内蒙古科尔沁沙地临界起沙阈值的范围确定

临界起沙阈值可表征地表土壤的可蚀性,是风蚀起沙研究中非常重要的物理量之一。基于微气象学方法,将沙尘浓度和垂直沙尘通量均开始增加且至少持续0.5 h所对应的摩擦速度(或风速)确定为临界起沙摩擦速度u_*t(或临界起沙风速U_t)。利用内蒙古科尔沁沙地地区2010-2013年春季大气环境综合观测资料,分析了不同沙尘天气过程(扬沙、沙尘暴和强沙尘暴)起沙阶段沙尘浓度和垂直沙尘通量随摩擦速度的演变特征,精细确定了该地区临界起沙摩擦速度(u_*t)和临界起沙风速(U_t)的范围分别为0.45±0.20和6.5±3.0 m/s,同时讨论了不同起沙判据对确定临界起沙阈值产生的影响。相比而言,采用的起沙判据尽可能地排除了沙尘输送和沉降过程的影响,适用于不同的沙尘天气类型,使沙尘粒子进入大气的起沙结果更趋于合理,其结果可为建立统一、合理的起沙判据提供参考。     

东亚地区二氧化碳体积分数变化特征

利用2004年以来东亚地区10个本底观测站大气φ(CO₂)观测资料,分析了各站大气φ(CO₂)的变化特征及其各站之间的差异,讨论了下垫面特征、源汇作用等对φ(CO₂)变化的影响.结果表明:10个本底站大气月均φ(CO₂)有明显的季节变化,高值多出现在冬春等寒冷季节,而低值则多出现在6—9月,属于北半球的夏季;大气φ(CO₂)日变化趋势较为一致,15时(当地时间)前后达到全天最低,随后φ(CO₂)升高,并在日落后继续积累,至清晨7时(当地时间)前后达到全天最高,之后φ(CO₂)随着太阳辐射的增强而逐渐降低,且平均φ(CO₂)水平与下垫面植被量成反比,φ(CO₂)日变化的幅度与下垫面植被量成反比.作为全球基准站之一的瓦里关山站,2004—2008年φ(CO₂)年均值逐年增加,年增长率为2.28×10^-6/a.     

Relationship between Net Radiation and Broadband Solar Radiation in the Tibetan Plateau

The characteristics of net radiation (R_n)(0.3--10 μm) in Lhasa and Haibei in the Tibetan Plateau were analyzed based on long-term in-situ measurements of surface radiation data. The monthly average of daily R_n reached a minimum during the winter period followed by an increase until May and then a decline until January. This variation is consistent with solar activity. The annual mean daily total R_n values were 0.92 MJ m^-2 d^-1 and 0.66 MJ m^-2d^-1 in Lhasa and Haibei, respectively. A relationship between R_n and broadband solar radiation (R_s) was demonstrated by a good linear correlation at the two sites. R_n can be an accurate estimate from R_s. The estimated R_n values were similar to the observed values, and the relative deviations between the estimates and measurements of R_n were 2.8% and 3.8% in Lhasa and Haibei, respectively. The application of the R_n estimating model to other locations showed that it could provide acceptable estimated R_n values from the R_s data. Furthermore, we analyzed the influence of clouds on R_n by different clear index (K_s), defined as the ratio of R_s to the extraterrestrial solar irradiance on a horizontal surface. The results indicate that more accurate results are associated with increased cloudy conditions. The influence of the albedo was also considered, but its inclusion in the model resulted in only a slight improvement. Because surface albedo is not usually measured, an expression based solely on global solar radiation could be of more extensive use.     

A STUDY ON DEFORMATIONS OF RAY AND ITS RELEVANT FACTORS*

In this paper,the effects of first and second meridional derivative(i.e.h_s^u,d²f/dy²,u″)of the Coriolis parameter,Westerly profile and topography structure on ray routes are qualitatively analysed by use of a simplified mathematical model.The analysis indicates that the second derivatives of the above relevant factors play an important role in the formation of great circle route.A profile of west wind similar to the real atmosphere may result in a "sine wave pattern" of ray.The effects of west wind shear,β factor and the slope of topography on the scale of radius of great circle,critical latitude of rays ard the amplitude of wave train of teleconnection are also discussed.Additionally,the characters of critical velocity profile for meridionally trapped wave are mentioned.     

二阶奇异动力系统的非平凡周期解

应用Leray-Schauder非线性二择一原理研究二阶动力系统x+k²x=f(t,x)+e(t)非平凡周期解的存在性,其中0<k<π/T,f∈C((R/TZ)×R^N\{0},R^N)在原点具有排斥的奇性.不需要任何的强制性条件,既可以处理强奇性,也可以处理弱奇性.     

UV-B辐射增强对不同品种花生结荚期生理特性日变化的影响

以3个花生品种（开农49号、64号和69号）为材料,通过大田模拟试验,研究UV-B辐射增强对花生结荚期叶片的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）和水分利用效率（E_wu）日变化的影响,为筛选高产、抗旱、抗UV-B辐射花生品种提供依据.UV-B辐射设2个水平即自然光（CK,1.5 kJ·m^-2）和UV-B增强20%（T,1.8 kJ·m^-2）.结果表明,UV-B辐射增强明显抑制花生的光合作用和蒸腾作用,与对照相比,UV-B增强条件下,开农49号、64号和69号P_n日均值分别降低19.4%、27.8%、24.7%;G_s日均值降低26.7%、42.9%、28.6%;C_i日均值降低27.2%、20.4%、23.1%;T_r日均值降低17.8%、23.3%、25.1%;E_wu日均值降低16.6%、23.2%、23.9%.UV-B辐射增强对3个品种生长都具有抑制效应,但品种间存在一定的敏感性差异,其中开农49号最不敏感,因此,开农49号在抗UV-B辐射方面比其他2个品种具有更大的优势.     

三维变分同化中多变量平衡约束设计

在现代变分同化系统中,背景场误差协方差起着决定观测信息的空间分布特征、匹配不同变量间的关系和保证分析增量平衡的作用。基于NMC(National Meteorology Centre)方法,设计了一个新的多变量平衡约束算子:在物理变换中,构建相对湿度和其余控制变量间的平衡约束算子;同时分别采用经验正交函数方法和递归滤波器来模拟控制变量(ψ,χ_u,T_u,h_ru,p_su)^T的垂直误差协方差和水平误差协方差。利用2009年6月2日到8月9日间WRF模式的预报差值场,对新的背景场误差协方差进行模拟分析。单点观测试验表明,新的背景场误差协方差实现了观测信息在干湿变量之间的传递,而且相对湿度具有与温度相似的增量场分布。     

基于L波段雷达资料的威宁降雪天气预报模型初探

利用威宁站逐日地面降雪观测资料和L波段雷达每天08时、20时的探空资料,采用数理统计方法,分析2008—2019年探空各规定标准等压面温度、湿度和风向风速的分布特征,找出其降雪预报指标,建立降雪预报模型。结果表明：①威宁降雪天气主要与中低层的湿度及其风向风速、近地面~500 hPa的温度关系密切;②降雪预报模型主要包含湿度指标（H_近地面≥80%、H₇₀₀≥80%、H₆₀₀≥60%）、温度指标（T_近地面≤0.5 ℃、T₇₀₀≤-1.2 ℃、T₆₀₀≤-4.8 ℃、T₅₀₀≤-8.2 ℃）和风向风速指标（V_近地面≤5 m·s^-1、V₆₀₀≥17 m·s^-1）3个方面,随着高度的增加,风速增大,南北风切变明显;当湿度、温度指标同时满足时,直接判断将有降雪天气出现,不再进行风向风速指标的判别;③预报模型对2020年冬季(12月、1月、2月)降雪进行检验,其预报准确率达70%,预报可靠性高,对威宁降雪预报具有较强的指导性。     

利用LAP-3000型风廓线雷达资料对深圳地区湍流耗散率特征的研究

利用2010年1-2月深圳LAP3000型风廓线雷达资料, 对湍流耗散率进行了估算, 针对典型晴天条件下的湍流耗散率ε、折射率结构常数C₂ⁿ、水平风速和风切变, 分析了其时空变化特征。得出如下结论: (1) 深圳地区低空大气ε的量级在10^-7~10^-1 m^-2·s^-3之间, 与理论模拟值基本一致; (2) 时间分布特征为, 2 km以下ε有很明显的日变化特征, 夜晚和上午ε较大, 下午及傍晚减少;(3) 空间分布特征表现为, ε随高度大致呈递减分布;ε量级达10^-2.5 m²·s^-3所在高度可作为深圳地区2010年1月14-15日边界层顶高度的判断依据。     

CHAOTIC OUTPUT OF SST FLUCTUATION STOCHASTIC MODEL WITH GIVEN PARAMETERS

Starting from the Saltzman's air-sea stochastic climatic model, we have derived a langevin-type equation describing SST fluctuation and the related pokker-Plank expression, which were then numerically solved with parameters given, yielding the probability density curve P(x, t) of multiple bifurcations, with the Cantor set of images given in phase space of P(x, t) and P(x, t+τ), thereby indicating that chaotic output comes from the random system under the conditions of the above parameters.     

矩阵Sylvester不等式与Frobenius不等式等号成立的条件

利用矩阵分块,给出了Sylvester不等式等号成立的充要条件和Frobenius不等式等号成立的充分条件,并给出了判别等号成立的算法算例.     

Hardy-Hilbert不等式一个新的改进

研究关于重级数型Hardy-Hilbert不等式改进的问题。通过给出如下形式的权系数的估计式∞研究关于重级数型Hardy-Hilbert不等式改进的问题。通过给出如下形式的权系数的估计式ω(q,n)=∑∞m=11m nnm1q<πsinπp-12np1 2en-q1,q>1,1p q1=1,n∈N,从而得到Hardy-Hilbert不等式的一个新的改进形式∑∞m=1∑∞n=1ambnm n<∑∞n=1πsinπp-12n1p 2en-1qanp1p∑∞n=1πsinπp-12n1q 2en-1pbnq1q。     

关于Hermite矩阵迹的不等式

获得不等式 :( 1 ) tr ( AB) m≤ tr ( Am Bm) ;( 2 ) tr ( A B) m≤ tr ( Am Bm)。其中 A、B为 Hermite矩阵 ,m为正偶数。     

Nonlinear stability of zonally symmetric quasi-Geostrophic flow

By using the conservation laws and the method of variational principle, an improved Arnol’d’s second nonlinear stability theorem for the two-dimensional multilayer quasi-geostrophic model in periodic chan-nel is obtained.     

具有控制器增益随机不确定性的多智能体一致性控制

针对控制器存在随机不确定性的多智能体系统,研究了所有智能体状态达到一致的控制问题.首先,假设智能体连接网络拓扑是无向、固定和连通的,而且每个个体的控制器存在相同的随机不确定性,最终得到了融合随机控制器增益不确定的闭环控制系统模型.应用基于李雅普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式技术和鲁棒控制方法,得到了一种保证误差状态系统渐近稳定的充分条件.进一步通过一系列矩阵变换处理技巧,将状态反馈控制器的存在条件转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题.最后应用计算机仿真验证了该控制器设计结果的有效性.     

Runge-Kutta算法与Li差分法不同阶数配合对计算精度影响研究

为了充分发挥高阶Li空间微分方案（Li, 2005）的优点,实现了时间积分为2~6阶Runge-Kutta（简称RK）格式的偏微分方程求解算法（简称RKL算法）。然后通过多组数值试验,研究了时间积分阶数对计算误差的影响。线性平流方程的试验结果表明对于方波函数型初值,2、4、5和6阶RK算法能获得和3阶精度差不多的结果,而对于高斯函数型的初值,高阶RKL算法可以取得较好的计算效果。RK为5（6）阶时,对应的Li微分阶数可达9（10）阶,总误差控制在10-7（10-8）以内。随RK阶数增加Li微分有效阶数有增加的趋势,而总误差在逐渐减小。计算非线性无粘Burgers方程时,RKL算法能否获得好的计算结果,除了受初始场形式的影响,还与计算的目标时刻有关。当目标时刻解的各阶导数连续（且未出现无穷大数值时）,高阶（RK为4~6阶）算法是有效的;若出现了导数间断、或导数为无穷大,就会碰到冲击波解类型的问题,此时高阶RK算法也无法获得很高精度的数值解。此非线性的算例中,Li微分阶数仍然随RK阶数增加而增加,但增加的趋势不是线性的,具体变化关系可以通过实验结果拟合而获得。研究发现时间积分方案阶数大于3之后,对应的最优空间差分精度阶数可以比6阶提高很多,这再次证明了以前研究中6阶以上空间差分格式对结果无改进的现象,是由于没有使用足够高精度的时间积分方案引起的。相比于Taylor-Li（Wang,2017）算法,5~6阶的RK方法编程和实现简单,计算结果的精度比3阶算法要提高很多,因此,它是一种能够对复杂方程适用的简易高阶算法方案,具有一定的实用价值。     

Inequalities, institutions, and forest commons

This paper contributes to a growing literature on the commons that examines the relationship between inequality and commons outcomes. Our analysis of evidence on forest commons outcomes in 228 cases from South Asia (India and Nepal), East Africa (Kenya and Uganda) and Latin America (Mexico and Bolivia) suggests that local governance and collective action matter in shaping how socioeconomic inequalities affect forest conditions. In particular, we find that both inter-group and intra-group economic inequalities have consistently negative effects on forest outcomes, but that effectively functioning local institutions for collective action dampen the negative effect of inter-group inequality on forest outcomes.     

气候变化与生计和贫困研究的认知

本文介绍了IPCC第五次评估报告中关于气候变化、生计和贫困研究的认知。研究者采用生计透镜的方法,评估气候变化与多维角度的贫困之间的相互作用。气候变化作为“威胁放大器”,对于贫困人口及其生计增加了额外的负担。同时强调了气候变化可能产生新的贫困人口类群。通过对气候变化政策响应的综述,得出气候变化政策响应通常并不能使贫困人口受益的结论。     

全球变暖与地球“三极”气候变化

北极、南极和青藏高原分别是地球的最北端、最南端和海拔最高的高原,被称为地球“三极”。地球三极是全球气候变化的关键区与敏感区,在区域及全球气候系统中的重要性日益凸显。本文回顾了该领域的最新研究成果,重点阐述了地球三极气候年代际变化的基本特征及其对区域气候的影响,探究了在全球气候变暖背景下地球三极气候变化之间的潜在联系,讨论并展望了未来地球三极气候变化研究所面临的挑战。     

青藏高原三江源地区近60a气候与极端气候变化特征分析

青藏高原三江源地区正在面临着以"变暖变湿"为主的气候变化，是气候变化的显著区与敏感区。基于中国气象局位于三江源地区20个地面台站的气温、降水数据以及HadCRUT4（Climatic Research Unit land-surface air temperature-4 dataset and the Hadley Centre sea-surface temperature dataset，Hadley Centre，UK）气温、PREC（Precipitation Reconstruction，National Oceanic and Atmospheric Administration，USA）降水资料，从气候要素空间格局、极端气候指标以及区域-全球平均多年变化对比等3个方面系统总结了三江源地区1961-2019年气候和极端气候变化的特征。结果显示，三江源区域在过去近60 a里平均增暖速率为0.37℃/（10 a），是全球平均水平（0.16℃/（10 a））的2倍以上，同时大幅高于全球同纬度（0.19℃/（10 a））及中国区域（0.28℃/（10 a））。在全球变暖背景下，三江源地区大部分极端气候指标上升，其中以夜间最低气温的上升（0.55℃/（10 a））最为显著，且极端高温事件的出现频率上升，区域日温差减小、气温变化极端性增强。三江源近60 a温湿气候态的空间格局为沿西北-东南方向的正温湿梯度，其变化趋势存在自西向东速率上升的暖湿化空间分异特征。本文的研究结论进一步揭示了三江源地区近60 a气候变化与极端气候的时空格局，为三江源地区气候系统和生态系统的脆弱性研究以及未来气候变化预估提供了科学依据，同时也为气候变化敏感的高寒地区对全球变暖的响应研究提供了对比案例。