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基于无量纲化湍流方程组的风速-气压关联与湍流动能变化关系研究
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作者 刘子涵 曹竹音 +2 位作者 张宏昇 宋宇 康凌 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期465-477,共13页
利用内蒙古科尔沁地区大气边界层与大气环境综合实验站观测资料,分析 2019年夏季气压与风速的湍流统计特征,量化风速-气压关联与湍流动能的变化关系.结果表明,气压方差谱在惯性副区满足-5/3幂次律,具有明显的非定常性和大气层结依赖性;... 利用内蒙古科尔沁地区大气边界层与大气环境综合实验站观测资料,分析 2019年夏季气压与风速的湍流统计特征,量化风速-气压关联与湍流动能的变化关系.结果表明,气压方差谱在惯性副区满足-5/3幂次律,具有明显的非定常性和大气层结依赖性;基于湍流动能收支方程和风速收支方程的气压脉动归一化标准差与稳定度参数的关系,分别呈现线性规律和指数规律;气压脉动归一化标准差的时间变率和风速-气压协方差谱均可以反映风速-气压关联的强度以及与湍流动能变化的关系.日出时,风速-气压关联较强,对湍流动能正贡献,并随大气不稳定层结的发展逐渐减弱;日落后,气压-风速关联重新形成,并逐渐消耗湍流动能.气压对湍流动能的贡献与大气层结条件密切相关,对大气湍流运动有重要作用. 展开更多
关键词 气压脉动 风速-气压关联 归一化标准差 湍流动能
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基于机器学习的大气边界层高度预测方法研究
2
作者 白嘉怡 魏伟 +1 位作者 张宏昇 车慧正 《大气科学学报》 北大核心 2025年第3期404-416,共13页
大气边界层高度受多种气象因素影响,正确掌握大气边界层高度连续变化和演变规律具有重要意义。为解决传统技术手段获取大气边界层高度存在的时空分辨率低、误差偏大等问题,本研究基于机器学习方法--XGBoost,利用2016年1月—2019年5月北... 大气边界层高度受多种气象因素影响,正确掌握大气边界层高度连续变化和演变规律具有重要意义。为解决传统技术手段获取大气边界层高度存在的时空分辨率低、误差偏大等问题,本研究基于机器学习方法--XGBoost,利用2016年1月—2019年5月北京地区长期的地面气象观测、风廓线测风雷达和探空观测数据进行训练,确定算法模型估算大气边界层高度,预测了2019年6月—2020年5月北京地区大气边界层高度。结果表明:在晴朗的白天,模型预测效果最好,与真实观测存在较高的一致性,相关系数达到0.86;夜间预测效果较差。地表温度、相对湿度、风速是对模型预测结果影响最显著的特征。预测的边界层高度呈现显著日变化,日出之后迅速发展,午后逐渐下降,夜间逐渐达到平稳;春夏季北京地区边界层高度日变化较为显著,可达1 km;秋冬季日变化幅度较小,约为700 m。总体上,XGBoost算法预测边界层高度的能力优于多元线性回归算法和支持向量回归算法。基于机器学习的边界层高度估计和预测方法避免了传统手段设置阈值带来的误差,为边界层高度连续观测和预测提供了新思路。 展开更多
关键词 XGBoost方法 机器学习 大气边界层高度 日变化
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秦岭北麓地区CO_(2)和水汽湍流输送实验研究
3
作者 彭艳 赵奎锋 +2 位作者 张璐 张宏昇 李星敏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2407-2417,共11页
利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地长安站2021年4月~2022年3月涡动相关系统观测资料,结合气象观测资料,研究了秦岭北麓城郊过渡带近地面大气CO_(2)、H_(2)O浓度、蒸发量以及湍流通量演变特征,并讨论了气象要素对碳通... 利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地长安站2021年4月~2022年3月涡动相关系统观测资料,结合气象观测资料,研究了秦岭北麓城郊过渡带近地面大气CO_(2)、H_(2)O浓度、蒸发量以及湍流通量演变特征,并讨论了气象要素对碳通量的影响.结果表明:观测时段内CO_(2)小时浓度年均值为(404.4±27.9)×10^(-6),与瓦里关大气背景观测站和全球背景观测站CO_(2)年均值浓度水平相当,水汽小时浓度年均值为9.44g/m^(3),年总蒸发量为1321.5mm;CO_(2)、水汽浓度和蒸发量均存在显著的月、季节变化特征;CO_(2)和水汽通量存在明显的日、月和季节变化,全年白天均表现为较强的碳吸收,观测时段内CO_(2)总吸收量约为-3047g/m^(2);夜间表现为碳排放,观测时段内总排放量约为2631g/m^(2);气温、土壤温度、相对湿度和风速的变化均会对区域内CO_(2)通量产生影响,温度升高会增加区域内植被的固碳能力;白天CO_(2)通量负值多出现在西风条件下,农田和植被覆盖率较大的区域为CO_(2)通量的主要贡献区域;夜间CO_(2)通量正值主要来自于植被、土壤呼吸作用和人类活动排放的贡献.总体而言,秦岭北麓城郊过渡带呈现较为明显的碳汇属性,实验时段内CO_(2)的净吸收量约为-416g/m^(2). 展开更多
关键词 CO_(2)通量 秦岭北麓 城郊过渡带 涡动相关 气象因子
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沙尘天气过程沙地下垫面沙尘通量的获取与分析研究 被引量:32
4
作者 张宏升 朱好 +3 位作者 彭艳 康凌 陈家宜 Soon-Ung Park 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期744-752,共9页
利用浑善达克沙地地区2004年春季沙尘暴和微气象学加强观测实验资料,计算了浑善达克沙地地区不同沙尘天气条件下湍流交换系数、湍流动量通量和感热通量、沙尘浓度通量;研究了沙尘暴过程中湍流作用、沙尘输送特征及起沙条件。结果显示:... 利用浑善达克沙地地区2004年春季沙尘暴和微气象学加强观测实验资料,计算了浑善达克沙地地区不同沙尘天气条件下湍流交换系数、湍流动量通量和感热通量、沙尘浓度通量;研究了沙尘暴过程中湍流作用、沙尘输送特征及起沙条件。结果显示:浑善达克沙地地区非沙尘天气白天近地层热力湍流作用强于动力湍流,湍流交换以感热交换为主;沙尘天气过程中,近地面层湍流动力作用明显增加,湍流动量和感热交换都对湍流输送有主要贡献,感热通量数值有不同程度的降低。较强沙尘暴天气过程中动力湍流强于热力湍流。随着沙尘天气经历起沙、平衡、沉降的演变过程,沙尘通量数值呈现由正值为主,过渡到向上和向下数值相当、向下数值比例增加。非沙尘天气、扬沙天气和沙尘暴天气过程的沙尘通量值范围分别是±5μg/(m2.s)、±30μg/(m2.s)和-200—300μg/(m2.s)之间。浑善达克沙地地区,非沙尘天气也存在一定量的沙尘输送,但数值较小。浑善达克沙地地区沙尘通量与摩擦速度的三次方成正比,为F=Cu3*。临界起沙风速和临界摩擦速度分别约为6m/s和0.4m/s。 展开更多
关键词 湍流输送 沙尘浓度通量 临界摩擦速度 沙尘暴 沙地
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大气边界层高度确定及应用研究进展 被引量:29
5
作者 张宏昇 张小曳 +8 位作者 李倩惠 蔡旭晖 范绍佳 宋宇 胡非 车慧正 权建农 康凌 朱彤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期522-536,共15页
大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直... 大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直接观测手段和遥感手段确定大气边界层高度的不同方法,对比了大气边界层高度不同获取手段的优缺点,梳理了大气边界层高度参数化方案,探讨了大气边界层高度确定中存在的问题,并提出未来相关研究和应用可能突破方向。 展开更多
关键词 大气边界层高度 湍流边界层 物质聚集层 遥感反演 参数化
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不同下垫面湍流统计特征研究 被引量:46
6
作者 张宏升 李富余 陈家宜 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第5期598-604,共7页
利用戈壁、草原、郊区和城郊等不同下垫面进行的湍流观测资料,使用相同的湍流数据采集和处理方法,研究了不同下垫面湍流统计特征。结果表明:在不稳定层结下,三个方向分量风速归一化标准差σu/u ,σv/u ,σw/u 与稳定度参数z/L呈1/3幂次... 利用戈壁、草原、郊区和城郊等不同下垫面进行的湍流观测资料,使用相同的湍流数据采集和处理方法,研究了不同下垫面湍流统计特征。结果表明:在不稳定层结下,三个方向分量风速归一化标准差σu/u ,σv/u ,σw/u 与稳定度参数z/L呈1/3幂次关系;水平方向速度归一化标准差随地表粗糙度的增加而降低,垂直方向的速度、温度和湿度没有明显差异。文中给出了不同下垫面近中性层结下风速归一化标准差的数值。研究还发现:较湿润地区的湿度统计特征与温度的相似。 展开更多
关键词 湍流特征 地表粗糙度 归一化标准差 观测方法
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北京北郊冬季大风过程湍流通量演变特征的分析研究 被引量:12
7
作者 张宏升 刘新建 +2 位作者 朱好 刘辉志 胡非 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第3期661-668,共8页
利用中国科学院大气物理研究所325m气象观测塔1993年12月~1994年1月大气边界层实验资料,计算分析了大风过境过程中47m和120m高度湍流通量演变特征及其影响因子,以及与风速、稳定度等参数的关系。结果表明:大风过程对近地面层的物质能... 利用中国科学院大气物理研究所325m气象观测塔1993年12月~1994年1月大气边界层实验资料,计算分析了大风过境过程中47m和120m高度湍流通量演变特征及其影响因子,以及与风速、稳定度等参数的关系。结果表明:大风过程对近地面层的物质能量输送有着重要影响,大风之前出现短时间动量上传和热量下传;大风过程中的湍流通量数值明显高于过境后,水平方向湍流通量数值和能量增加幅度大于垂直方向;当风速大于临界值5m/s时,湍流通量与风速、湍流动能的相关迅速增大;湍流谱特征表现为湍流能量的低频部分增加、湍流谱曲线变宽;大风能强烈影响近地面层的能量收支。 展开更多
关键词 大风 湍流结构 感热通量 动量通量
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非单一水平均匀下垫面空气动力学参数的确定 被引量:35
8
作者 张宏昇 陈家宜 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第3期310-315,共6页
文章介绍了一种利用单一高度风速、温度湍流资料确定空气动力学参数的方法.该方法无须进行风速廓线的测量,可以应用于非单一水平均匀下垫面和非中性层结,避免了主观性.用该方法计算了北京城市北部边缘325m气象塔附近的零值位移... 文章介绍了一种利用单一高度风速、温度湍流资料确定空气动力学参数的方法.该方法无须进行风速廓线的测量,可以应用于非单一水平均匀下垫面和非中性层结,避免了主观性.用该方法计算了北京城市北部边缘325m气象塔附近的零值位移d和地表粗糙度z0.结果表明:该处下垫面零值位移d和地表粗糙度z0与风向有很强的依赖关系,与气象塔周围的城市建设相对应. 展开更多
关键词 空气动力学参数 湍流观测 下垫面 大气边界层
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自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪温度脉动观测的对比研究 被引量:8
9
作者 张宏升 陈家宜 张霭琛 《高原气象》 CSCD 北大核心 1995年第2期243-249,共7页
本文利用1992年8月进行的HEIFE仪器比较实验的湍流资料,给出了自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪进行温度脉动观测的水平比较及分析。结果表明:(1)总体上,两种探头测定的温度脉动方差和相应的温度通量一致性良好,但随着... 本文利用1992年8月进行的HEIFE仪器比较实验的湍流资料,给出了自制铂丝温度脉动仪与超声风温仪进行温度脉动观测的水平比较及分析。结果表明:(1)总体上,两种探头测定的温度脉动方差和相应的温度通量一致性良好,但随着稳定度增强,超声风温仪测定的σt略低于铂丝值;温度谱的比较表明,因观测高度较低,超声路径平均效应引起的高频削减已起作用。(2)超声风温仪测定值的修正量显著小于前人的报导,除湿度低、地面蒸发小外,也反映了对不太高的近地面层观测而言,实验场地水平均匀性好,在通常风速条件下地面切应力较小。 展开更多
关键词 铂丝温度仪 超声风温仪 温度脉动 温度通量
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沙尘天气过程起沙特征的观测试验和参数化研究进展 被引量:14
10
作者 张宏升 李晓岚 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期987-1000,共14页
沙尘天气过程研究中,起沙过程是沙尘传输和沉降的基础,沙尘模式中的起沙参数化方案决定了能否准确模拟和预报沙尘天气。试验观测和数值模拟是研究起沙过程的重要途径。基于风蚀起沙的物理机制,总结了起沙机制和起沙特征的研究成果,介绍... 沙尘天气过程研究中,起沙过程是沙尘传输和沉降的基础,沙尘模式中的起沙参数化方案决定了能否准确模拟和预报沙尘天气。试验观测和数值模拟是研究起沙过程的重要途径。基于风蚀起沙的物理机制,总结了起沙机制和起沙特征的研究成果,介绍了风蚀起沙的主要影响因子,回顾了起沙关键参数(临界起沙摩擦速度(u_t)或临界起沙风速(U_t)、水平跃移沙尘通量(Q)和起沙通量(F))的试验观测及其沙尘模式应用中的参数化方案,并讨论了不同起沙参数化方案的应用与校验。同时,针对目前研究中存在的问题和今后可能的研究方向提出建议。 展开更多
关键词 风蚀起沙 沙尘天气 试验观测 参数化方案
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时钟同步、钟速同步的再讨论  被引量:10
11
作者 张宏升 赵峥 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期471-475,共5页
运用Stokes定理,给出了坐标钟同步及钟速同步的充要条件.分别讨论了在有奇点和有奇环的情况下条件成立的时空区域,指出只要本文校钟方案可以实现,任意含有有限个奇点和奇环的时空都可以调整坐标钟及钟速同步.并以Vaidy... 运用Stokes定理,给出了坐标钟同步及钟速同步的充要条件.分别讨论了在有奇点和有奇环的情况下条件成立的时空区域,指出只要本文校钟方案可以实现,任意含有有限个奇点和奇环的时空都可以调整坐标钟及钟速同步.并以Vaidya时空为例,指出其中既可以调整坐标钟同步,又可以调整钟速同步. 展开更多
关键词 时钟同步 钟速同步 Vaidva时空 弯曲时空 观测量理论 广义相对论
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淮河地区水稻田下垫面整体输送系数的确定与讨论 被引量:7
12
作者 张宏升 杜金林 康凌 《气候与环境研究》 CSCD 2001年第2期209-213,共5页
利用1999年夏季淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)补充加强观测期间寿县观测站探测资料,计算分析了水稻田下垫表面上的整体输送系数CD、CH;和CE,并与能量平衡结果进行了对比研究。结果表明,尽管水稻田下垫面上的稳... 利用1999年夏季淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)补充加强观测期间寿县观测站探测资料,计算分析了水稻田下垫表面上的整体输送系数CD、CH;和CE,并与能量平衡结果进行了对比研究。结果表明,尽管水稻田下垫面上的稳定度集中在一狭小区间内,但整体输送系数CD、CH和CE仍取决于稳定度参数z/L、观测高度z和地表粗糙长度z0。 展开更多
关键词 整体输送系数 水稻田 观测法 淮河地区 下垫面
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超声风温仪测温的误差订正 被引量:7
13
作者 张宏升 陈家宜 《大气科学》 CSCD 北大核心 1998年第1期11-17,共7页
利用同步进行的风速、温度、湿度湍流观测资料,对超声风温仪温度测量结果作了水平风速和湿度的订正。结果表明:由于超声风温仪测温受空气湿度和水平风速的影响,对其作相应的订正是十分必要的。|z/L|<1时,湿度和风速对超声风... 利用同步进行的风速、温度、湿度湍流观测资料,对超声风温仪温度测量结果作了水平风速和湿度的订正。结果表明:由于超声风温仪测温受空气湿度和水平风速的影响,对其作相应的订正是十分必要的。|z/L|<1时,湿度和风速对超声风温仪温度方差和感热通量测量值所引起的误差是不可忽视的。而在|z/L|>1区间,仅计入湿度影响,已够精确。对于温度谱密度,当nSθ(n)/σ2θ低于001时,有一高频的噪声频率阈值,高于此频率,nSθ(n)/σ2θ与无因次频率f呈+1次幂关系。 展开更多
关键词 超声风温仪 温度脉动 观测法 温度 误差
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风杯风速仪过高效应的订正研究 被引量:3
14
作者 张宏昇 陈家宜 朴淳雄 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1999年第3期257-266,共10页
该文基于对风杯风速仪动力方程的数值计算和风杯风速仪与超声风速仪平行对比的观测结果,发现专用于近地面层精细风廓线测量的轻型低阈值风杯风速仪测风的过高效应引起的u-error约为1%,因风速平均方法不同(标量平均和矢量平... 该文基于对风杯风速仪动力方程的数值计算和风杯风速仪与超声风速仪平行对比的观测结果,发现专用于近地面层精细风廓线测量的轻型低阈值风杯风速仪测风的过高效应引起的u-error约为1%,因风速平均方法不同(标量平均和矢量平均)引起的DP-error是风杯风速仪测风过高的主要原因,在小风情况下更为明显. 展开更多
关键词 风杯风速仪 过高效应 观测 订正
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我国农业产业集聚影响因素分析 被引量:15
15
作者 张宏升 《价格月刊》 北大核心 2007年第9期19-21,共3页
近年来,伴随着我国农产品产量的增长和农产品加工企业的快速发展,出现了多个农业产业集聚,这些农业产业集聚的发展,不仅提高了农产品的竞争力,而且带动了当地经济社会的发展,成为推动农业发展的有效模式。本文主要从自然资源、主体、市... 近年来,伴随着我国农产品产量的增长和农产品加工企业的快速发展,出现了多个农业产业集聚,这些农业产业集聚的发展,不仅提高了农产品的竞争力,而且带动了当地经济社会的发展,成为推动农业发展的有效模式。本文主要从自然资源、主体、市场和科技4个方面分析了影响农业产业集聚发展的因素,进而提出了相应的对策建议。 展开更多
关键词 农业产业集聚 影响因素 主导作用
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新农村建设中农民工返乡创业问题思考 被引量:7
16
作者 张宏升 《理论探索》 CSSCI 北大核心 2010年第6期95-98,共4页
农民工返乡创业为新农村建设提供了全方位的支撑,有利于生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁和管理民主。2008年国际金融危机爆发以来,全国各地特别是经济欠发达地区十分重视农民工返乡创业,但目前农民工的返乡创业仍面临启动资金不... 农民工返乡创业为新农村建设提供了全方位的支撑,有利于生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁和管理民主。2008年国际金融危机爆发以来,全国各地特别是经济欠发达地区十分重视农民工返乡创业,但目前农民工的返乡创业仍面临启动资金不足,创业环境不够宽松,农民工自身的文化素质偏低等诸多难题。为此,应通过拓宽融资渠道、优化返乡创业环境、强化培训等措施,加快农民工返乡创业的步伐。 展开更多
关键词 新农村建设 农民工 返乡创业
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我国农村贫困标准的重新检视 被引量:1
17
作者 张宏升 赵玉 《理论探索》 北大核心 2008年第3期98-100,126,共4页
我国农村贫困标准是1985年采用世行推荐的马丁法和2000年国家统计局的测算方法,来具体确定的。但随着经济社会的不断发展,我国现行的农村贫困标准日益暴露出诸多问题,如明显低于国际通用的贫困标准,多年未有实质性改变等,已经无法适应... 我国农村贫困标准是1985年采用世行推荐的马丁法和2000年国家统计局的测算方法,来具体确定的。但随着经济社会的不断发展,我国现行的农村贫困标准日益暴露出诸多问题,如明显低于国际通用的贫困标准,多年未有实质性改变等,已经无法适应新时期我国经济社会发展的需要,因此有重新确定的必要性。目前,国务院扶贫办拟定的农村新贫困标准,更能体现扶贫成效,有利于缩小贫富差距,具有合理性和可行性。 展开更多
关键词 农村贫困标准 确定方法 问题 新贫困标准
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打造劳务品牌:农村剩余劳动力转移的关键 被引量:4
18
作者 张宏升 《理论探索》 北大核心 2009年第6期95-97,共3页
转移农村剩余劳动力既是提高农民收入的有效途径,也是发展现代农业的必然要求。而打造劳务品牌是提高劳务输出质量,变人口包袱为人力优势,加速农村剩余劳动力转移的关键。目前,我国在打造劳务品牌方面已积累了不少经验,但还应在借鉴已... 转移农村剩余劳动力既是提高农民收入的有效途径,也是发展现代农业的必然要求。而打造劳务品牌是提高劳务输出质量,变人口包袱为人力优势,加速农村剩余劳动力转移的关键。目前,我国在打造劳务品牌方面已积累了不少经验,但还应在借鉴已有经验的基础上,加大打造劳务品牌的力度,完善劳务品牌培训机制,扩大劳务品牌的影响力等,从而做大做强劳务品牌。 展开更多
关键词 劳务品牌 农村剩余劳动力 关键
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现代农业:河北新农村建设的产业支撑
19
作者 张宏升 李胜茹 《河北学刊》 CSSCI 北大核心 2007年第2期232-235,共4页
河北省现代农业的发展,为新农村建设提供了更加扎实的产业基础和更充裕的物质条件,是新农村建设重要的产业支撑。结合河北农业发展的实际,本文提出了“科技先导、龙头切入、港口带动、重点突破”的现代农业发展思路和加快河北现代农业... 河北省现代农业的发展,为新农村建设提供了更加扎实的产业基础和更充裕的物质条件,是新农村建设重要的产业支撑。结合河北农业发展的实际,本文提出了“科技先导、龙头切入、港口带动、重点突破”的现代农业发展思路和加快河北现代农业发展的对策建议。 展开更多
关键词 现代农业 新农村建设 产业支撑 发展思路
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1998年夏季青藏高原辐射平衡分量特征 被引量:78
20
作者 卞林根 陆龙骅 +5 位作者 逯昌贵 陈彦杰 高志球 刘辉志 张宏升 陈家宜 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第5期577-588,共12页
利用1998年夏季第二次青藏高原气象科学试验(TIPEX)获得的改则、当雄和昌都三个热源观测站的数据和相关资料,统计和分析了高原夏季辐射平衡分量和热源强度的变化特征。结果表明高原地面总辐射平均强度以西部最强,中部次之,东部最小... 利用1998年夏季第二次青藏高原气象科学试验(TIPEX)获得的改则、当雄和昌都三个热源观测站的数据和相关资料,统计和分析了高原夏季辐射平衡分量和热源强度的变化特征。结果表明高原地面总辐射平均强度以西部最强,中部次之,东部最小。6月中旬后随着雨季到来,地表反射率均有所降低,中部和东部的辐射强度明显减弱,西部雨季降水和云量都比较少,辐射强度变化不明显。高原中部和东部的净辐射在6月中旬有明显的突变现象,西部突变期出现在7月上旬.以中部的辐射加热强度最大,东部次之,西部最小。湿期随着地面长波辐射的减少,热源强度明显增大。 展开更多
关键词 青藏高原 总辐射 反射率 长波辐射 热源强度 土壤热通量
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