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1.单光束多组分温室气体的腔衰荡光谱同步检测
机构:中国科学院光电研究院;中国科学院大学;长春理工大学理学院;
关键词:腔衰荡光谱技术;;温室气体;;痕气检测;;拟合算法
摘要:腔衰荡光谱技术(CRDS)作为一种具有高灵敏度高光谱分辨率的检测方法已被广泛用于痕量气体检测。而目前基于CRDS痕量气体检测多针对单一气体进行测量或通过多个激光器产生的多光束进行多种组分气体浓度测量。利用DFB激光器波长可调谐特性,通过强弱吸收峰结合,使用单光束实现了多种温室气体的腔衰荡光谱技术同步检测。由于大气中水汽和二氧化碳浓度较高,为实现同一衰荡系统对三种温室气体的同步测量,在平衡吸收损耗的基础上,选取1 653~1 654 nm内甲烷的强吸收峰与水汽、二氧化碳的弱吸收峰进行测量。通过光谱叠加反演矩阵,分别得到甲烷、水汽、二氧化碳的浓度。在计算测量灵敏度过程中发现,通过去除衰荡过程初期的部分数据点(过滤区间),会对噪声等效吸收系数产生影响。多数情况下,在测量灵敏度计算方面,列文伯格-马夸尔特算法(L-M)会优于离散傅里叶变换法(DFT);但当衰荡曲线的单指数性下降时,上述结论不一定成立。搭建了一个低精细度(F≈6×10~3)衰荡腔对上述结论进行了实验验证。相较于用于测量温室气体浓度的高精细度衰荡腔(F≈1×10~5),低精细度衰荡腔的衰荡速率较快,衰荡曲线的单指数性明显低于高精细度衰荡腔。实验表明,在过滤区间长度较短时,采用DFT算法计算得到的噪声等效吸收系数会小于L-M算法得到的结果。当过滤区间长度增加时, L-M算法得到的结果优于DFT算法。在受过滤区间长度影响方面, DFT算法的波动性要明显小于L-M算法。根据Allan方差分析,在512次采样平均(约8 s)下的最小噪声等效吸收系数进行计算,该CRDS装置测量灵敏度为2.4×10~(-10) cm~(-1)。在25℃标准大气压下,对应甲烷、水汽、二氧化碳的测量灵敏度分别为0.64 ppbv, 3.5 ppmv和4.0 ppmv。基于该CRDS装置,通过单光束多波长测量方法,利用光谱叠加反演矩阵,测得大气中甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.018, 3 654和526 ppmv;而采用经典CRDS单波长测量得到的甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.037, 3 898和630 ppmv。通过与温控调节波长,逐点扫描得到的光谱吸收曲线进行对比,采用多波长测量得到气体浓度进行复合拟合的光谱曲线残差小于单波长测量得到气体浓度进行简单拟合的光谱曲线残差。
年:2019
出版单位:光谱学与光谱分析
2.RCPs情景下未来青海高原气候变化趋势预估
机构:南京信息工程大学大气科学学院/气象灾害省部共建教育部重点实验室;青海省气候中心;
关键词:RCPs;;气候变化;;预估
摘要:利用CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)耦合模式结果对RCPs(Representative Concentration Pathways)情景下的青海高原气温、降水变化趋势及极端气候事件2011—2100年演变特征进行了预估。结果表明:在21世纪,青海高原年平均气温显著升高,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下增温速率分别为0.06℃/10a、0.24℃/10a和0.61℃/10a。年降水量将明显增加,幅度1.4~7.0mm/10a。青海高原21世纪与气温、降水有关的事件都有趋于极端化的趋势,极端冷指标下降,极端暖指标均明显上升。极端降水频次增加,强度加重,且变化幅度与排放强度成正比。
年:2015
出版单位:中国沙漠
3.西北太平洋热带气旋频数的气候变化及其与环境要素间的联系
机构:南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室;
关键词:热带气旋频数;;绝对涡度;;相对湿度;;风速垂直切变
摘要:使用Emanuel和Nolan完善的潜在生成指数(GPI)的计算方法,利用美国联合台风警报中心提供的热带气旋(TC)资料和欧洲中期数值天气预报中心提供的全球ERA-40再分析资料,比较了1970—2001年西北太平洋海域的TC生成频数和GPI的气候特征,分析了包含于GPI中的环境要素对西北太平洋TC频数年代际变化空间分布的影响。结果表明:GPI能近似地表述西北太平洋TC频数的季节变化和空间分布。各环境要素对TC、较弱类TC和较强类TC生成频数的影响有显著差异,相对湿度随着TC强度的增强而减弱,风速垂直切变则相反。西北太平洋TC频数年代际变化空间分布的正异常主要分布于130°E以东,(15°N,140°E)附近最大的正异常频数中心主要受绝对涡度和相对湿度正异常变化的影响;负的风速垂直切变和正的相对湿度异常变化引起了(10~15°N,160°E)附近的TC频数正异常。
年:2013
出版单位:气象科学
4.广西霜日气候变化特征
机构:南京信息工程大学;广西区气候中心;广西气象服务中心;
摘要:通过对1951-2012年广西90个气象站霜日分布及变化特征的分析得出:广西霜日具有北多南少与东多西少、而初霜日有北早南晚和终霜日有南早北晚的分布特征,广西霜日存在明显的12a、10a、2a周期震荡。
年:2013
出版单位:气象研究与应用
5.西南秋季降水及其影响要素的气候变化特征
作者:谭志强 ; 余锦
机构:南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室;南京信息工程大学大气科学学院;
关键词:秋季降水;;气候变化特征;;对流层温度;;比湿;;西南片区
摘要:利用西南片区1960—2009年50个气象站的逐日降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用谐波分析、双谐样条插值和相关分析等方法,分析该地区近50a秋季降水及其影响因素的气候变化特征.分析结果表明:西南片区秋季降水量呈现减少的趋势,其中降水的年际变化占主要地位,2009年秋季降水量达到50a以来最小值,是线性减少趋势、年际和年代际变化共同作用的结果;各影响因素在不同层次上的气候变化及其与降水的相关性程度各不相同;西南片区秋季地面气温具有显著的增暖趋势,其序列与降水的相关性不显著;对流层中层气压500hPa的秋季温度没有增暖的趋势,与降水的相关性很好,呈显著的负相关,相关系数达到-0.34;气压600hPa的比湿具有线性减少的趋势,与降水呈正相关性,相关系数为0.30;气压700hPa的水平散度没有线性趋势变化,与降水存在显著的负相关.西南片区2009年秋季降水异常空间型与气压500hPa的温度异常偏高型、气压600hPa的比湿异常偏小型和气压700hPa水平散度异常偏强型的相似系数分别为-0.95,0.85和-0.46.该地区2009年秋季降水异常偏少是热力和动力因素共同作用的结果,但热力因素的影响大于动力因素的影响.
年:2012
出版单位:河海大学学报(自然科学版)
6.极值统计理论的进展及其在气候变化研究中的应用
机构:南京信息工程大学/江苏省气象灾害国家重点实验室;
关键词:广义帕雷托分布;;广义极值分布;;二维极值分布;;强降水
摘要:着重论述极值统计分布在极端天气气候事件和重大工程设计中的重要意义,综述该领域国内外研究进展。例如,基于超门限峰值法(POT)的广义帕累托分布(GPD)和基于单元极大值法(BM)的广义极值分布(GEV)及其参数间的理论关系;采用极值分布模型与多状态一阶Markov链相结合构建降尺度模型模拟局地极端降水事件,推算一定重现期的极端降水量的分位数;探讨极值分布模型分位数估计误差问题,多维极值分布理论及其应用等问题。
年:2011
出版单位:气候变化研究进展
7.环青海湖地区风的气候变化特征分析
作者:申红艳 ; 余锦
机构:南京信息工程大学江苏省气象灾害和环境变化重点实验室,南京信息工程大学江苏省气象灾害和环境变化重点实验室 江苏南京210044,江苏南京210044
关键词:青海湖;;平均风速;;最大风速;;风速(向)频率;;大风日数
摘要:选取青海湖周围几个代表台站,根据定时、逐日、月、年风向、风速资料,统计了环青海湖地区风的气候变化特征。
年:2007
出版单位:青海环境
8.华北地区大气水分气候变化及其对水资源的影响
机构:河海大学水资源环境学院,南京信息工程大学资源环境与城乡规划系,河海大学水资源环境学院 江苏南京 210098,江苏南京 210044 ,江苏南京 210098
关键词:华北地区;;水汽含量;;气候变化;;水资源
摘要:利用NCEP/NCAR1948~2003年分析格点资料,研究了华北地区大气水分气候的变化及其对水资源的影响.结果表明:华北地区大气中水汽含量自20世纪60年代初至80年代中期呈持续下降趋势,80年代中期以后略有回升,但幅度不大,90年代中期以后又呈下降趋势,在21世纪初期与历史最低水平接近;华北地区大气水汽含量与降水量及水资源总量的关系密切,大气水汽含量的减少趋势与降水量及水资源总量的变化一致.
年:2004
出版单位:河海大学学报(自然科学版)
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