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青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究
1
作者
于涛
张圣杰
+3 位作者
文莉娟
王梦晓
郑景元
牛瑞佳
《高原气象》
北大核心
2025年第1期163-177,共15页
受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行...
受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行了细致研究,进一步结合中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)和气象站的气象数据,揭示了影响两湖水位变化的主要气象因子,结果表明:(1)1956-2004年青海湖呈退缩态势,2004年水位和面积达到最低值后转为逐渐增加,2004-2020年水位年均增长率为0.20 m·a^(-1),2004-2022年面积年均增长率为19.20 km^(2)·a^(-1)。2000-2018年的错那湖水位与从20世纪70年代至2022年的面积均呈轻微波动变化,水位和面积的年际最大变化值分别为0.60 m和9.98 km^(2)。(2)1990-2022年青海湖与青藏铁路最小距离先增加后减小,2004年后二者最小距离以19.6 m·a^(-1)的速率缩短,至2022年最小距离为74.3 m;2004-2022年错那湖与青藏铁路最小距离变化趋势不明显,至2022年二者最小距离为32.3 m。(3)青海湖的水位变化受风速、年降水量、向下短波辐射、向下长波辐射和比湿影响,贡献率分别为38%、24%、20%、14%和4%;错那湖水位变化主要受年降水量影响,其余气象因子与水位变化相关性不显著。
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关键词
青海湖
错那湖
青藏铁路
面积变化
水位变化
相关分析
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职称材料
基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
2
作者
唐鸿
赵仪欣
+2 位作者
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第5期1152-1162,共11页
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海...
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海湖下社水文站野外湖冰观测数据、MODIS湖冰覆盖率数据集、刚察气象站观测数据与CMFD数据,结合湖冰准稳态分析模型,研究了近40年(1979-2017年)青海湖湖冰厚度及其物候的演变特征。结果表明:模拟的多年冰厚平均值为0.31 m,与下社水文站实测值接近;模型对湖冰融化结束时间的刻画较准确,误差仅为0.07天,开始结冰时间和结冰期长度的误差分别为5.60天和5.67天。1979-2017年模拟的最大冰厚减小趋势与观测结果较为一致,即每年冰厚减少0.003 m。模拟的1979-2017年青海湖开始结冰时间延后(0.23 d·a^(-1)),融化结束时间提前(0.32 d·a^(-1)),结冰期长度缩短(1.02 d·a^(-1)),其中20世纪80年代结冰期缩短尤为明显(2.2 d·a^(-1))。1979-2017年青海湖结冰期内(12月至次年4月)向下长波辐射和气温(二者均呈现上升趋势)与平均冰厚以及最大冰厚之间存在显著的负相关关系,向下短波辐射(呈现下降趋势)与最大冰厚以及平均冰厚之间存在显著的正相关关系。去趋势敏感性试验表明:向下长波辐射、气温、向下短波辐射、比湿是青海湖1979-2017年内平均冰厚和最大冰厚变率的主要驱动因子,对平均冰厚变率分别贡献了42.08%,40.93%,-36.99%和17.45%,对最大冰厚变率分别贡献了44.48%,44.68%,-34.77%和19.92%。所有气象驱动因子对二者贡献了83.40%和87.01%,可以看出青海湖最大冰厚变率相较平均冰厚变率更容易受到气象条件的影响。本文研究结果对冰冻圈湖冰的长期演变趋势提供了认识,为其他青藏高原湖泊冷季研究提供了参考依据。
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关键词
青海湖
准稳态湖冰模型
湖冰厚度
湖冰物候
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职称材料
基于能量平衡的分析模型在青海湖湖冰模拟中的应用
被引量:
4
3
作者
赵仪欣
文莉娟
+2 位作者
王梦晓
曾礼
牛瑞佳
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第3期590-602,共13页
湖冰对气候变化响应敏感,在全球变暖的背景下,湖冰总体呈现衰退趋势,甚至北半球部分湖泊未来有可能不再冻结。青藏高原湖泊分布广泛,但目前对于湖冰的模拟研究开展较少,对青藏高原湖冰特征及冻结系数的认识还较为有限。本文利用飞航式...
湖冰对气候变化响应敏感,在全球变暖的背景下,湖冰总体呈现衰退趋势,甚至北半球部分湖泊未来有可能不再冻结。青藏高原湖泊分布广泛,但目前对于湖冰的模拟研究开展较少,对青藏高原湖冰特征及冻结系数的认识还较为有限。本文利用飞航式雷达湖冰测厚数据、青海湖气象观测数据、ERA5-Land再分析数据、MODIS地表温度数据以及Aqua/MODIS卫星遥感图像,通过度日法湖冰生长模型确定了青海湖冻结系数A_(0),研究结果显示A_(0)在青海湖具有空间异质性和时间异质性,且前者比后者更为明显。进一步利用度日法和基于能量平衡的分析模型模拟了青海湖的湖冰演变,结果表明:相较于度日法,基于能量平衡的分析模型模拟的青海湖2018-2019年冰期的开始结冰时间、融化结束时间与湖冰厚度同实际观测更为符合。分析模型是一种优于度日法、适用于青海湖湖冰模拟研究的方法,该方法能够综合考虑辐射、能量交换、气象要素、湖泊深度等因素的影响,其物理过程更为完善,同时也弥补了度日法模拟精度依赖于冻结初日的确定且无法表现融化过程的缺陷。
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关键词
青海湖
湖冰生消
冰厚
度日法
分析模型
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职称材料
那曲地区不同季节陆面过程与大气边界层演变耦合关系的对比分析
被引量:
2
4
作者
王冠添
胡泽勇
+7 位作者
孙根厚
杨耀先
谷良雷
付春伟
樊威伟
吴笛
牛瑞佳
罗红羽
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第6期1361-1371,共11页
陆面过程与大气边界层之间耦合关系是理解青藏高原热力效应的关键环节和难点之一。本文基于那曲高寒气候环境观测研究站2019年5月、7月和10月地面及探空观测数据分析了青藏高原那曲地区地表能量收支及大气温湿垂直廓线的日变化和季节差...
陆面过程与大气边界层之间耦合关系是理解青藏高原热力效应的关键环节和难点之一。本文基于那曲高寒气候环境观测研究站2019年5月、7月和10月地面及探空观测数据分析了青藏高原那曲地区地表能量收支及大气温湿垂直廓线的日变化和季节差异,探讨了该地区干湿季大气边界层高度的演变规律。结果表明,在5月观测期间内受日间净辐射强度变化的影响,对流边界层在晴天较高,为2842 m;阴天较低,为1481 m,强对流天气也可能使其在低层转变成稳定边界层。同时,位于近地层大气的感热和潜热交换为大气边界层的维持和发展提供了能量支持,位温和比湿垂直廓线能够正确反映出那曲地区大气边界层高度的季节性差异,对流边界层高度在5月最高、10月次之、7月最低,而稳定边界层在7月最高、5月次之、10月最低。
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关键词
青藏高原
那曲地区
边界层高度
探空资料
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职称材料
积雪和沙尘对冰封期青海湖辐射和温度的影响
5
作者
牛瑞佳
文莉娟
+4 位作者
王梦晓
赵仪欣
董靖玮
王冠添
王琦
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第4期913-922,共10页
青藏高原广泛而密集地分布着大量湖泊,受高海拔影响,湖泊多季节性冻结且冰封期较长。湖冰可显著改变湖面和水下辐射、能量传输过程,进而影响局地、区域气候及冰下水生生态系统;然而目前对高原湖泊冰封期湖面特征及湖下热力过程的认识尚...
青藏高原广泛而密集地分布着大量湖泊,受高海拔影响,湖泊多季节性冻结且冰封期较长。湖冰可显著改变湖面和水下辐射、能量传输过程,进而影响局地、区域气候及冰下水生生态系统;然而目前对高原湖泊冰封期湖面特征及湖下热力过程的认识尚不明确。因此,本研究于2022年2月6-28日在青藏高原最大湖泊青海湖进行了冰封期多层湖水-湖冰-大气的系统野外观测;利用获取的野外观测数据及视频影像,结合台站降水资料,研究了冰封期青海湖不同冰面覆盖条件对湖水-湖冰-大气辐射和温度的影响。结果表明,降雪、沙尘、大风等不同天气过程可显著改变冰面物质的分布情况,导致青海湖冰面覆盖物和冰层的厚度发生变化。冰面覆盖物的反照率差异及其对太阳辐射的吸收差异使入射到湖表覆盖物上界面、湖冰上界面的短波辐射和湖冰温度日变化存在显著差别。裸冰时反照率较小且上层少有可吸收太阳辐射的覆盖物,冰面温度的日变化较大。积雪的高反射特性和沙尘的强吸收特性均削弱了入射湖冰表面的短波辐射,使得湖冰温度日变化较小。
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关键词
青海湖
冰封期
辐射
温度
湖冰
积雪
沙尘
天气过程
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职称材料
题名
青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究
1
作者
于涛
张圣杰
文莉娟
王梦晓
郑景元
牛瑞佳
机构
兰州理工大学石油化工学院
中国科学院西北生态环境资源研究院青海湖综合研究观测站
中国科学院大学
出处
《高原气象》
北大核心
2025年第1期163-177,共15页
基金
中国科学院“西部之光”项目(E129030101)
甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA073)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(42275044)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2021G047)。
文摘
受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行了细致研究,进一步结合中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)和气象站的气象数据,揭示了影响两湖水位变化的主要气象因子,结果表明:(1)1956-2004年青海湖呈退缩态势,2004年水位和面积达到最低值后转为逐渐增加,2004-2020年水位年均增长率为0.20 m·a^(-1),2004-2022年面积年均增长率为19.20 km^(2)·a^(-1)。2000-2018年的错那湖水位与从20世纪70年代至2022年的面积均呈轻微波动变化,水位和面积的年际最大变化值分别为0.60 m和9.98 km^(2)。(2)1990-2022年青海湖与青藏铁路最小距离先增加后减小,2004年后二者最小距离以19.6 m·a^(-1)的速率缩短,至2022年最小距离为74.3 m;2004-2022年错那湖与青藏铁路最小距离变化趋势不明显,至2022年二者最小距离为32.3 m。(3)青海湖的水位变化受风速、年降水量、向下短波辐射、向下长波辐射和比湿影响,贡献率分别为38%、24%、20%、14%和4%;错那湖水位变化主要受年降水量影响,其余气象因子与水位变化相关性不显著。
关键词
青海湖
错那湖
青藏铁路
面积变化
水位变化
相关分析
Keywords
Lake Qinghai
Lake Cuona
Qinghai-Xizang Railway
area variation
water level variation
correlation analysis
分类号
P461.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
2
作者
唐鸿
赵仪欣
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室
中国科学院青海湖综合观测研究站
中国科学院大学
四川电力设计咨询有限责任公司
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第5期1152-1162,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42275044)
中国科学院“西部之光”项目(E129030101)
甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA073)。
文摘
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海湖下社水文站野外湖冰观测数据、MODIS湖冰覆盖率数据集、刚察气象站观测数据与CMFD数据,结合湖冰准稳态分析模型,研究了近40年(1979-2017年)青海湖湖冰厚度及其物候的演变特征。结果表明:模拟的多年冰厚平均值为0.31 m,与下社水文站实测值接近;模型对湖冰融化结束时间的刻画较准确,误差仅为0.07天,开始结冰时间和结冰期长度的误差分别为5.60天和5.67天。1979-2017年模拟的最大冰厚减小趋势与观测结果较为一致,即每年冰厚减少0.003 m。模拟的1979-2017年青海湖开始结冰时间延后(0.23 d·a^(-1)),融化结束时间提前(0.32 d·a^(-1)),结冰期长度缩短(1.02 d·a^(-1)),其中20世纪80年代结冰期缩短尤为明显(2.2 d·a^(-1))。1979-2017年青海湖结冰期内(12月至次年4月)向下长波辐射和气温(二者均呈现上升趋势)与平均冰厚以及最大冰厚之间存在显著的负相关关系,向下短波辐射(呈现下降趋势)与最大冰厚以及平均冰厚之间存在显著的正相关关系。去趋势敏感性试验表明:向下长波辐射、气温、向下短波辐射、比湿是青海湖1979-2017年内平均冰厚和最大冰厚变率的主要驱动因子,对平均冰厚变率分别贡献了42.08%,40.93%,-36.99%和17.45%,对最大冰厚变率分别贡献了44.48%,44.68%,-34.77%和19.92%。所有气象驱动因子对二者贡献了83.40%和87.01%,可以看出青海湖最大冰厚变率相较平均冰厚变率更容易受到气象条件的影响。本文研究结果对冰冻圈湖冰的长期演变趋势提供了认识,为其他青藏高原湖泊冷季研究提供了参考依据。
关键词
青海湖
准稳态湖冰模型
湖冰厚度
湖冰物候
Keywords
Qinghai Lake
quasi-steady model
lake ice thickness
ice phenology
分类号
P461.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于能量平衡的分析模型在青海湖湖冰模拟中的应用
被引量:
4
3
作者
赵仪欣
文莉娟
王梦晓
曾礼
牛瑞佳
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
中国科学院大学
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第3期590-602,共13页
基金
国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作重点专项(2019YFE0197600)
中国科学院“西部之光”项目(E129030101,Y929641001)
国家自然科学基金项目(41930759,41975081)。
文摘
湖冰对气候变化响应敏感,在全球变暖的背景下,湖冰总体呈现衰退趋势,甚至北半球部分湖泊未来有可能不再冻结。青藏高原湖泊分布广泛,但目前对于湖冰的模拟研究开展较少,对青藏高原湖冰特征及冻结系数的认识还较为有限。本文利用飞航式雷达湖冰测厚数据、青海湖气象观测数据、ERA5-Land再分析数据、MODIS地表温度数据以及Aqua/MODIS卫星遥感图像,通过度日法湖冰生长模型确定了青海湖冻结系数A_(0),研究结果显示A_(0)在青海湖具有空间异质性和时间异质性,且前者比后者更为明显。进一步利用度日法和基于能量平衡的分析模型模拟了青海湖的湖冰演变,结果表明:相较于度日法,基于能量平衡的分析模型模拟的青海湖2018-2019年冰期的开始结冰时间、融化结束时间与湖冰厚度同实际观测更为符合。分析模型是一种优于度日法、适用于青海湖湖冰模拟研究的方法,该方法能够综合考虑辐射、能量交换、气象要素、湖泊深度等因素的影响,其物理过程更为完善,同时也弥补了度日法模拟精度依赖于冻结初日的确定且无法表现融化过程的缺陷。
关键词
青海湖
湖冰生消
冰厚
度日法
分析模型
Keywords
Qinghai Lake
lake ice freezing and melting
ice thickness
the degree-day approach
the analytic model
分类号
P461.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
那曲地区不同季节陆面过程与大气边界层演变耦合关系的对比分析
被引量:
2
4
作者
王冠添
胡泽勇
孙根厚
杨耀先
谷良雷
付春伟
樊威伟
吴笛
牛瑞佳
罗红羽
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
那曲高寒气候环境西藏自治区野外科学观测研究站
中国科学院大学
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第6期1361-1371,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42330609)
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0103)
+2 种基金
国家自然科学基金项目(91837208,42175085)
中国科学院战略性先导科技专项(XDA20060101)
国家重点研发计划项目(2018YFC1505701)。
文摘
陆面过程与大气边界层之间耦合关系是理解青藏高原热力效应的关键环节和难点之一。本文基于那曲高寒气候环境观测研究站2019年5月、7月和10月地面及探空观测数据分析了青藏高原那曲地区地表能量收支及大气温湿垂直廓线的日变化和季节差异,探讨了该地区干湿季大气边界层高度的演变规律。结果表明,在5月观测期间内受日间净辐射强度变化的影响,对流边界层在晴天较高,为2842 m;阴天较低,为1481 m,强对流天气也可能使其在低层转变成稳定边界层。同时,位于近地层大气的感热和潜热交换为大气边界层的维持和发展提供了能量支持,位温和比湿垂直廓线能够正确反映出那曲地区大气边界层高度的季节性差异,对流边界层高度在5月最高、10月次之、7月最低,而稳定边界层在7月最高、5月次之、10月最低。
关键词
青藏高原
那曲地区
边界层高度
探空资料
Keywords
Qinghai-Xizang Plateau
Nagqu Area
boundary layer height
radiosonde data
分类号
P404 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
积雪和沙尘对冰封期青海湖辐射和温度的影响
5
作者
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
赵仪欣
董靖玮
王冠添
王琦
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第4期913-922,共10页
基金
国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作重点专项(2019YFE0197600)
国家自然科学基金项目(42275044)
+3 种基金
中国科学院“西部之光”项目(E129030101)
甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA073)
中国气象局创新发展专项(CXFZ2021Z036)
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0104)。
文摘
青藏高原广泛而密集地分布着大量湖泊,受高海拔影响,湖泊多季节性冻结且冰封期较长。湖冰可显著改变湖面和水下辐射、能量传输过程,进而影响局地、区域气候及冰下水生生态系统;然而目前对高原湖泊冰封期湖面特征及湖下热力过程的认识尚不明确。因此,本研究于2022年2月6-28日在青藏高原最大湖泊青海湖进行了冰封期多层湖水-湖冰-大气的系统野外观测;利用获取的野外观测数据及视频影像,结合台站降水资料,研究了冰封期青海湖不同冰面覆盖条件对湖水-湖冰-大气辐射和温度的影响。结果表明,降雪、沙尘、大风等不同天气过程可显著改变冰面物质的分布情况,导致青海湖冰面覆盖物和冰层的厚度发生变化。冰面覆盖物的反照率差异及其对太阳辐射的吸收差异使入射到湖表覆盖物上界面、湖冰上界面的短波辐射和湖冰温度日变化存在显著差别。裸冰时反照率较小且上层少有可吸收太阳辐射的覆盖物,冰面温度的日变化较大。积雪的高反射特性和沙尘的强吸收特性均削弱了入射湖冰表面的短波辐射,使得湖冰温度日变化较小。
关键词
青海湖
冰封期
辐射
温度
湖冰
积雪
沙尘
天气过程
Keywords
Qinghai Lake
ice-covered period
radiation
temperature
lake ice
snow
dust
weather processes
分类号
P461.5 [天文地球]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究
于涛
张圣杰
文莉娟
王梦晓
郑景元
牛瑞佳
《高原气象》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
唐鸿
赵仪欣
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
基于能量平衡的分析模型在青海湖湖冰模拟中的应用
赵仪欣
文莉娟
王梦晓
曾礼
牛瑞佳
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
4
那曲地区不同季节陆面过程与大气边界层演变耦合关系的对比分析
王冠添
胡泽勇
孙根厚
杨耀先
谷良雷
付春伟
樊威伟
吴笛
牛瑞佳
罗红羽
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
5
积雪和沙尘对冰封期青海湖辐射和温度的影响
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
赵仪欣
董靖玮
王冠添
王琦
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023
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