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国家科技支撑计划(2008BAC40B02): 作品数：11 被引量：130H指数：6; 相关作者：张华王宏龚山陵林朝晖侯青更多>>; 相关机构：中国气象科学研究院中国科学院大气物理研究所南京信息工程大学更多>>; 发文基金：国家科技支撑计划国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>; 相关领域：天文地球环境科学与工程自动化与计算机技术农业科学更多>>

沙尘气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究被引量：21: 2009年; 为了定量了解沙尘气溶胶对气候的影响,文中利用一个改进的辐射传输模式,结合全球气溶胶数据集(GADS),计算了晴空条件下,冬夏两季沙尘气溶胶的直接辐射强迫在对流层顶和地面的全球分布,并讨论了云对沙尘气溶胶辐射强迫的影响。计算结果表明,对北半球冬季和夏季而言,在对流层顶沙尘气溶胶的全球短波辐射强迫的平均值分别为-0.477和-0.501 W/m2;长波辐射强迫分别为0.11和0.085 W/m2;全球平均短波地面辐射强迫冬夏两季分别为-1.362和-1.559 W/m2;长波辐射强迫分别为0.274和0.23 W/m2。沙尘气溶胶在对流层顶和地面的负辐射强迫的绝对值都随太阳天顶角的余弦和地表反照率的增加而增大;地表反照率对沙尘气溶胶辐射强迫的强度和分布都有重要影响。研究指出:云对沙尘气溶胶的直接辐射强迫的影响不仅取决于云量,而且取决于云的高度和云水路径,以及地面反照率和太阳高度角等综合因素。中云和低云对沙尘气溶胶在对流层顶的短波辐射强迫的影响比高云明显。云的存在都使对流层顶长波辐射强迫减少,其中低云的影响最为明显。因此,在估算沙尘气溶胶总的直接辐射强迫时,云的贡献不可忽视。; 张华马井会郑有飞; 关键词：沙尘气溶胶直接辐射强迫辐射传输模式地表反照率

沙尘暴季节预测的分辨遗传延伸(DGAE)模型研究: 2010年; 研究发展一种分辨遗传延伸(Discriminant Genetic Algorithm Extended,DGAE)模型,用于东亚区域沙尘暴(Sand Dust Storm,SDS)过程季节活动特征的诊断和预测.采用1980～2006年的常规气象资料,包括地面加密观测、高空资料以及NCEP再分析资料,研究大气三维环流结构与SDS活动的地域、季节和年度差异时空分布特征,构造SDS季节预测模型.在SDS季节预测从多级分辨进一步推进其分辨延伸中,引入遗传算法,采用遗传概率替代多级分辨的后验概率,表达遗传的继承和变异的双重特征,构造遗传延伸的非线性适应度函数,求解其最大适应度的空间分布,以最大概率的类别决定预报场,实现判别的遗传延伸,建立东亚区域性SDS季节预测模型.该模型应用于2007～2009年中国北方春季沙尘暴天气过程预测,给出高分辨的沙尘暴天气过程强度级别和区域预测分布,为SDS季节预测提供有意义的参考。; 杨元琴王继志侯青李怡周春红; 关键词：沙尘暴

基于信息扩散方法的中国西北地区春季沙尘暴灾害风险分析被引量：5: 2012年; 通过收集大量沙尘暴灾情资料,整理出我国西北地区春季沙尘暴造成的经济损失及农业损失数据,采用基于信息扩散理论的风险评估方法对因灾造成的经济和农业损失风险分别进行了分析。结果表明:①在春季沙尘暴发生日数总体减少的气候背景下,沙尘暴造成的经济和农业损失均呈现出上升的趋势。②经济损失风险高值区主要分布在阿拉善、锡林郭勒、塔里木、阿勒泰、塔城及吐鲁番地区。农业损失风险高值区主要分布在吐鲁番、阿克苏、和田、瓜州、阿拉善地区。; 刘敬乐周顺武牛涛孙健王郁; 关键词：沙尘暴信息扩散经济损失

沙尘直接辐射效应对东亚地气系统的影响被引量：6: 2011年; 基于东亚-北太平洋地区太阳高度角在春季乃至由冬季到夏季的逐日变化规律,选取2001年春季发生的3次典型沙尘暴为例,利用包含详细气溶胶辐射参数化方案的大气辐射传输模型,模拟研究了该地区太阳高度角的变化对东亚-北太平洋地区沙尘直接辐射效应的可能影响.研究结果表明,在沙尘暴爆发时间从春初(或冬季)到春末(或夏季)的变化过程中,由于该地区太阳高度角逐渐增大,导致沙尘在大气顶晴空正辐射强迫值增加、负辐射强迫值降低甚至转变为正强迫.具体表现为:在地表反照率低的海洋上空,春初到春末太阳高度角的增加使得沙尘在大气顶负辐射强迫的值由大变小,即对地气系统由较强的降温转变为较弱的降温作用;在地表反照率较高的沙漠及其周边地区,春初到春末太阳高度角的增加导致沙尘在大气顶辐射强迫由负值转变为正值,即对地气系统由辐射降温逆转为辐射增温.云天辐射强迫的研究结果与晴空类似,但低云的存在相当于在一定程度上增加了地表反照率,它一方面使得沙漠上空沙尘层由冷却地气系统到加热地气系统这一逆转过程发生的日期提前,也导致了沙尘在海洋上空负的辐射强迫比晴空时随着太阳高度的增加减小得更为明显,甚至局部地区因为低云的存在由弱的负强迫变为弱的正强迫.这一研究结果说明,在东亚沙漠附近地区,即便是同等强度的沙尘暴事件,因为发生的日期不同,太阳高度角不同,沙尘层在大气顶的辐射强迫和对地气系统的影响也会因此不同甚至相反.沙尘暴发生的时间越靠近初春或冬季,在沙漠附近,沙尘在大气顶辐射强迫越倾向为负值,对地气系统表现为降温作用,沙尘暴发生时间越靠近春末或夏季,由于太阳高度角的增大,沙尘在大气顶越容易产生正辐射强迫,对地气系统表现为增温作用.简而言之,即在东亚沙漠源区附近,; 王宏赵天良张小曳龚山陵; 关键词：太阳高度角辐射传输模式沙尘暴

Modeling Study of Aerosol Indirect Effectson Global Climate with an AGCM被引量：4: 2010年; Aerosol indirect effects （AIEs） on global climate were quantitatively investigated by introducing aerosol–cloud interaction parameterizations for water stratus clouds into an AGCM （BCC AGCM2.0.1）, which was developed by the National Climate Center of the China Meteorological Administration. The study yielded a global annual mean of -1.14 W m^-2 for the first indirect radiative forcing （IRF）, with an obvious seasonal change. In summer, large forcing mainly occurred in mid to high latitudes of the Northern Hemisphere, whereas in winter, large values were found at 60°S. The second indirect effect led to global annual mean changes in net shortwave flux of -1.03 W m^-2 at the top of the atmosphere （TOA）, which was relatively significant in mid-latitude regions of both hemispheres. The total AIE reduced the global annual means of net shortwave flux at the TOA and of surface temperature by 1.93 W m^-2 and 0.12 K, respectively. Change in surface temperature induced by the total AIE was clearly larger in the Northern Hemisphere （-0.23 K） than in the Southern Hemisphere, where changes were negligible. The interhemispheric asymmetry in surface cooling resulted in significant differences in changes of the interhemispheric annual mean precipitation rate, which could lead to a tendency for the ITCZ to broaden. The total AIE decreased the global annual mean precipitation rate by 0.055 mm df^-1.; 王志立张华沈学顺龚山陵张小曳; 关键词：AEROSOL CLOUD RADIATION

新一代沙尘天气预报系统GRAPES_CUACE/Dust:模式建立、检验和数值模拟被引量：22: 2009年; 基于中国气象局数值预报基地研发的新一代全球/区域同化、预报系统(GRAPES)的中尺度预报模式(GRAPES_meso)和中国气象科学研究院大气成分中心开发的大气化学模块(CUACE/dust),建立了中国沙尘天气预报系统(GRAPES-CUACE/Dust).该系统引入了中国地区最新的土地沙漠化资料、中国沙漠沙尘气溶胶的光学特性资料、逐日变化的土壤湿度和雪盖资料.模式质量守恒性能良好.将批量实时预报结果与地面天气观测和臭氧分光计反演的气溶胶指数(TOMS AI)的对比表明:模式能够比较准确地预报中国以及东亚地区沙尘天气发生、发展、输送以及消亡过程,能够对起沙量、干、湿沉降量、沙尘浓度以及沙尘光学厚度等一系列要素进行实时定量预报.以2006年4月7次主要沙尘天气为例,分析了起沙和干、湿沉降以及沙尘大气载荷的时空分布等特征.结果表明,2006年4月东亚地区沙漠向大气中注入沙尘总量约为2.25亿吨,沙尘排放以下面三大源区为主:中国北部内蒙古和中蒙边界附近沙漠为东亚沙尘最重要的排放源,沙尘排放量为1.53亿吨,占排放总量的68%.塔克拉玛干沙漠沙尘排放量位居第二,将近4000万吨,占沙尘排放总量的17%,浑善达克沙地排放量约为1500万吨,占排放总量的7%.其他地区的沙漠、沙地以及废弃的耕地等的沙尘排放量之和只占沙尘排放总量的8%.2006年4月东亚地区沙尘沉降总量为1.36亿吨.沙尘沉降的区域分布表明,三大沙漠源区同时也是沙尘的主要沉降区,三大源区的沉降量大约占沉降总量78%,共1.35亿吨的沙尘在三大沙漠源区沉降,其次是源区下游的中国大陆地区,沙尘沉降为沉降总量的16%,大约200多万吨.120oE以东的中国近海、韩国、日本以及西太平洋地区沉降量只占总沉降量的6%左右,约85万吨.干、湿沉降的分析表明,由于4月中国北方地区干燥少雨,在2007年4月的沙尘沉降总量中,以; 王宏龚山陵张红亮陈勇沈学顺陈德辉薛纪善沈元芳伍湘君金之雁; 关键词：中尺度干沉降湿沉降

一次北方沙尘暴南下影响珠江三角洲地区空气质量的实例研究被引量：2: 2010年; 2009年4月23日我国北部和西北部的部分地区出现沙尘暴或强沙尘暴,从北往南到广州的沿途省市先后出现明显的浮尘天气,污染指数短时间内急剧上升。4月25日下午开始,广州及周边地区的大气监测点可吸入颗粒物浓度也依次从北往南异常急剧上升。结果表明,广州市可吸入颗粒物浓度的异常上升是一次受北方沙尘暴产生浮尘南下影响所致,沙尘暴可南下影响珠三角地区。; 梁桂雄伦伟明郭建平黄祖照王少毅吴业荣刘洪利; 关键词：沙尘暴浮尘可吸入颗粒物气溶胶光学厚度

沙尘模式地表起沙参数不确定性分析被引量：7: 2011年; 起沙的参数化方法对沙尘天气的预报质量起着至关重要的作用。首先分析了目前应用广泛的沙尘模式中的参数土壤塑性压力P和cy对地表水平沙通量与垂直沙尘通量计算结果的影响,然后利用WRF-Chem3.0模式对2007年3月27—28日发生在我国西部地区的一次沙尘过程进行了模拟,分析了由于参数值选取的误差而造成沙尘模拟的不确定。结果表明,土壤塑性压力P对模拟结果有很大影响,P值的改变不仅影响PM10浓度大小的预测,而且还影响其浓度中心位置以及分布范围;cy值仅影响沙尘区域内PM10浓度大小的预测,对浓度中心位置和分布范围大小的预测没有影响。; 周旭吴成来林朝晖隆宵王萍

北京市酸雨变化趋势及成因分析被引量：21: 2012年; 1993-2002年中国气象局酸雨观测站网在北京地区有两个观测站,2003年增至3个。根据北京3个酸雨观测站的有关资料,研究了北京市酸雨变化的特征及成因。研究结果表明:第一,1993-2007年北京地区降水酸度呈现两个阶段,即1993-2002年降水酸度稳定在较弱水平,而2003-2008年呈逐年增强趋势。第二,与2003年以前相比,2003年以后硫酸根和硝酸根离子浓度均呈明显增加趋势,二者比值逐步下降并低于3,这表明北京乃至华北地区的酸雨已由硫酸型转为硫酸与硝酸并重型。第三,北京周边省、市二氧化硫年排放量的增加及钙离子和可吸入颗粒物浓度减少是近年来北京地区酸雨增强的人为原因。第四,气象条件是酸雨发生的主要动力因素。一般情况下,在地面风速较小的季节酸雨频率较高,850hPa高度为弱的偏南风或发生低层逆温时可促进酸雨的发生。此外降水量的大小也与酸雨有密切关系,24 h降水量达暴雨量级时酸雨频率最高。; 侯青赵艳霞; 关键词：酸雨 PH值降水化学气象因素

非球形沙尘气溶胶光学特性的分析被引量：25: 2011年; 将T矩阵方法与几何光学方法相结合,精确计算了从太阳短波到红外谱段具有一定形状分布和谱分布的非球形沙尘粒子的光学特性,并与等体积球形沙尘的光学特性进行了比较。结果表明:1)相比沙尘粒径大小分布对沙尘气溶胶消光效率因子,单次散射反照率以及不对称因子的影响,沙尘形状对上述参数的影响明显偏小;2)非球形与球形沙尘粒子的相函数在短波区存在显著差异,这种差异在卫星探测常用的可见光区达到最大,并且随着散射角的变化具有一定的规律;3)在短波区,雷达方程中的消光后向散射比受沙尘形状的影响比较显著,因此在利用雷达方程反演沙尘气溶胶光学厚度时应考虑非球形效应。; 卫晓东张华; 关键词：大气光学光学特性沙尘气溶胶

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