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四川“8.11”暴雨的视热源和视水汽汇特征分析: 2023年; 基于NCEP再分析资料与WRF-ARW高分辨数值模拟资料,利用视热源和视水汽汇方程,诊断分析了2020年8月10~12日四川盆地一次暴雨过程的大气热力和降水特征。结果表明:暴雨发生初期,对流中低层聚集了大量水汽,为暴雨来临准备了丰富的水汽;暴雨强盛时期,视热源和视水汽汇在对流中高层显著增加,使得对流层中高层出现深厚的加热和加湿层,表明此次降水积云对流活跃,以对流性降水为主;暴雨发生发展过程,视热源和视水汽汇中垂直项起主要作用,充分说明了强烈的上升运动可以带来丰沛的水汽,有利于暴雨的发生发展。; 张军辉唐细坝彭静; 关键词：视热源视水汽汇暴雨

百年尺度不同区域地表气温对CO_(2)浓度非均匀动态分布敏感度的研究被引量：1: 2023年; 地球系统模式结果表明大气CO_(2)浓度的快速增加是气候变化重要的原因之一。卫星资料分析结果表明,大气CO_(2)浓度并非均一的,而是有明显的区域差异,以人类活动为主的碳排放会影响这一区域差异。这种空间差异如何影响区域地表气温对CO_(2)的敏感度,需要进一步深入系统的研究,利用地球系统模式BNU-ESM(Earth System Model of Beijing Normal University)进行数值模拟,并与观测数据进行比较,结果表明:在试验模拟结果2°C阈值内,非均匀CO_(2)浓度试验的CO_(2)浓度增加阈值范围小于均匀CO_(2)浓度试验结果,偏少约为4.3 ppm(106)。在区域尺度上,中国地表气温对CO_(2)敏感度普遍低于美国、欧洲以及北半球平均水平,这表明CO_(2)浓度空间差异对地表气温的敏感度的影响存在明显区域差异,很可能是CO_(2)浓度辐射效应与气候系统反馈过程的共同作用结果,这需要进一步研究。非均匀CO_(2)浓度对地表气温敏感度影响将会对碳中和目标下未来碳汇潜力精准估算提供科学支持。; 彭静丹利王永立冯锦明杨富强祁威; 关键词：数值模拟

百年尺度地球系统模式模拟的陆地生态系统碳通量对CO_2浓度升高和气候变化的响应被引量：3: 2016年; 利用了加拿大地球系统模式CanE SM2(Canadian Earth System Model of the CCCma)的结果,针对百年尺度大气CO_2浓度升高和气候变化如何影响陆地生态系统碳通量这一问题,分析了1850—1989年间陆地生态系统碳通量趋势对二者响应,以及与关键气候系统变量的关系。结果表明,140年间,当仅仅考虑CO_2浓度升高影响时,陆地生态系统净初级生产力(NPP)增加了117.1 gC m^(-2)a^(-1),土壤呼吸(Rh)增加了98.4 gC m^(-2)a^(-1),净生态系统生产力(NEP)平均增加了18.7 gC m^(-2)a^(-1)。相同情景下,全球陆地生态系统的NPP呈显著增加的线性趋势(约为0.30 PgC/a^2),Rh同样呈显著增加线性趋势(约为0.25 PgC/a^2)。仅仅考虑气候变化单独影响时,NPP平均减少了19.3 gC/m^2,土壤呼吸减少了8.5 gC/m^2,NEP减少了10.8 gC/m^2。在此情景下,整个陆地生态系统的NPP线性变化趋势约为-0.07 PgC/a^2(P<0.05),Rh线性变化趋势约为-0.04 PgC/a^2(P<0.05)。综合二者的影响,前者是决定陆地生态系统碳通量变化幅度和空间分布的最重要影响因子,其影响明显大于气候变化。值得注意的是,CanE SM2并没有考虑氮素的限制作用,所以CO_2浓度升高对植被的助长作用可能被高估。此外,气候变化的贡献也不容忽视,特别是在亚马逊流域,由于当温度升高、降水和土壤湿度减少,NPP和Rh均呈显著减少趋势。; 彭静丹利

碳中和背景下大气科学碳氮循环研究前沿问题与建议被引量：2: 2023年; 碳循环不断受到气候变化、大气CO_(2)浓度、人类活动和氮循环等多种因素的共同影响。然而,未来以"碳达峰和碳中和"为目标的排放情景下,中国陆地生态系统碳汇潜力仍然存在很大的不确定性,影响了实现双碳目标的碳减排和碳增汇相关政策的制定和实施。厘清大气科学中关于碳氮循环演变研究有关科学认识将会为中国碳达峰和碳中和的实现提供有力地科学支撑。文章回顾了国内外大气科学中碳氮循环研究的基础和现状,分析了当前气候变化、大气CO_(2)升高、碳氮循环相互作用的关键过程和人类活动对地球系统碳氮循环研究的影响。其中,氮营养元素对碳循环的影响充分表明生物固氮和大气氮沉降等过程对碳汇有重要影响,可以减少地球系统模式中碳汇模拟的不确定性;此外,由于气候变化是气候系统对外强迫的快变响应和慢变响应的综合结果,在大气科学中有必要区分快变响应和慢变响应对中国碳汇的影响,分析人为碳排放清零后中国陆地生态系统碳汇潜力和固碳速率的变化;最后,在此基础上获得相应的启示并给出了未来的策略建议,以期为国家碳中和战略顺利实施提供参考与借鉴。; 彭静丹利周天军季劲钧冯锦明黄玫杨富强徐忠峰郑辉应恺然李嘉伟钱拴; 关键词：碳循环氮循环气候变化

我国对流层二氧化碳非均匀动态分布特征及其成因被引量：8: 2018年; 人类活动导致大气中温室气体浓度上升,是全球气候变暖的主要原因之一.本文针对已经连续运行13年的AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)卫星反演的对流层中层CO_2浓度资料,利用地基观测结果对其进行验证,同时结合多种相关资料对我国区域CO_2浓度的时空分布及季节变化进行研究.结果显示:北半球30°N—60°N是CO_2浓度高值带,低值中心主要出现在15°S—15°N,140°W向东至100°E的低纬地区.地基观测与AIRS卫星反演结果基本一致,年增长率约为1.926 ppmv·a^(-1).我国区域CO_2浓度空间分布上呈现北高南低的非均匀分布特征,4个高值中心分别位于东北地区西南部、内蒙古西部、新疆地区东部和西部,低值中心在云南和西藏地区.我国区域CO_2浓度有明显的季节变化特征,最高值出现在春季,冬夏季次之,秋季最低,其季节演变特点与风场的输送、降水量的清除和植被的吸收等密切相关.; 符传博丹利冯锦明彭静营娜; 关键词：CO2 卫星遥感

中国植被碳通量与氮沉降通量百年尺度时空变化及其与气候的关系被引量：5: 2020年; 利用7个地球系统模式的植被净初级生产力(NPP)对中国地区1901~2005年植被碳通量的时空变化进行了研究,并结合气候因子分析了NPP的变化与气温、降水和辐射的关系;文章还进一步研究了中国地区1901~2005年氮沉降通量NHx、NOy的时空变化,并分析了NHx、NOy的变化与气温、降水和NPP的关系.结果表明:(1)近百年来中国地区NPP呈现上升趋势,模式集合平均的趋势系数为0.88, NPP的分布趋势总体呈现出北低南高,由西北到东南逐渐增加的特征.温度、降水、光照在该梯度方向上均有利于植物生长,其中模式集合平均NPP与气温、降水、长波辐射和短波辐射相关系数分别为0.88、0.73、0.91和0.67.(2)近百年来中国地区NHx、NOy呈现上升趋势,其中趋势系数分别为0.98和0.98,且通过了99.9%的信度检验. NHx和NOy总体呈现出北低南高,由西北到东南呈阶梯状逐渐增加的特征.(3) NHx和NOy与气温之间的相关系数空间分布大体相似,只是数值略有差异,与气温相关系数空间分布从东到西是正相关-负相关-正相关相间的分布;NHx和NOy与降水之间的相关系数空间分布也是大体相似,但降水相关系数空间分布相对比较复杂,在季风区从北到南呈正相关-负相关-正相关-负相关-正相关的相间分布,非季风区从东到西呈负相关-正相关-负相关-正相关的相间分布.(4) NHx和NOy与NPP之间的相关系数空间分布总体一致,与NPP相关系数空间分布相对比较复杂,其中模式集合平均的分布在东北地区和西南地区为正相关值区,其他地区是正相关与负相关交替分布.; 高冬冬丹利范广洲田汉勤彭静杨秀静杨富强李悦悦; 关键词：NHX NOY

1960～2012年中国地区总云量时空变化及其与气温和水汽的关系被引量：19: 2019年; 基于我国地区543个地面气象台站观测的总云量、平均气温和相对湿度日均值资料,采用正交经验函数(EOF)、气候倾向率和线性趋势分析等方法,研究了1960～2012年总云量的时空变化特征及其与气温和水汽的关系。结果表明:(1)我国地区总云量呈南多北少的带状分布特征,最大值在四川盆地(82%)。近53年来总云量气候倾向率为-0.8%(10a)-1,趋势系数为-0.68,通过了99.9%的信度检验。(2)总云量季节变化特点明显,夏季最多,春秋季次之,冬季最少,其中春季、夏季和秋季有显著的下降趋势。(3)EOF分解的前两个模态表明总云量不仅具有一致减少的变化特征,还具有明显的区域差异。以此同时,平均气温和相对湿度不论在总体变化趋势、地区差异、还是时间演变上,均与总云量保持较高的一致性,进一步证明总云量的变化与气温和水汽有密切关系。; 符传博丹利冯锦明彭静营娜; 关键词：总云量平均气温相对湿度

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