表辐射收支模拟的时空对比     

万梓文  王伟  吕恒  仇培宇  李雨竹  卢阳 《气候变化研究进展》2022,18(4):468-481

基于云和地球辐射能量系统观测数据集（CERES),对比分析了耦合模式比较计划第五（CMIP5）和第六阶段（CMIP6）模拟的历史大气层顶和地表辐射收支的年际变化和空间分布,明确了多模式间不确定性大的关键区域。结果表明：在年际尺度上,除地表向上长波辐射外,CMIP6的辐射分量的集合均值较CMIP5更接近于CERES观测值,全球地表向下短波辐射的高估和大气逆辐射的低估在CMIP6中分别降低了1.9 W/m²和3.3 W/m²。除大气逆辐射外,CMIP6的辐射分量在多模式间的一致性较CMIP5提高。在北极,CMIP6对大气层顶反射短波、大气层顶出射长波和地表向下短波辐射的模拟偏差较CMIP5大。在南北纬60°,CMIP6对大气逆辐射的模拟偏差较CMIP5大。其他区域CMIP6的辐射分量更接近CERES观测值。CMIP6模拟的地表向下短波辐射和大气逆辐射的不确定性较大区域面积较CMIP5减小,但不确定性极大区域面积无变化。地表净辐射的不确定性空间分布在两代CMIP间变化甚小。青藏高原、赤道太平洋、热带雨林、阿拉伯半岛和南极洲沿海依然是地球系统模式模拟辐射收支不确定性极大的关键区域。  相似文献