数值天气预报模式的行星边界层方案热力预报变量选择

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作者 赵怡雪 周博闻 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期276-286,共11页

在数值天气预报模式中,大气边界层湍流混合由行星边界层方案承担.传统的边界层方案多采用位温作为热力学预报变量,计算感热通量并获得位温的湍流倾向,多数边界层方案设计之初,也往往只考虑干边界层中的位温湍流混合.事实上,驱动边界层... 在数值天气预报模式中,大气边界层湍流混合由行星边界层方案承担.传统的边界层方案多采用位温作为热力学预报变量,计算感热通量并获得位温的湍流倾向,多数边界层方案设计之初,也往往只考虑干边界层中的位温湍流混合.事实上,驱动边界层热对流的是浮力而非热力,前者还包含了水汽的作用,由虚位温表征.基于湍流可分辨的大涡模拟来评估传统边界层方案所参数化的感热通量在湿边界层中的适用性,重点关注方案中涉及逆梯度修正项的关键系数,同时也考察浮力通量的参数化评估结果显示浮力通量在干湿边界层中具备一致性,其模式系数不随水汽条件变化,因此,推荐以虚位温替代位温作为行星边界层方案热力预报变量. 展开更多

关键词 行星边界层方案 对流边界层 虚位温 浮力通量 感热通量

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人类活动对全球淡水循环影响与水行星边界评估研究进展 被引量：3

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作者 杨建锋 左力艳 +1 位作者 姚晓峰 马腾 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1-9,共9页

近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度—全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界... 近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度—全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界方法框架与研究进展,分析了淡水利用管理从流域尺度到全球尺度的实现方法。水行星边界方法以地球系统科学理论为指导,以保持地球系统稳定运行为目标,将淡水循环研究视野从流域尺度扩展至全球尺度,定量描述了全球淡水利用安全运行空间,成为评价全球水资源可持续性的重要方法。水资源管理既要考虑流域尺度的水资源、生态与经济社会发展关系,也要考虑全球尺度的水循环、地球系统稳定与全球可持续发展关系。水行星边界是对现有区域水资源承载能力评价方法的重要补充,为全球与区域淡水资源治理提供了重要的方法框架。根据我国自然资源管理新制度下水资源管理需要,针对水行星边界评估,建议加强全球淡水循环过程研究,完善全球水文模型与模拟预测平台;加强水行星边界与土地、生物、大气等其他行星边界的相互影响与作用研究;探索应用水行星边界框架完善资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价方法。 展开更多

关键词 地球系统 淡水循环 水行星边界 区域尺度 全球尺度

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黑河地区行星边界层平均结构演变的三维数值模拟 被引量：12

3

作者 程麟生 彭新东 《高原气象》 CSCD 北大核心 1992年第4期389-399,共11页

本文利用一个改进和发展的高分辨三维中尺度数值模式,用FGGEⅢb资料对具有复杂下垫面和地形的黑河地区晴天边界层演变进行了模拟。结果表明,该模式具有模拟该地区夏季边界层平均结构及其演变的能力。模拟的地面诸通量演变与一些观测分... 本文利用一个改进和发展的高分辨三维中尺度数值模式,用FGGEⅢb资料对具有复杂下垫面和地形的黑河地区晴天边界层演变进行了模拟。结果表明,该模式具有模拟该地区夏季边界层平均结构及其演变的能力。模拟的地面诸通量演变与一些观测分析结果基本一致,但因下垫面的不同会有某些差异,对晴天边界层平均结构演变的18小时模拟能明显地区分白天和夜间的不同特征。白天混合层是在08时(北京时)以后逐渐发展建立的,在大约16时增长到其最大厚度1.5km;该混合层可持续到21时。夜间稳定边界层在大约22时建立。但无论白天或夜间,下垫面的非均匀性对边界层平均结构及其演变均有明显的影响。 展开更多

关键词 行星边界层 平均结构 演变

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基于足迹家族和行星边界的主要国家环境可持续性多维评价 被引量：18

4

作者 方恺 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2014年第11期1868-1875,共8页

足迹家族和行星边界都是国际可持续发展研究领域新近出现的热点概念。系统回顾了足迹家族和行星边界的概念缘起,首次提出了基于足迹家族和行星边界的环境可持续性概念及其评价框架。其中,足迹家族定义为:人类在自然资源消费和废弃物排... 足迹家族和行星边界都是国际可持续发展研究领域新近出现的热点概念。系统回顾了足迹家族和行星边界的概念缘起,首次提出了基于足迹家族和行星边界的环境可持续性概念及其评价框架。其中,足迹家族定义为:人类在自然资源消费和废弃物排放过程中占用的地球生态系统的再生和消纳能力;行星边界定义为:可供人类安全占用的地球生态系统的最大再生和消纳能力。由此,将环境可持续性定量描述为人类环境足迹小于或等于对应行星边界的情形,反之则为环境不可持续性。分析了该环境可持续性概念的6项基本特征:系统性、选择性、交互性、不确定性、尺度依赖性、赤字可权衡性。在此基础上,以全球30个主要国家为例,对提出的足迹家族-行星边界整合框架进行了实证应用。从与人类社会关系重大的环境问题入手,对各国在气候变化(碳排放)、水资源利用和土地利用3方面的环境可持续性进行了多维测度。结果显示:22国的碳排放呈现不可持续性,人均碳赤字最高为美国的26.1 t·a^(-1)(以CO_(2)当量计);17国的水资源利用呈现不可持续性,人均水赤字最高为西班牙的1497.8 m^(3)·a^(-1);15国的土地利用呈现不可持续性,人均土地赤字最高为荷兰的2.3 hm^(2)·a^(-1)。研究表明,碳排放的可持续性与社会经济发展水平关系密切,发达国家对气候变化的贡献明显大于发展中国家;水资源利用和土地利用的可持续性则更多地受各国人均资源禀赋制约。本研究对科学量化和比较不同国家的环境可持续性具有参考价值,该评价方法也适用于其他环境问题或国家以下尺度的核算分析。 展开更多

关键词 环境可持续性 足迹家族 行星边界 整合 环境赤字(盈余) 多维 environmental DEFICIT (reserve)

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海面上行星边界层微结构的探空测量 被引量：1

5

作者 吴晓庆 马成胜 +2 位作者 袁仁民 曾宗泳 王英俭 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期375-379,共5页

用自行研制的探空仪于1999年6月在东海进行了探空实验,得到了海面上大气温度、湿度、气压、C_n^2廓线。资料分析表明:800m以下海面上温度的日变化不超过3℃,逆温强度较弱。当纬度增加1℃,海表面气温减少1℃。C_n^2随高度迅速下降,从海... 用自行研制的探空仪于1999年6月在东海进行了探空实验,得到了海面上大气温度、湿度、气压、C_n^2廓线。资料分析表明:800m以下海面上温度的日变化不超过3℃,逆温强度较弱。当纬度增加1℃,海表面气温减少1℃。C_n^2随高度迅速下降,从海表面直至500m达到相对小的区域,在500～2000m高度内C_n^2基本上保持不变。湍流峰值往往出现在位温梯度较大的地方。并对海面上位温廓线日变化进行了数值模拟。 展开更多

关键词 海面上 微结构 探空测量 行星边界层 位温梯度 探空仪 数值模拟

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草原垦荒行星边界层的数值研究 被引量：1

6

作者 陈万隆 陈宇能 陈江 《气象学报》 CSCD 北大核心 1992年第4期450-458,共9页

本文主要用修改的Nickerson等(1986)提出的中尺度模式,研究了在我国北方(49°19′N,119°55′E)草原开垦地所形成的行星边界层。其基本结果是:1)正午开垦地的“热岛”强度达4—6℃。下垫面的热力扰动可达700m高度,而对流扰动可... 本文主要用修改的Nickerson等(1986)提出的中尺度模式,研究了在我国北方(49°19′N,119°55′E)草原开垦地所形成的行星边界层。其基本结果是:1)正午开垦地的“热岛”强度达4—6℃。下垫面的热力扰动可达700m高度,而对流扰动可达行星边界层顶,对流速度为1-2cm·s^(-1);2)一旦草原被大范围开垦,其边界层气候就会朝干热方向演变;3)灌溉可以减轻开垦地的“热岛”强度和旱情,但不能阻止气候的干热化过程,4)行星边界层内局地环流的方向在一昼夜内保持不变,即低层150—200m高度以下的气流由草原吹向开垦地,风速达2m·s^(-1)左右,上层为返回气流,速度略小于下层。草原上的湿气流在水平方向伸入开垦地可达30-50km。 展开更多

关键词 草原 垦荒地 行星边界层 数值模拟

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针对WRF模式中行星边界层参数化过程倾向项的扰动方法 被引量：2

7

作者 武天杰 闵锦忠 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期240-251,共12页

针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案... 针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案及针对WRF模式总倾向的随机物理过程扰动(SPPT)方案对2014年7月进行对比实验,发现使用较大格点方差的SPPBLPT方案能有效降低地面温度与风场的误差,也能降低降水的预报误差,而其他方案对预报改善不明显。针对地面温度和风场的BS评分显示,SPPBLPT方案通过降低可靠性评分(提高可靠性),显著改善了集合预报对温度与风场的可能性预报,同时该方案能显著提高降水的GSS评分,在所有实验中,较大格点方差的SPPBLPT方案表现最好。针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT)能显著提升集合预报系统性能,但是该方案的扰动参数的设置还需要进一步研究。 展开更多

关键词 行星边界层 随机物理过程扰动 集合预报 WRF模式

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行星边界框架下可持续发展理论拓展创新与实践应用 被引量：1

8

作者 陈思盈 谭志雄 韩经纬 《中国人口·资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第12期32-41,共10页

系统把握行星边界框架的理论意涵及其在可持续发展理论体系中的拓展应用,对跟踪国际可持续发展研究前沿、丰富中国可持续发展实践路径具有重要意义。该研究基于行星边界框架内涵特征梳理,从思维范式、评价方法、全球治理三方面探索行星... 系统把握行星边界框架的理论意涵及其在可持续发展理论体系中的拓展应用,对跟踪国际可持续发展研究前沿、丰富中国可持续发展实践路径具有重要意义。该研究基于行星边界框架内涵特征梳理,从思维范式、评价方法、全球治理三方面探索行星边界框架在可持续发展研究领域的价值贡献:该框架具有“强约束”特征,通过量化人类活动的“安全运行空间”加深了经济、社会、环境三者关系由增长模式向包含模式转变的理解。可量化的边界与生命周期评估、足迹家族、投入产出法等环境可持续评价方法的融合丰富了可持续发展评估工具。与联合国可持续发展目标体系的融合应用提升了行星边界框架理论的全球影响力。生态文明思想是立足本土经验泛化而成的新范式新表征,蕴含丰富的理论与实践基础。从只有一个地球、理性增长等价值理念及行动逻辑差异之处辩证地理解生态文明思想与行星边界框架的逻辑关系,是行星边界框架理论本土化实践的重要根底。基于此,提出进一步推动中国可持续发展战略实施的新思考:借助行星边界框架探索人与自然和谐共生的现代化方向,提高对人与自然和谐共生的基本认知,深化其与中国环境治理体系和治理能力现代化的有益碰撞;从拓展SDGs-PB研究尺度、注重异质性调整、强化数据支撑等维度促进行星边界框架与中国SDGs的有机融合;围绕绿色低碳循环发展经济体系中的边界约束、“双碳”目标任务中的阈值设定等发挥行星边界框架支撑中国“双碳”目标实现的方法工具功能。 展开更多

关键词 行星边界框架 可持续发展 生态文明 安全阈值

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不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的影响研究

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作者 周心河 熊喆 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期211-224,共14页

使用NCEP-FNL全球分析资料作为WRF模式的初始场和边界场,利用该模式中6种行星边界层参数化方案对新疆进行2006年10月1日至2008年1月1日的模拟积分试验,重点考察模式在10 km水平分辨率下不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的敏感性... 使用NCEP-FNL全球分析资料作为WRF模式的初始场和边界场,利用该模式中6种行星边界层参数化方案对新疆进行2006年10月1日至2008年1月1日的模拟积分试验,重点考察模式在10 km水平分辨率下不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的敏感性。结果表明:1)采用6种行星边界层参数化方案的模式都能较好地模拟出年、雨季总降水量的空间分布及月降水的季节循环。2)对于新疆整体来说,采用Grenier-Bretherton-McCaa(GBM)方案模拟雨季降水更接近观测,偏差在±30%以内。对于天山地区来说,采用Bougeault-Lacarrere(BouLac)方案模拟年降水更接近观测,偏差为-19.13%;采用GBM方案模拟中雨和大雨的TS评分最高分别为0.37和0.33,并且能够较好地模拟7月5次较大降水日中不同下垫面类型的昼夜降水,偏差在5 mm以内。3)BouLac方案能够较好地模拟天山地区年降水的时空分布特征,GBM方案更适合模拟新疆整体雨季期间降水。因此利用WRF模式开展新疆降水模拟研究时应考虑不同行星边界层参数化方案的适用范围。 展开更多

关键词 WRF模式 行星边界层参数化方案 降水 新疆

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热浪条件下大气边界层结构的日变化特征

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作者 郭怡宁 陈苑旻 庄逸翔 《农业灾害研究》 2024年第10期195-197,共3页

基于北京首都国际机场2008—2019年的AMDAR数据记录,探究大气边界层温度和风的日变化特征及其对热浪事件的响应。将热浪事件定义为日平均气温连续2 d以上超过暖季(5—9月)日平均气温95%分位数的高温天气过程。研究发现:北京市大气边界... 基于北京首都国际机场2008—2019年的AMDAR数据记录,探究大气边界层温度和风的日变化特征及其对热浪事件的响应。将热浪事件定义为日平均气温连续2 d以上超过暖季(5—9月)日平均气温95%分位数的高温天气过程。研究发现:北京市大气边界层温度有显著的日变化,通常在15:00达到最高值。在白天,对流边界层发展旺盛,而夜间有较为明显的辐射逆温。北京大气边界层风速同样具有显著的日变化和垂直差异,3 000 m以下往往在02:00~04:00达到最大风速,在较低层,白天多为东南风而夜间多为东北风;在较高层,整个日平均变化几乎表现为西北风。 展开更多

关键词 行星边界层 热浪 AMDAR

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安徽阜阳地区边界层高度的长期变化特征及其影响机制 被引量：1

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作者 路传彬 戴秋丹 +4 位作者 谢正辉 陈娟 孙向明 张思超 戴铁 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2110-2124,共15页

安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率... 安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率探空观测资料以及ERA5再分析资料,采用总体理查森数方法计算了行星边界层高度(PBLH),对比分析了阜阳市PBLH的长期变化特征;并分析了多年月平均、季节和年际尺度的PBLH与10 m风速、近地面气温、相对湿度、大气压等气象影响因子的关系,以及观测和ERA5 PBLH差异的原因。结果表明:阜阳08时(北京时,下同)和20时探空观测的PBLH全年均小于500 m,这是由于太阳辐射在这两个时段比较弱,边界层没有充分发展或正在向夜间稳定边界层过渡。20时的PBLH高于08时的,是由于20时气压低、温度高和相对湿度小共同造成边界层抬升更高,超过风速低造成的降低影响。PBLH有显著的季节变化,夏季>春季>冬季>秋季。ERA5的PBLH与探空观测的季节变化特征大致相同。08时ERA5的PBLH比观测总体偏高23 m,这是由于ERA5风速偏高、温度偏高和气压偏低等原因造成;20时则是ERA5的PBLH总体偏低99 m,其影响因素比较复杂。ERA5与探空观测的PBLH多年月平均相关系数比较高,在08时和20时分别为0.91和0.74,因此可以用ERA5资料在阜阳站点及东南地区进行PBLH长期趋势研究。观测和ERA5年平均PBLH逐年的波动变化一致,探空PBLH是波动中保持平稳,ERA5则是在波动中略微下降(不具有显著性水平小于0.05的统计学意义)。月平均尺度上地表气象因子对PBLH有显著影响,气压和风速的影响都比较大,温度和湿度的影响次之。探空观测的月平均PBLH值与地面气压和相对湿度都呈现显著的负相关关系,而与地表温度和风速都呈显著正相关关系。08时比20时的相关性都更强一些;年平均PBLH值与地面气象要素的关系并不显著,因此虽然气候变化导致地表温度上升相对湿度增加,但年平均PBLH改变并没有呈现一定趋势。加密观测的结果表明,探空观测和ERA5的PBLH都随时间02~20时由低逐渐升高再降低,白天深厚,夜晚浅薄,反应了PBLH的典型日变化特征。 展开更多

关键词 L波段无线电探空 行星/大气边界层高度 阜阳 总体理查森数

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酒泉绿洲夏季大气边界层加热(冷却)特征初探 被引量：2

12

作者 谷良雷 胡泽勇 +3 位作者 吕世华 韦志刚 张宇 姚济敏 《高原气象》 CSCD 北大核心 2005年第4期540-544,共5页

利用“绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究”的观测资料和酒泉站的地面和探空气象资料,计算了酒泉绿洲夏季大气边界层的加热(冷却)率,分析了酒泉绿洲近地面层和行星边界层的大气加热(冷却)率逐日变化,研究了不同典型天气下大气加... 利用“绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究”的观测资料和酒泉站的地面和探空气象资料,计算了酒泉绿洲夏季大气边界层的加热(冷却)率,分析了酒泉绿洲近地面层和行星边界层的大气加热(冷却)率逐日变化,研究了不同典型天气下大气加热(冷却)率的变化特征。结果表明,酒泉绿洲近地面层和行星边界层内,大气加热(冷却)率具有明显的逐日变化特征;近地面层和行星边界层及整个大气层白天的大气加热率和夜晚的大气冷却率基本相当,大气能量基本守恒;日照时数、云量和特殊天气过程(如冷空气活动、沙尘天气和降水等)对大气加热(冷却)率有很大影响。 展开更多

关键词 绿洲 近地面层 行星边界层 大气加热率 大气冷却率

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中尺度非均—边界层气候的数值研究——(Ⅰ)敏感性试验 被引量：2

13

作者 陈江 陈万隆 +1 位作者 陈宇能 季国良 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1992年第4期394-401,共8页

模式是以 Nickerson 等(1986)的静力大气模式与 McCumer 等(1981)的土壤模式相耦合为基础,而且仅考虑平坦地形和无天气系统扰动的晴朗天气条件作敏感性试验,以便研究非均一下垫面状况对行星边界层气候的影响。试验表明,模式计算结果对... 模式是以 Nickerson 等(1986)的静力大气模式与 McCumer 等(1981)的土壤模式相耦合为基础,而且仅考虑平坦地形和无天气系统扰动的晴朗天气条件作敏感性试验,以便研究非均一下垫面状况对行星边界层气候的影响。试验表明,模式计算结果对植被覆盖因子和背景水平风速十分敏感,然而对植被粗糙度则不大敏感。 展开更多

关键词 边界层气候 敏感性试验 下垫面 行星边界层 天气条件 植被覆盖 系统扰动 粗糙度 参数化方案 垂直速度

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山地边界层中场变量的动力学研究

14

作者 徐银梓 《气象学报》 CSCD 北大核心 1995年第2期194-201,共8页

采用与实测较接近的二次函数来表达Ｅｋｍａｎ层中的湍流粘性系数Ｋ，在圆形气压场条件下，求得了山地上空边界层中的风速，进而求得散度、涡度和垂直速度等场变量随高度的分布。并作图分析了这些场变量的一些动力学特征。改进了以往在... 采用与实测较接近的二次函数来表达Ｅｋｍａｎ层中的湍流粘性系数Ｋ，在圆形气压场条件下，求得了山地上空边界层中的风速，进而求得散度、涡度和垂直速度等场变量随高度的分布。并作图分析了这些场变量的一些动力学特征。改进了以往在求解析解时，略去运动方程中湍流粘性力项中的关于高度的一阶导数项，以及取山坡面上风速为零作下边界条件等欠合理欠精确的做法。所求得的风速、散度、涡度和垂直速度均用简单的初等函数表示出来，有助于边界层参数化和深化对边界层动力学的认识。 展开更多

关键词 行星边界层 场变量 动力学 边界层 大气

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WRF模式边界层参数化方案对川渝盆地西南涡降水模拟的影响 被引量：24

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作者 吴志鹏 李跃清 +3 位作者 李晓岚 胡小明 周国兵 邓承之 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期58-72,共15页

应用WRF v4.0模式五种边界层参数化方案(YSU、MYJ、MYNN2、ACM2和SH),对2016年汛期(5~9月)在川渝盆地东部造成暴雨的所有西南涡过程进行了数值模拟,检验评估了它们对各量级降水的预报能力,并基于加密的L波段秒级探空资料对比分析了模拟... 应用WRF v4.0模式五种边界层参数化方案(YSU、MYJ、MYNN2、ACM2和SH),对2016年汛期(5~9月)在川渝盆地东部造成暴雨的所有西南涡过程进行了数值模拟,检验评估了它们对各量级降水的预报能力,并基于加密的L波段秒级探空资料对比分析了模拟与实况边界层结构的差异,结合各方案对湍流运动的算法特点探讨了其差异的原因,最后对ACM2方案进行了湍流强度调整,由此改善其对于川渝盆地边界层与西南涡降水的模拟能力。结果表明:ACM2和YSU方案TS评分表现较好,相对其它方案ACM2空报较少,这种可以根据周围环境的稳定性切换局地或非局地算法的方案更适合于盆地西南涡降水模拟,但边界层方案对西南涡降水的空报都较普遍,尤以大量级降水更明显;精细的探空资料进一步表明,所有方案模拟的白天边界层高度都偏高,湍流混合强度都偏强。通过参数调整而降低混合强度的ACM2方案,模拟的边界层温湿结构则更符合实际观测,其边界层下部温度更低、湿度更高,减少了大量级降水的空报,使盆地西南涡降水模拟有一定改善;边界层参数化方案对西南涡模拟的差别主要体现为不同的西南涡位置与降水强度,但归根到底都源于方案的局地或非局地特性、不同的混合强度这两方面原因。因此,根据不同特定区域下垫面环境与气候状况合理选择方案的特性和混合强度是准确模拟边界层结构及其降水过程的关键。 展开更多

关键词 行星边界层 参数化方案 西南涡 暴雨 数值模拟

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华北平原地下水水位持续下降对大气边界层高度影响的初步研究 被引量：1

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作者 周亚东 何报寅 +1 位作者 寇杰锋 钟玉龙 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期589-598,共10页

利用GRACE重力卫星反演所得到的华北平原2003年~2015年的月均等效水高数据以及根据NCEP/NCAR再分析资料获取的华北平原大气边界层高度数据,对近13a来上午6时的边界层高度和等效水高的年均值、月均值以及季节均值进行相关性分析,同时也... 利用GRACE重力卫星反演所得到的华北平原2003年~2015年的月均等效水高数据以及根据NCEP/NCAR再分析资料获取的华北平原大气边界层高度数据,对近13a来上午6时的边界层高度和等效水高的年均值、月均值以及季节均值进行相关性分析,同时也对边界层高度和地下水水位变化的一致性进行了初步分析.结果表明:近13a来上午6时的年均边界层高度和年均等效水高均呈现波动下降的特点,二者具有显著的线性相关性,R2为0.57;边界层高度对于地下水水位的变化响应具有一定滞后性,滞相关分析表明二者之间的滞后性在时间上可能表现为3个月.华北平原地下水水位持续下降,可能导致了华北区域大气边界层高度的下降,从而减弱了大气污染物在垂直方向上的扩散,减少了大气环境容量.因此,地下水水位下降可能是加重华北平原灰霾天气的一个重要因素之一,该研究为更全面研究我国灰霾的形成机理提供一个新的视角. 展开更多

关键词 行星边界层高度 等效水高 华北平原

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中国省域环境可持续性时空格局及其影响因素 被引量：2

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作者 陈先鹏 方恺 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期511-522,共12页

人类活动已成为人类世背景下全球环境变化的主要驱动力,因此将其合理调控在地球环境边界之内是实现可持续发展的前提条件。作为全球尺度的环境边界,行星边界秉持“地球系统观”,为统筹不同区域的环境可持续性评估提供了新视角。以行星... 人类活动已成为人类世背景下全球环境变化的主要驱动力,因此将其合理调控在地球环境边界之内是实现可持续发展的前提条件。作为全球尺度的环境边界,行星边界秉持“地球系统观”,为统筹不同区域的环境可持续性评估提供了新视角。以行星边界为切入点,评估中国省域主要人类活动的环境可持续性状况,揭示其时空格局演变及社会经济影响因素。结果表明:(1)中国省域碳、氮、磷排放的不可持续性北部整体高于南部,分异程度随时间逐步拉大,不可持续省份数量的占比均已超出2/3;省域水、土地利用的可持续性南部整体高于北部,保持相对稳定,可持续省份数量的占比均已超出3/4。(2)中国省域环境可持续性大体受人口、经济、技术等因素的综合影响,且各类环境要素的可持续性之间存在一定的协同效应。其中,各类环境可持续性均受人口规模的正向驱动,同时氮、磷、水和土地的可持续性均受农业活动的负向驱动。(3)碳排放可持续性主要受能源消费强度的负向驱动,而磷排放可持续性同时受人口城镇化率的负向驱动,水可持续性受二产占比的负向驱动。基于行星边界的环境可持续性研究,可为区域合理界定和有效承担全球环境可持续性责任提供科学参考。 展开更多

关键词 环境可持续性 行星边界 时空格局 影响因素 空间计量

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基于WRF模式对青藏高原一次强降水的模拟 被引量：38

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作者 何由 阳坤 +1 位作者 姚檀栋 何杰 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第5期1183-1191,共9页

为了了解新一代中尺度数值预报模式WRF中各参数化方案组合、嵌套技术的使用对青藏高原降水模拟结果的影响,利用WRF模式对2004年10月5—6日青藏高原一次强降水过程进行了模拟试验;对各微物理方案和积云参数化方案组合进行了模拟和对比评... 为了了解新一代中尺度数值预报模式WRF中各参数化方案组合、嵌套技术的使用对青藏高原降水模拟结果的影响,利用WRF模式对2004年10月5—6日青藏高原一次强降水过程进行了模拟试验;对各微物理方案和积云参数化方案组合进行了模拟和对比评分,对嵌套技术的使用进行了对比分析,主要分析了不同行星边界层方案选择对降水模拟的影响。结果表明,WRF模式基本能够重建此次强降水过程的中心、强度及降水范围,Eta-Ferrier云微物理方案和Betts-Miller-Janjic积云参数化方案的组合在此次模拟降水过程中是最优的,采用嵌套技术的模拟结果要优于不采用嵌套技术的结果;行星边界层方案的合理选择能够明显提高降水模拟的效果。 展开更多

关键词 WRF模式 微物理方案 嵌套技术 行星边界层

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基于三维水足迹模型的农业用水可持续性评估 被引量：8

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作者 王玉宝 吴楠 +3 位作者 张富尧 李鑫 刘荣 殷杰玲 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期287-295,共9页

为探究我国农业用水可持续状况,从淡水资源作为一种关键自然资本的角度出发,结合三维水足迹、降尺度行星边界和脱钩分析等方法,计算并分析了31个省级行政区1998—2020年农业水资源利用的时空变化。结果表明,我国农业用水状况整体良好,... 为探究我国农业用水可持续状况,从淡水资源作为一种关键自然资本的角度出发,结合三维水足迹、降尺度行星边界和脱钩分析等方法,计算并分析了31个省级行政区1998—2020年农业水资源利用的时空变化。结果表明,我国农业用水状况整体良好,但区域间农业水资源利用可持续状况差异较大。降水量少或社会经济用水多的华北、华东和西北地区农业水资源供需矛盾较为突出,降水丰腴的西南和华南地区农业水资源可持续状况较好。在居民节水意识增强和政策约束的情况下,北京、河北、山西和上海的农业用水可持续状况呈变好态势;在降水年际差异大和农业用水占比变化的影响下,辽宁、江苏、山东、河南和甘肃的农业用水可持续状况呈突变型,存量和流量间占用关系无明显变化规律。浙江表现出最好的农业水-经济关系类型,北京则相反;2014年后北京和上海高频出现了最差的农业水-经济类型6,经济发展与资源环境间矛盾愈发严峻。研究可为农业用水及种植业规划提供参考。 展开更多

关键词 三维水足迹 农业可持续用水 行星边界 脱钩分析

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一类华南锋前暖区暴雨β中尺度系统环境特征的分析研究 被引量：121

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作者 夏茹娣 赵思雄 孙建华 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期988-1008,共21页

对2005年6月一次引发珠江(西江)流域致洪暴雨的环流特征和影响系统,尤其是β中尺度系统的环境场进行了研究。这次暴雨具有明显的多尺度特征,涉及到季风的活动、边界层的影响、地形的动力作用等。得到如下结果:(1)南海季风爆发推迟而后... 对2005年6月一次引发珠江(西江)流域致洪暴雨的环流特征和影响系统,尤其是β中尺度系统的环境场进行了研究。这次暴雨具有明显的多尺度特征,涉及到季风的活动、边界层的影响、地形的动力作用等。得到如下结果:(1)南海季风爆发推迟而后持续影响华南,西风带急流以及副热带高压位置均明显偏南,且副高脊线稳定维持在18°N左右,为6月中下旬暴雨在华南地区持续发生提供了稳定的大尺度环流条件。(2)这是一类华南前汛期锋前暖区暴雨。在该时段,华南地区始终维持一条近于东西向的准静止锋,这在卫星云图上清晰可见。锋生函数的计算结果表明,弱冷空气的作用明显。经向剖面分析揭示出:锋前有明显的上升运动区存在,非常有利于中尺度对流的发生发展。北方的弱冷空气与副高西北的暖湿气流之间存在明显的中低纬度系统的相互作用。(3)低空偏南气流的风速辐合场,在925 hPa层上最明显。表明在这次华南暴雨过程中行星边界层有很重要的作用。不但从中南半岛和南中国海输送了大量水汽至暴雨区,而且其前方的风速强辐合区,对于对流的启动很有帮助。就启动机制而言,该风速辐合区可能与1998年华南暴雨的风向辐合区有一些差异。(4)南岭山脉的喇叭口地形,对偏南暖湿气流有明显的辐合抬升作用,使垂直运动进一步增强,有利于暴雨的发生。华南(尤其是西江流域)的特殊地形是持续性暴雨产生的重要条件之一。(5)中尺度对流雨团是这次致洪暴雨的直接影响系统。至少有4个β中尺度雨团(A、B、C、D)在西江流域发生发展。上述雨团A和雨团D分别出现于桂林和梧州等测站附近。该研究集中对中尺度雨团A、D的环境特征作了分析。低空风速辐合中心反复向暴雨区“冲击”,暴雨区对流有效位能一次次积累、释放,而又重建。在这种环境下,中尺度对流系统与强降雨云团,此起彼伏,频繁发生。加之对流雨团受环境流场影响“追随”洪峰向下游移动,使暴雨和洪水“叠加”或“遭遇”,加重了洪涝灾害的影响。 展开更多

关键词 华南致洪暴雨 季风环流 中尺度地形 行星边界层 中尺度对流系统

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