DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 个性化推荐算法发展趋势展望 个性化推荐算法发展至今已经有十多年的历史了，科研人员不断致力于探索更加高效的推荐算法。但是现在的个性化推荐技术仍有不完善之处。从用户角度来看，对个性化推荐系统有着更多的期待。 4.1. 多角度考虑用户行为信息 在分析用户行为的过程中，应多角度考虑用户的浏览行为数据，不仅要考虑哪些内容或商品是用户喜欢的，还要考虑哪些是用户不喜欢或者不关注的，通过双向信息相结合才能使推荐算法更准确。以电商销售平台为例，系统通过分析用户的隐式、显示的喜好信息，为用户提供了相似的商品内容，接下来要对了解用户对于推荐内容的反馈，推荐的商品用户是否有点击浏览的“行为痕迹”。一些被推荐的内容出现几次不被用户点击或者查看的情况下，是否有必要考虑此类商品不再出现，并加入到用户“弱喜爱”的队列中，当用户主动搜索此商品时再加入推荐队列中。个性化推荐算法在考虑用户喜欢什么的同时，也要关注用户不喜欢什么，从多角度分析用户的行为数据才能促使推荐算法更加成熟，推荐结果更加准确。 4.2. 细化商品类别 无论是新闻资讯网站的文章还是电商平台销售的物品，在此处可以把它们看作商品来分析。网站在不断尝试各种优秀的推荐算法的同时，还应该尽可能地细化自身的商品类别，更加关注商品间的关联强弱程度。对于商品内部类别、属性的细化分类与外部与其它商品的关联关系的优化有助于更加精确地分析用户行为信息，提高个性化推荐算法的准确度。 4.3. 推荐结果更注重时效性 在根据用户搜索的内容个性化地为其推荐最新、最热的内容的同时，也要考虑用户搜索时间点的问题，要为用户推荐符合时间要求的内容。例如，当用户使用某个学习软件多次查找考研相关资料后，该软件的个性化推荐系统根据此用户以往的历史浏览数据分析出他可能是近期处于备考阶段，因此给其推荐一些考研相关的主题，如“你考研的时候是怎么查资料的？”、“2020考研数学该怎么复习？”、“考研复试如何准备个人简历”等，但是偶尔也会出现“如何准备2019年考研”这一类的与用户预期时间问题有差距的话题。在搜索的内容对时间有较严格的要求但又未在搜索栏中的情况下，研究人员应着重考虑根据暗含着的时间信息将具有时效性的内容推荐给用户，提高个性化推荐的准确度。 4.4. 推荐结果质量更高 在经过采集、分析用户的浏览和操作网页的信息后，为其推荐符合其偏好的内容或物品的同时，也要考虑推荐内容的质量问题。例如，用户在某购物网站中浏览或收藏过护肤品相关的内容，现在的个性化推荐算法的实时性很强，很快就会根据用户行为推荐出许多护肤品品牌。也许前一分钟你还在搜索着各种各样的护肤品，后一分钟当你刷新首页后就会惊奇地发现网站已经为你提供了各种品牌的护肤品。在追求快速分析与推荐内容与物品的同时，要对为用户提供的信息的质量进行严格的把控。要为用户推荐高质量的内容，就护肤品而言，综合该用户收藏过的相关品牌、销量较高、购买过的用户评价较高、售后服务较好等综合因素为其推荐更符合用户要求、更有可能被用户购买的相关商品。 4.5. 推荐内容更多样化 推荐内容的多样化不仅体现在符合用户多样化的兴趣需求的多样化，也体现在推荐系统本身所提供的内容是多样化的，是并不局限于用户某一段时间内显示的兴趣方向特征的。用户的兴趣具有广泛性的特点，为提高个性化推荐内容的质量，推荐列表应最大程度上覆盖用户不同的兴趣领域，推荐内容应具有多样性的特点。尽管用户的兴趣在较长的时间跨度是不一样的，但具体用户访问推荐系统的某一刻，其兴趣往往是单一的，那么如果推荐推荐列表智能覆盖用户的一个兴趣点，而这个兴趣点不是用户这个时刻的兴趣点 [ 14 ] ，推荐列表就不会让用户满意。用户的兴趣需求与关注内容是不断发展变化的，在每一次浏览网页或互联网产品页面时用户想要收获的不仅仅是符合自己兴趣的个性化推荐内容，同时也期待能够有新颖的、精彩的领域等着自己去探索。若一味地“享受”单一的内容推荐，会让人的视野只局限于固定大小的范围，不利于开阔视野及全面的发展。在用户在浏览某网站无搜索需求的情况下，如果个性化推荐算法只为用户提供了通过分析历史数据推荐出来的符合以往搜索内容的兴趣内容，有可能会出现用户浏览内容过于单一、降低用户体验感与满意度，不利于网站的长期发展。网站只有不断地迎合、拓展用户的需求，才能提高用户与网站的交互频率，实时挖掘用户潜藏行为偏好数据，做到“比你更了解你自己”。 4.6. 预测结果更准确 预测准确度度量一个推荐系统或者推荐算法预测用户行为的能力。以电商平台为例，提高预测系统的准确度不仅要考虑与当前商品相关性较强的商品，还有分析有购买此商品的用户的消费行为，在购买此商品后购买的于此商品相关的其它商品有哪些。
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user: 5. 结语 本文对几类个性化推荐算法进行基本的概论，从一个用户角度提出了对于个性化推荐算法未来发展的期望。个性化推荐算法发展至今已经有十几年的历史了，在科研人员的不断努力下达到了非常高的水平。个性化推荐算法的应用范围不断扩大，包括电子商务网站、娱乐网站、社交网站等许多方面。作为一个不断创新的领域，人们对个性化推荐算法的期望也在不断提高。在不断创新发展的过程中，个性化推荐系统会更好地服务于人们的生活，提高用户生活质量和互联网产品的效益。
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user: 摘 要 应用天气图、探空数据、多普勒天气雷达产品，结合地面防雹作业和地面降雹实况数据，本文对2013年7月4日新疆博州一次强冰雹防御失败个例进行了分析。结果表明，在人工消雹业务中天气预报和雷达监测环节比较成熟，空域申请报批系统需要升级，火器作业方式需要探索新途径。冰雹防御失败的主要原因是错失了作业时机，冰雹云发展初期作业量没有满足过量催化播撒的要求。 关键词 :冰雹云，雷达特征，人工防雹，作业量估算 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 冰雹灾害是中国主要的气象灾害之一，中国冰雹的多发区和频发区主要位于青藏高原和祁连山及天山两侧地区；在年内分布上冰雹灾害频发期多出现在春季和夏季，在空间上主要呈条带状或块状的分布格局；冰雹日数高原和山区多，河谷和盆地及沙漠少；由中小尺度强对流系统引发的冰雹云造成冰雹天气的发生 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。冰雹云尺度小、生命期短、发展迅猛，一般常规天气尺度气象资料不易监测和发现，日常预报难度很大 [ 6 ] 。 2013年7月4日，新疆博尔塔拉蒙古自治州(以下简称博州)遭遇了一次局地强对流雹暴天气的袭击。博州温泉县和博乐市的15个作业点先后发射了火箭弹81枚，高炮炮弹1091发，进行人工消雹作业。但是，冰雹云自西向东肆虐了近3小时，伴随着雷雨、大风，冰雹横扫沿途10多个乡、镇、团场，形成一条宽10 km，长110 km的雹击带，造成49.7万亩农作物受灾，绝收16.9万亩(图1)，经济损失4亿元。 图1. 研究区域地势和温泉县安乡绝收的油葵
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user: 2. 研究区域简介 研究区域博州位于新疆西北部的伊犁河谷以北、塔城西南方，东临准噶尔盆地，南靠天山，西面和北面同哈萨克斯坦交接。博州包括温泉县、博乐市和精河县，7个国营牧场，1个农场(图1)。境内还有生产建设兵团农五师所属11个团场。博州西、南、北三面环山，中间是谷地平原，西部较窄，东部开阔，由西向东海拔由2000多米逐渐降低到400米。博州属大陆性北温带干旱气候。
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user: 3. 天气过程分析 3.1. 天气实况和冰雹云移动路径 7月4日强冰雹天气过程，从15:43至18:22冰雹云持续了2小时40分，温泉测站冰雹最大直径15 mm (重1.3 g)，温泉安乡冰雹最大直径30 mm，博乐测站冰雹最大直径18 mm (重5.7 g)。冰雹云经过地区出现大量降水，其中温泉、博乐达到暴量(表1)，同时普遍伴有6级左右阵风，温泉、博乐、阿拉山口均出现大风天气，其中博乐瞬间极大风力9级(23.0 m/s)，温泉瞬间极大也为9级(21.6 m/s)。 Table 1 Precipitation in meteorological observatories from 16:00 July 4 to 09:00 July 站点 降水量 站点 降水量 温泉 25.8 温泉县苏鲁北津 16.5 哈日布呼镇珠斯仑 27.9 扎勒木特乡那仁苏 17.5 哈日布呼镇青科克沟 21.0 扎勒木特乡牙马特村 16.0 哈日布呼镇黑龙沟 17.8 博乐 29.0 哈日布呼镇乌拉斯台 24.5 阿拉山口 7.7 安格里格乡托斯呼沟 16.3 精河 0.8 87团 21.1 乌图布拉格二牧场 30.6 88团 17.5 小营盘镇哈热根特托哈 29.8 查干屯格乡小库斯台 17.6 靑德里乡塔布勒村 20.5 表1. 7月4日16时至7月5日09时气象站降水量(mm) 7月4日15:04冰雹云生成于博河上游山区并开始发展加强，16:00东移到温泉县城上空，城区开始降雹，16:10进入温泉县安乡炮点防区，16:24进入温泉县查乡炮点防区，16:30进入温泉县种畜场炮点防区，16:50进入温泉县哈镇炮点防区，17:07进入博乐市阿热勒托海牧场炮点防区，17:13进入博乐市小营盘炮点防区，17:43东移到博乐市区，市区降雹10 min，然后雹云继续东移北上经乌图布拉格镇到89团后逐渐减弱并消散。 3.2. 单位环流形势和对流不稳定条件 4日08时高空500 hPa天气图上，从西伯利亚至新疆国境线一带有一深厚的低涡系统，500 hPa、850 hPa等压面上的低涡中心位置重叠，低涡后部强冷空气南下并沿等高线向东输送，冷平流在伊犁地区和博州一带辐合(图2)。 强对流天气的发生主要考虑4个因素，即大气静力不稳定、低层水汽、抬升触发和垂直风切变。对7月4日博州上游伊宁探空站08时、20时探空资料分析表明，4日博州地面和高空大气层结极不稳定。4日伊宁探空站08时、20时K指数维持在25℃~26℃，SI指数从08时的3.7℃降低到20时的−2.0℃，对流有效位能(CAPE)从0增加到316 J·kg −1 ，θ se850 ~θ se500 指数从08时的0.8℃增加到20时的18.1℃，08时850~500 hPa温差高达33℃。垂直风切变和低层风场辐合切变从08时到20时明显增大。 图2. 2013年7月4日08时高空环流形势 3.3. 雷达回波演变特征 多普勒天气雷达是探测冰雹云的重要手段，主要依据回波强度和顶高、强回波高度、负温层厚度、垂直累计液态含水量(VIL)、雷达回波参数的跃增特征以及雷达回波图像形态特征的变化来区分强冰雹云、弱冰雹云、雷雨云 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。 数值模拟和理论分析均表明，取风暴剖面等效雷达反射率因子为45 dBZ，并结合其伸展所达到的高度作为冰雹云的识别指标 [ 9 ] 。根据1992~1994年旬邑雷达站57次风暴的雷达RHI观测资料分析，得出地面降雹的数学模型为：H 45dBz ≥ H 0 + 2.3 km。式中H 45dBz 是雷达观测的45 dBz强回波顶高度，H 0 是由西安无线电探空得到的当天08时0℃层高度。 7月4日伊宁、克拉玛依两站平均0℃高度4.3 km，−10℃高度5.7 km，−20℃高度7.2 km，−30℃高度9.0 km；0℃~−10℃平均厚度1.4 km，−10℃~−20℃平均厚度1.5 km，−20℃~−30℃平均厚度1.8 km (表2)。冰雹云H 45dBZ 判断的阈值H L = H 0 + 2.3 km = 6.7 km。 Table 2 Altitude of characteristic layer on July 4， 2013 (m 时次 0℃高度 −10℃高度 −20℃高度 −30℃高度 伊宁 08 4228 5639 7301 9008 20 4583 5810 7328 9885 平均 4406 5724 7315 9446 高度差 1319 1590 2132 克拉玛依 08 4361 5642 7023 8465 20 4122 5611 7013 8632 平均 4242 5627 7018 8548 高度差 1385 1391 1531 表2. 2013年7月4日特性层高度(m) 4日15:04距博州温泉县城西方60 km处，有一块孤立对流云回波。15:43该云体45 dBZ对应高度达到9 km，15:48强中心回波达到55 dBZ。根据陕西省的冰雹云判据，15:43目标云已发展成冰雹云。雷达组合反射率(CBI)显示，云体初期向东北方向移动，受阿拉山口谷地切变风影响，进入博州境内后移动路径转向正东，加上高空静力不稳定和底层水汽充足，对流云迅速发展成冰雹云。图3展示了伊宁市雷达观测的这次冰雹云初始、发展、成熟及消亡的全过程。 图3. 2013年7月4日冰雹云雷达回波强度演变 垂直累积液态含水量(VIL)与冰雹有很好的对应关系，利用VIL的大小和维持时间，可以预测冰雹的大小和降雹的范围 [ 10 ] 。从4日冰雹云VIL的时间演变可以看出(图4)，15:53~16:48、17:10~18:05出现VIL两个极大值区，而实况降雹记录出现在15:55~16:30、17:10~18:05，这两段时间出现的冰雹直径也较大，因而当VIL超过20 kg·m −2 时易出现直径较大的冰雹。 图4. 2013年7月4日冰雹云VIL的时间变化
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user: 5. 防雹过程评估 1) 由于受到空中交通管制的限制，在强冰雹天气发生过程中，从指挥员判定冰雹云到地面人员开始作业，时间滞后了27分钟，作业空域申请不能按照最佳时间进行批复，减少了防雹作业机率。 2) 此次强冰雹天气形成区域人工防雹工作使用的碘化银炮弹量远少于理论应使用量。北京降雹性对流天气播撒数值模拟指出，在冰雹云发展成熟前，进行火箭或高炮催化播撒，效果明显好于其它时段 [ 12 ] ，而处在的温泉县上游端几个作业点防雹火箭和炮弹使用量较少，作业点数量和分布点位均不合理，未能在冰雹云进入博州境内时减小其势头。 3) 各作业点通讯不畅，影响了作业指令的下达和天气实况的上报，作业过程时而中断，仍为减少作业机率的原因之一。
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user: 6. 结论 强冰雹防御失败的主要原因是错失了作业时机，作业量与理论需求相差很大。由于博州采用的是电话空域申请系统，申报批复速度慢是主要原因，该环节大大降低人工消雹的作业成效，应该升级为更高效的计算机自动报批系统。此次消雹作业采用的是守株待兔方式，实践证明这种策略是失败的。因此，在人工消雹作业设计时，建议减少固定作业点数量，增加流动车数量，将火箭车集中在几个节点上，当指挥员判定冰雹云并发出指令，作业人员迅速机动到指定位子，完成过量催化播撒任务。
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user: 摘 要 2016~2017冬季，年北极海冰范围创下自1979年以来最低记录。本文利用美国冰雪数据中心(NSIDC)的北极海冰范围指数和NCEP/NCAR大气再分析数据，分析了2016~2017年秋冬季北极海冰的变化特点及其与大气环流的关系。2016~2017年秋冬季北极海冰远低于多年平均值，并且出现了若干次海冰减少或海冰发展停滞的现象。两个主要海冰异常区为巴伦支–喀拉海和东西伯利亚–楚科奇–波弗特海，其中巴伦支–喀拉海海冰异常最为明显。对北半球中高纬度大气环流的分析发现，2016年10月~11月，持续的、异常的大气环流是影响大气温湿度进而影响海冰的原因。异常高压对西风急流的引导作用使得大气从北大西洋和北太平洋向北冰洋运动，引起北极上空大气增温、水汽增加则导致长波辐射。2016年11月~2017年3月，没有明显的持续性的环流异常，但是在较短的时间尺度上，依然有强烈的平流作用使得大气升温，从而影响了海冰。 关键词 :2016~2017年秋冬季、北极海冰、大气环流 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 观测数据显示，北极海冰正在加速减少 [ 1 ] 。过往的研究发现海冰急剧减少时，冬季海冰并未明显减少。但这种规律从2005、2006年开始打破了。2005、2006年的北极冬季海冰异常减少，这种减少与温度上升和风场的异常有关 [ 2 ] 。北极海冰通常在9月中旬达到最少，在3月初最多。秋冬季(10月~次年3月)是北极海冰的结冰期，结冰期北极海冰的变化对北半球中高纬度的天气和气候有着重要的影响。 2016~2017年的冬季，北极经历了有记录以来最暖的一个冬季。美国冰雪数据中心提供的卫星观测的海冰数据显示，2017年3月北极海冰范围是自1979年以来3月海冰范围的最低记录，仅为14.27 × 10 6 km 2 (多年平均值为15.43 × 10 6 km 2 )。在2016年10月~2017年3月的北极结冰期内，东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海、巴伦支海、喀拉海的海冰异常最为明显(图1)。Hegyi和Taylor [ 3 ] 研究了2016~2017年结冰期北极海冰变化异常的原因。他们发现，热量和水汽的输送是造成异常的主要原因，一方面，热量和水汽的积累导致了向下长波辐射的增加，另一方面，辐射降温过程的减弱也使得北极保存了更多的热量。他们指出，在2016/2017年结冰期北极有15天海冰在减少，这是自1979年以来最多的一年。
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user: 2. 数据与方法 本研究使用了美国冰雪数据中心(NSIDC，National Snow and Ice Data Center)的每日海冰范围指数Sea Ice Index Version 3 [ 4 ] ，其中包括了北极以及北极各个边缘海的海冰指数。大气数据为NCEP/NCAR的大气再分析数据 [ 5 ] ，包括位势高度、温度、风矢量、向下长波辐射、感热通量等要素。本文中所选取的气候态平均均为1981~2010年三十年的平均值。 海冰密集度(SIC， Sea Ice Concentration)为单位面积的海洋内，海冰覆盖的面积占总面积的比值，0为 图1. 2016年10月~2017年3月北极地区海冰分布。白色区域为海冰密集度达到15%的地区，白色区域面积即为北极海冰范围，红色实线为多年平均的边缘线。(来源：NSIDC) 无海冰，1为海冰完全覆盖。海冰范围(SIE， Sea Ice Extent)为海冰密集度达到15%的海洋面积 [ 2 ] 。在本研究中，主要使用海冰范围作为海冰变化的指标。 温度平流的计算公式如下： a d v T = − ( u d T d x + v d T d y )
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user: 3. 2016~2017年秋冬季北极海冰变化过程 如图1所示，2016年10月，东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海、喀拉海的海冰明显少于多年平均水平。到了11月，东西伯利亚海、波弗特海基本都已被海冰覆盖，楚科奇海、喀拉海的海冰依然少于平均值，巴伦支海海冰也没有增加的趋势。按照多年来的海冰变化趋势，从10月到11月，巴伦支–喀拉海海冰会有明显的增加，但是在2016年11月，巴伦支海海冰与10月相比并没有明显变化，喀拉海的海冰也远未达到平均水平。从2016年12月到2017年3月，海冰异常则集中在巴伦支海和白令海，3月份鄂霍次克海的海冰也出现了明显的异常。 综上所述，在整个结冰期，东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海、喀拉海和巴伦支海的海冰在整个北极的海冰变化中扮演了非常重要的角色。为方便研究，我们将位于大西洋一侧的巴伦支海和喀拉海作为一个整体研究，将位于太平洋一侧的东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海作为一个整体研究。 图2为2016年9月1日到2017年3月31日北极和巴伦支–喀拉海以及东西伯利亚–楚科奇–波弗特海的海冰变化时间序列。首先，整个北极海冰的在2016~2017年结冰期始终低于多年平均水平，并且多次出现海冰减少的现象。在结冰期，海冰减少是气候异常的信号，常常伴随着强烈的大气的影响。通过分析巴伦支–喀拉海和东西伯利亚–楚科奇–波弗特海的海冰变化过程可以更加清晰地看到海冰变化的进程。将巴伦支–喀拉海冰范围时间序列与多年平均比较，可以发现，在2016年，巴伦支–喀拉海每日海冰范围发展有一个明显的延迟。在2016年，巴伦支–喀拉海开始结冰的时间为11月，比平均时间月平均晚了接近一个月。巴伦支–喀拉海海冰结冰的过程在2016年9月1日到2017年3月31日这期间，被数次的阶段性海冰减少打断了，这很可能是2016年秋冬季北极海冰增长如此缓慢的原因之一。东西伯利亚–楚科奇–波弗特海的结冰过程虽没有像巴伦支–喀拉海这样出现明显的化冰事件，但是也在10月到12月有海冰发展停滞的现象，比如在10月初到10月中旬这段时间，以及11月初。局地作用很难打破海冰的结冰过程，有的研究指出，北极地区变暖变湿的源头来自于中纬度，是因为中纬度的对流层的水汽和热量输送造成的 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。Zhong等 [ 9 ] 的研究结果则显示除去巴伦支–喀拉海局地的水汽补充，来自于外界的水汽输送占了该地区总的水汽含量的57.3%，这些水汽来自于挪威海和中纬度的北大西洋。 图2. 2016年9月1日~2017年3月31日东西伯利亚–楚科奇–波弗特海海冰范围时间序列及其气候平均(a)和巴伦支–喀拉海海冰范围时间序列及其气候平均(b) 综上所述，2016~2017年秋冬季北极海冰和主要异常区海冰都远低于多年平均值，并且出现了若干次海冰减少或海冰发展停滞的现象，其中以巴伦支–喀拉海表现最为明显。
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user: 4. 2016~2017年秋冬季大气环流 图3为2016年10月至2017年3月的北半球30˚~90˚N月平均500 hPa位势高度异常和850 hPa温度异常，图4为向下长波辐射异常。在北极，向下长波辐射的增加主要来自于大气中水汽含量的增加和温度的上升。10月份，在北冰洋上空存在两个异常强大的高压中心，影响了整个北半球高纬度地区的环流形势。其中一个高压中心位于斯堪的纳维亚半岛北部和斯瓦尔巴岛中间的海面上，呈东北–西南走向，覆盖了巴伦支海、喀拉海、挪威海、格陵兰海以及格陵兰和亚欧大陆北部的部分地区。在该高压的南部西伯利亚地区则是一个低压中心。对应的，在巴伦支–喀拉海北部、格陵兰海850 hPa平均温度异常偏高，西伯利亚地区温度异常偏低。另一个高压中心位于阿拉斯加北部，而在其东西两侧–库页岛和阿拉斯加湾上空，则为两个低压中心。在这样的大气环流影响下，东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海附近范围内的大气中下层平均温度表现为正的温度异常，库页岛南部和北美东部为负温度异常。两处温度正异常可达到+7℃。从向下长波辐射的异常可以看出，长波辐射也在巴伦支–喀拉海北北部、东西伯利亚–楚科奇–波弗特海以及格陵兰东部明显较高。这可以一定程度上解释10月份巴伦支–喀拉海和东西伯利亚–楚科奇–波弗特海的海冰偏少和发展停滞的现象。 图3. 2016年10月~2017年3月北半球30˚~90˚N月平均500 hPa位势高度异常(等值线)和850 hPa温度异常(填色图，单位为℃)。等值线间隔为30 gpm，气候态平均取1981~2010年 图4. 2016年10月~2017年3月北半球60˚~90˚N月平均向下长波辐射异常(单位为W/m 2 ) 在2016年10月的大气环流场中，位于欧洲北部的这个高压对西风急流的引导作用使得大气从北大西洋向北冰洋运动，来自低纬度的空气更加温暖、湿润，会引起巴伦支–喀拉海上空大气增温，同时水汽增加也会引起长波辐射增加，这两种过程都会阻碍海冰的结冰过程。在太平洋一侧也是类似的过程。异常的大气环流也影响了中纬度的大气，从欧洲到西伯利亚直至远东地区都处在异常低温的影响下。这种模态与Luo等人 [ 10 ] 中提出的阻塞高压引起暖北极–冷大陆的模态相似。 11月，同样在环流异常的影响下出现了温度异常。但不同的是，相比于10月，11月的大气环流异常较弱，但异常向下的长波辐射集中在巴伦支–喀拉海北部。在巴伦支–喀拉海北部和西伯利亚地区分别存在一个高压中心和低压中心，对应着两个地区的正温度异常和负温度异常。在太平洋至北美地区则表现为PNA波列的遥相关型。12月，在欧洲地区再次出现高压中心，对应西伯利亚地区低压，从12月到3月，在巴伦支–喀拉海地区的高压逐渐减弱，对大气温度的影响也逐渐变小，没有出现明显的高温异常。而与此同时，巴伦支–喀拉海的海冰异常有十分明显。如上所述，在11月到3月巴伦支–喀拉海的海冰结冰过程背数次阶段性的海冰减少事件所打断，这些海冰减少事件通常持续时间不超过10天。因此猜想，这些阶段性海冰减少过程可能受到了大气快变过程的影响。 根据2016年11月至2017年3月的巴伦支–喀拉海海冰逐日变化过程，挑选出了6个海冰减少事件，以海冰减少速度达到最大为准，分别为2016.11.10， 2016.12.23， 2017.1.10， 2017.1.17， 2017.2.10， 2017.3.18。因为巴伦支–喀拉海在2016~2017年结冰较多年平均延迟了一个月，这些海冰减少事件都发生在11月~3月。以这些日期为中心，分别计算了Lag-1天的大气温度平流，并将它们合成分析(图5)。对于某地，正的温度平流说明该地有增温现象，负温度平流则相反。从合成的温度平流来看，海冰减少事件发生时，巴伦支–喀拉海地区存在强烈的正温度平流，且在近地面最为明显。因此，虽然在月平均的温压场中巴伦支–喀拉海地区的异常并不突出，但是在较短的时间尺度上，依然有强烈的平流作用使得大气升温，从而影响了海冰。 图5. 2016~2017年秋冬季巴伦支–喀拉海海冰减少事件Lag-1天温度平流(单位10 3 K·m·s −2 ) (a) 1000 hPa (b) 850 hPa
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user: 5. 结论 1) 2016~2017年秋冬季北极海冰远少于多年平均值，其中东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海、喀拉海和巴伦支海的海冰在整个北极的海冰变化中扮演了非常重要的角色。2016~2017年秋冬季北极海冰和主要异常区海冰都远低于多年平均值，并且出现了若干次海冰减少或海冰发展停滞的现象，其中以巴伦支–喀拉海表现最为明显。 2) 2016年10月~11月，持续的、异常的大气环流是影响大气温湿度进而影响海冰的原因之一。异常高压对西风急流的引导作用使得大气从北大西洋和北太平洋向北冰洋运动，来自低纬度的空气更加温暖、湿润，会引起北极上空大气增温，水汽增加也会引起长波辐射增加。 3) 2016年11月~2017年3月，没有明显的持续性的环流异常，但是在较短的时间尺度上，依然有强烈的平流作用使得大气升温，从而影响了海冰。
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user: 摘 要 半干旱区沙地生态恢复是我国生态文明建设的主战场之一，最近几十年来生态恢复成绩显著，但遗憾的是，之前的研究多局限于通过植被覆盖率和物种丰富度等指标反映生态恢复的效果，而忽视了植被恢复演替早期阶段土壤理化性质变化规律的系统研究。本研究选取了典型的半干旱沙地科尔沁沙地和毛乌素沙地生态恢复早期阶段的建群种油蒿–差巴嘎蒿群落，调查了不同发育程度的生物土壤结皮理化性质的变化规律。结果表明：两沙地中土壤随植被建成下理化性质变化规律为：1) 总碳、总氮、含水率和电导率均表现为藓类结皮 > 藻类结皮 > 少量物理结皮 > 流动沙丘；2) 全磷表现为藓类结皮 > 藻类结皮 > 流动沙丘 > 少量物理结皮；3) pH值从流动沙丘到藓类结皮的整个过程中变化不显著。土壤理化性质随土层深度的变化规律为：1) 总氮和总碳的含量变化分别为发育前期：中层和底层 > 表层，发育后期：中层和表层 > 底层；2) 电导率和全磷含量则表现为随着深度的增加而逐渐降低。这些结果为我们理解半干旱沙地植被建成过程中的土壤演化规律提供了重要参考。 关键词 :半干旱区，理化性质，植被建成，沙地土壤 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 植被群落演替是土壤质量条件改善和生态环境恢复的有效途径之一 [ 1 ] [ 2 ] 。研究表明，在受干扰条件下发生次生演替的地区，其特征变化主要是由植被覆盖度、群落组成、生物量、土壤水分和土壤可蚀性等因素所决定 [ 3 ] 。随着演替的进行，植被群落的多样性和组成的变化通常会进一步引起土壤理化性质的改变，即植物凋落物的分解和根系分泌物会通过将碳(C)和氮(N)等元素输入土壤中，从而导致土壤性质的改变 [ 4 ] 。通过对植被多样性保护的效果及环境的影响分析，不仅能够为生态环境保护和干旱半干旱区资源的可持续利用提供依据 [ 5 ] ，而且对了解植被群落动态演替过程对土壤理化性质变化有着至关重要的作用 [ 6 ] 。前期一些研究表明，在排除人为干扰的情况下，植物次生演替对于改善土壤条件和生态环境恢复起了很大的作用，这对退化土地的修复具有积极的意义 [ 7 ] [ 8 ] 。 已有大量的文献阐述了土壤性质和组成随着植物群落演替变化而变化的生态机制，认为次生演替可以增强土壤的养分和肥力，这与植被恢复和微生物的作用紧密相关 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] ，为土壤理化性质的变化创造了条件。例如，郭轶瑞等 [ 12 ] 对科尔沁沙地不同沙丘典型灌丛下结皮发育及结皮下表层土壤特性进行了初步研究，已得到半固定沙丘和半流动沙丘部分灌丛下发育的物理结皮、藻、地衣及苔藓结皮中部分理化指标的变化规律。李新荣等 [ 13 ] 对沙漠地区土壤结皮进行了相关的研究，并以此建立了防沙固沙的全新模式和理论。这些研究，为我们研究半干旱区沙地植被群落演替过程中土壤理化性质的变化提供了丰富的知识和方法，积累了较多的经验，但是这类研究大都只关注于某种土壤类型或深度而并未注重整个植被群落演替序列中土壤理化性质的变化，特别是关于半干旱区建群种蒿类植被演替过程中土壤理化性质的系统性研究较少。事实上，蒿类植被是从流动沙丘到固定沙丘土壤演化早期非常关键的植被类型，已经从一年生草本(沙米等)向多年生木本植物群落阶段的转变。蒿类作为固沙先锋植物，存在于从沙丘到藓藻类土壤结皮发育的完整过程中，并常常作为荒漠群落演替阶段的关键指示植物 [ 14 ] [ 15 ] ，研究其根部土壤理化性质演替变化具有很强的代表性。此外，油蒿和差巴嘎蒿是分布于半干旱沙区的两个姊妹种，因而生境差异很小，做这种对比，最重要的是能归纳出半干旱沙地植被稳定恢复早期阶段的土壤理化共性。 本研究主要以半干旱区沙地不同演替阶段纯油蒿-差巴嘎蒿植被群落为研究对象，包括流动沙丘、少量物理结皮、藻类结皮和藓类结皮的土壤类型(图1)，这样设计实验，以往的研究相比，主要有以下优势：1) 研究半干旱区单一植被建成对土壤的影响，相较于之前的研究，对于揭示植物对土壤理化指标的影响机制更有意义；2) 对不同地理位置的沙地土壤，以不同发育过程下阶段性样品进行取样，摒弃了之前研究中仅对某一阶段下的研究，这样能够对半干旱区植被建成下的土壤理化性质变化规律进行全面的诠释。通过深入研究其土壤理化性质变化情况，旨在解决以下科学问题：1) 半干旱区沙地植被恢复演替过程不同深度土壤的理化性质变化规律如何？2) 随着土壤演替的进程，不同理化性质指标间其变化规律是否存在相关性？3) 不同沙地相同植被群落演替阶段下土壤理化性质的变化是否存在共性？
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user: 2. 材料与方法 2.1. 研究区概况 此研究地点选取在科尔沁沙地(宝古图旅游沙漠，43˚11'11.1336''N，120˚38'20.9796''E)和毛乌素沙地(乌审旗，38˚27'7.62''N，108˚42'17.7''E)的部分区域，依照油蒿-差巴嘎蒿群落恢复过程中土壤发育各个阶段进行取样。 科尔沁沙地地跨内蒙古、辽宁和吉林三个省(区)的26个县(旗、市)，432个乡(镇、苏木) [ 16 ] ，科尔沁沙地地势起伏广阔，西边高东边低，南北高中间低，海拔约1200~1500 m。地表为沙丘与沙质草甸交错分布，与沙漠的地貌景观比较类似。科尔沁沙地属于温带半干旱、半湿润大陆性季风气候区，年平均气温3℃~7℃，最冷月(1月)平均气温−12℃~−17℃，最热月(7月)平均气温20℃~24℃，≥10℃的积温2200℃~3200℃，无霜期90~140 d，年均降水量350~500 mm，其中70 %集中于夏季，冬春季节相当干燥，特别是春季，大部分地区降雨量几乎为零；年蒸发量1500~2500 mm，干燥系数1.0~1.8；年平均风速3.4~4.4 m∙s −1 ，春季平均风速4.2~5.9 m∙s −1 ，≥ 5 m∙s −1 起沙风日每年出现210~310 d，最高甚至可达330 d；每年 ≥17.2 m∙s −1 的大风日数25~40 d，其中沙暴天气10~15 d，主要出现于春季。沙区的地带性土壤类型为栗钙土、黑钙土和栗褐土。由于土地沙漠化，地带性土壤正在向风沙土演变 [ 17 ] 。 毛乌素沙地是我国四大沙地之一，位于鄂尔多斯高原东南部和陕北黄土高原以北的洼地，在37˚30'~39˚35'N，106°˚21'~111˚30'E之间，海拔1000~1600 m，南北长220 km，东西宽100 km，总面积13.99万km 2 。包括内蒙古鄂尔多斯南部、陕西榆林地区的北部和宁夏黄河以东地区，沙化土地面积达6.33万km 2 。沙区境内的梁地主要是白垩纪红色和灰色砂岩，大部分顶面平坦。第四纪沉积物具明显沙性，松散沙层经风力搬运，形成易动流沙。沙区年均温 6.0℃~8.5℃，年降水量250~440 mm，集中于7~9月，占全年降水60%~75%。降水年际变率大，多雨年为少雨年的2~4倍，常发生旱灾和涝灾，且旱多于涝。夏季常降暴雨，又多雹灾。沙地东部年降水量达400~440 mm，西北部为250~300 mm [ 18 ] 。 从以上研究区概况发现，科尔沁沙地相较于毛乌素沙地，地理位置差别较大；年降雨量较高，雨量较集中，蒸发量大；年平均气温较低；沙地土壤类型有区别。这些因素就使得对土壤的理化性质产生不同的影响。 2.2. 样品采集 实验研究所需的土壤样品分别从科尔沁沙地(宝古图沙漠公园，43˚11'N，120˚38'E)和毛乌素沙地(乌审旗，38˚27'N，108˚42'E)采集，根据发育的不同阶段，依次选取了次生演替过程中四个典型的土壤发育阶段(图1)：流动沙丘(无结皮) (S1)，少量物理结皮(S2)，藻类结皮(S3)和藓类结皮(S4)四种演替过程中不同发育程度的土壤类型 [ 9 ] 。在所选的土壤类型下选取面积为20 × 20 cm的样方，运用采样器分别在两沙丘类型的土壤中采集了深度为0~10 cm的土壤，其中0~2 cm的标为表层土，2~10 cm的标为底层土；而对于有结皮的土壤类型，同样采集了0~10 cm深度的土样，不同的是，由于结皮的存在，所以划分为三层：0~1 cm的标为表层土，1~3 cm的标为中层土，3~10 cm的标为底层土，共30个土壤样品。将所取得土样立即放入-80℃的冰箱里保存，运回实验室用于测定土壤理化性质。 图1. 次生演替过程中各个研究点土壤取样的照片 2.3. 数据分析 在测定土壤理化性质的过程中，将采集的样品一部分用直径为0.5 mm的筛网筛分用于含水率(%)和pH值(土:水 = 1:2.5)等理化性质的测量；另一部分用0.2 mm的筛网筛分用于总碳(TC， g/kg)、总氮(TN， g/kg)、全磷(P 2 Q 5 ， g/kg)和电导率(土:水 = 1:5， us/m)等理化性质的测定。采用1:5 (w:v重量:体积)的水溶液测定电导率；用pH计测1:2.5的水溶液记为pH值 [ 19 ] ；总氮采用凯氏定氮仪(KDY-9830)进行测定；采用C/N分析仪(LECO Truspec， MI， USA)测定土壤总碳。对所获得的理化性质数据，运用SIMCA 13.0软件 [ 20 ] 进行统计分析。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 不同沙地植物群落演替过程中土壤理化性质的变化规律 随着次生演替的进程，各个阶段土壤样品的理化性质测定结果图2所示：在半干旱沙地土壤中，随着植物群落演替的进行，总氮(TN)和总碳(TC)的含量变化相似，均随着演替的进行，含量从S1到S4时期逐渐增加(图2(a)和图2(b))，说明油蒿或差吧嘎蒿群落植被建成，能够有效固定沙土不被风蚀 [ 21 ] ，易于土壤养分的增加。全磷(P 2 Q 5 )的含量随着演替的进行，从S1时期到S2时期呈降低趋势，随后逐渐增加(图2(c))，这一结果与别人的研究结果有差异 [ 12 ] ，可能的原因是流动沙丘中由于无植被的干扰，土壤中的全磷含量保持恒定，而当蒿类植被逐渐建成初期，增加了以磷为主要营养源的微生物种类和数量 [ 22 ] ，导致蒿类植被建成初期土壤中全磷的含量较流动沙丘中的有降低趋势，但随着植被稳定和土壤演替成熟，微生物对凋落物的分解及结皮的形成，使得演替后期全磷含量逐渐提升，说明蒿类植被群落建成能够增加土壤中全磷的含量。电导率和含水率的变化规律与总碳总氮的变化相似，均随着演替的进行逐渐升高(图2(d)和图2(e))，这也印证了半干旱沙地土壤含水率的变化范围规律 [ 23 ] ；而pH值在整个演替过程中，虽然中期有点降低，但总体变化不明显(图2(f))，这与之前研究其它不同类型土壤的演替过程结果相似 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] ，表明在单一物种蒿类植被建成过程中，沙地土壤pH不会随着时间的推移而变化。比较不同沙地土壤发育同一阶段的数据，可以得出两个沙地土壤理化性质的变化规律基本一致。 图2. 土壤理化性质随着演替进程的变化 3.2. 不同演替阶段与不同采样深度下土壤理化性质的变化规律分析 3.2.1. 不同演替阶段下土壤理化性质的变化规律 我们将不同阶段土壤样品的理化性质数据利用SIMCA 13.0软件做Principal Component Analysis (PCA)分析(图3)，结果表明：在整个植被恢复演替过程中，沙丘土壤与藓类结皮的理化性质明显区别于其他两个阶段的土壤性质，产生这一结果的原因与植被演替或许具有较大的关系：在初期沙丘土壤中，由于无植被的生长，土壤的理化性质与其它阶段的具有较大差别；而随着时间的增加，沙丘的固定和植被的演替恢复，一方面给土壤提供了一定的生存环境和营养成分，另一方面植被凋落物和根系分泌物的分解也为土壤输入了养分，导致土壤理化性质组成和含量发生变化，并且不同阶段的微生物变化也会对土壤的理化性质产生影响，这在很多研究中都已得到印证 [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] ，由此说明我们设计实验的方法合理，数据可靠。此外，从图3中我们还可以看出，中期的两个阶段少量物理结皮和藻类结皮中的土壤理化性质相似，造成这一结果可能的原因是两个阶段植被类型相似，均为一些先锋种的早期生长阶段，所以对土壤性质的贡献大致相同，也不受凋落物和根系生长的影响，因而这两个阶段的土壤理化性质相似 [ 30 ] 。此外，对于聚类较差的样品数据(例如WSQ4.u4.s)，造成这一结果的主要原因可能取决于采样方法，在采样过程中，由于采样的随机性导致所采样品中理化指标与其他样品的数据具有较大差异。 图3. 四种不同演替阶段的所有土样理化性质的PCA分析 3.2.2. 不同采样深度下土壤理化性质的变化规律 通过将不同演替阶段的土壤样品按不同深度进行聚类分析(图2)发现，在半干旱沙地中，随着植被群落演替的进行，总氮(TN)和总碳(TC)的含量在不同深度下表现出相似的变化规律，在演替前期，土壤中二者的含量变化规律为：底层 > 表层，而在演替后期，土壤中二者的含量变化规律为：表层 > 底层(图2(a)和图2(b))；而全磷(P 2 O 5 )和电导率在整个演替过程中，则表现为：随着深度的增加，含量依次减少(图2(c)和图2(d))。本研究中土壤理化指标在不同沙地同一类型植被建成过程下的演替结果，解决了长久以来大范围环境异质性对研究半干旱区土壤理化性质演替的干扰问题，我们的研究方法和数据结果出现前期和后期在不同深度下的不同变化规律，这种结果在别的研究具有类似的结论 [ 12 ] [ 31 ] 。例如郭轶瑞等 [ 12 ] 在研流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘以及固定沙丘丘底下分别发育的不同结皮的理化指标，发现结皮的全N、全P、速效N和速效P等指标在沙丘生境中呈现半流动沙丘 < 半固定沙丘 < 固定沙丘 < 固定沙丘丘底；在结皮类型中为物理结皮 < 藻结皮 < 地衣结皮 < 苔藓结皮。与之相似，我们也发现随着土壤发育，理化指标出现上升趋势。但是，我们的研究中还发现，全磷含量随着土壤深度的增加，在整个演替过程中都呈现下降的趋势，与前人在其他生态系统下土壤类型的结果明显不一致 [ 32 ] [ 33 ] 。出现这种现象的可能原因是在流动沙丘土壤中，微生物活性总体较低和植被无覆盖，再加上风蚀作用，使得随着深度的增加，微生物多样性和数量逐渐增加 [ 34 ] ，因此利用土壤养分含量也就越多，包括全磷，所以前期随着土壤深度的增加，全磷的含量呈降低趋势。而随着油蒿-差吧嘎蒿群落植被建成时间的增加，植被覆盖率增加，表层土大多以结皮 [ 35 ] 的形式存在，其中由于微生物与植物间的复杂关系，对于氮输入、碳固定和磷素提升等均有显著影响，有研究对比了有生物结皮和无生物结皮0~5 cm土层中磷素的含量，结果显示生物结皮中磷素的含量略高于无生物结皮中的 [ 12 ] [ 36 ] 。因此结皮中全磷的含量最高，并随着深度的增加逐渐降低。进一步说明随着油蒿-差吧嘎蒿群落建成，土壤不同深度下微生物的组成和多样性存在差异 [ 37 ] ，存在利用和合成C、N和P的能力差异的可能 [ 38 ] ，这也就是造成它们变化有差异的原因。本研究提供了半干旱区土壤随蒿类植被建成下不同演替阶段和不同深度下理化性质的变化规律，并得到了与别人不同的结果，这为半干旱区沙地恢复和单一物种建成提供了理论依据，并更加确定了土壤结皮在生态恢复中的重要性。
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user: 4. 结论 本研究排除了其他植被类型的干扰，仅以单一物种油蒿和差吧嘎蒿群落为研究对象，从不同沙地、不同发育类型和不同深度下，系统的调查蒿类植被对土壤理化指标的影响规律。结果分析显示：1) 在半干旱沙地土壤中，随着蒿类植被建成时间的增加，土壤中总氮(TN)和总碳(TC)的含量变化规律相似，均逐渐增加；2) 全磷(P 2 O 5 )的含量随着时间的增加，呈现出先降低再增加的变化趋势，而电导率和含水率随着演替的进行，均缓慢增加；3) pH值在整个演替过程中，没有发生明显的变化；4) 不同深度的同一种理化性质指标，随着植被建成进行也可能会发生不同程度的变化。这项研究区别于其他研究的创新点在于：1) 本研究针对半干旱沙地不同土壤类型及不同深度的样品进行理化性质的测定分析，弥补了之前对于半干旱沙地土壤在垂直分布上的理化性质研究数据的空缺；2) 本研究选取了半干旱沙地两个典型区域不同自然条件下沙地，但从同一类型植被建成下取样，排除了半干旱地区植被多样性复杂和可比性较差的干扰，发现了两处沙地土壤理化性质从流动沙丘，少量物理结皮，藻类结皮，演替到藓类高度发育的结皮过程中存在共性。这些研结论为半干旱区不同类型土壤的理化性质的研究提供了一定的理论基础，而且为进一步研究半干旱区不同发育阶段土壤演化过程中的各项参数指标变化规律提供了科学的参考依据。
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user: 摘 要 利用2013~2016年廊坊市气象观测站小时降水资料、环保局空气质量监测药材公司站六类主要污染物(SO 2 、NO 2 、CO、O 3 、PM 10 和PM 2.5 )相应浓度数据，利用数理统计方法分析了不同等级降水强度、不同降水时段、不同季节降水性质等6个方面，研究分析了降水对主要污染物浓度的影响。结果表明：1) 在不同小时降水强度下，大雨和中雨的稀释作用要优于小雨；2) 六类污染物对降水有较明显差异，PM 10 、PM 2.5 和SO 2 浓度下降率最明显，达到60%，O 3 的下降率最弱，对降水强度变化不敏感；3) 降雨作用优于降雪，降水对污染物浓度下降率普遍高于降雪；4) 夏季降水的稀释作用最强，其次是秋季，春季和冬季最差，这也和降水强度和降水量相关；5) 降水结束2小时污染物浓度下降率又比降水结束1小时偏高。 关键词 :不同等级降水，空气污染物浓度，影响分析 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 有研究表明 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，空气污染造成呼吸系统疾病、心脑血管疾病发病率明显升高，从而严重影响人们的身心健康和寿命；王治非等 [ 4 ] [ 5 ] 研究发现，空气污染会导致能见度低下等衍生灾害性问题，对农业、交通等行业产生的严重影响不可忽视。随着人类对健康、环境、生态意识的提高，污染问题已经成为全国乃至全球关注的热点问题之一。目前很多专家学者对气象要素及大气环流对气象污染物的影响做了深入研究：杨洋 [ 6 ] 从局地环流方面对京津冀地区大气污染影响的研究得到了京津冀区域局地环流日变化规律及影响下的大气污染物时空变化特征的初步定量分析结果，严重区域污染过程中局地环流为主要作用因子；郭立平等 [ 7 ] [ 8 ] 从大气高低空环流配置形势及风场、空气相对湿度、日降水量、气温、气压方面分析了重污染天气特征指标；花丛 [ 9 ] [ 10 ] 从边界层中的热力及动力作用，研究了逆温层及湍流交换对空气污染物的聚集和扩散的作用；张占峰 [ 11 ] [ 12 ] 等，从降水方面研究污染物的变化特征。但是由于地形、地域差异，空气重污染的大气环流和气象条件存在一定差异，为应对地域间联合开展空气重污染的预报预警业务和为当地政府、公众提供科学信息的需求，深入分析了河北廊坊2013~2016年降水强度、不同的季节，及降水过程(降水间隔 ≤ 2小时的降水定义为一次连续降水过程)结束之后1小时、2小时的污染物浓度下降率变化，用数理统计方法分析降水对污染物稀释的作用及污染物的敏感度，从而在实际工作中对空气重污染的预报预警及应对提供参考。
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user: 2. 资料来源及方法 气象资料为2013~2016年廊坊市国家气象观测站降水资料，SO 2 、NO 2 、CO、O 3 、PM 10 和PM 2.5 六类主要污染物浓度资料为环保局空气质量监测药材公司站数据(与气象观测站相距约1.2 km，地理位置上与气象观测站更接近，资料有更好的对比分析价值)。日降水量(北京0时至次日0时小时降水量总和)和小时降水强度均参照GB/T 28592-2012日降水量标准，划分如表1。 Table 1 Standards for hourly precipitation intensity and daily precipitation intensit 小雨 0.1~9.9 小雪 0.1~2.4 中雨 10~24.9 中雪 2.5~4.9 大雨 25~49.9 大雪 5~9.9 暴雨 50~99.9 表1. 小时降水强度、日降水强度标准 根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633-2012)规定：空气污染指数划分为0~50为优、51~100为良、101~150为轻度污染、151~200为中度污染、201~300重度污染和大于300严重污染的六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。
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user: 4. 结论与讨论 1) 在不同小时降水强度下，大雨和中雨的稀释作用要优于小雨。 2) 六类污染物(SO 2 、NO 2 、CO、O 3 、PM 10 和PM 2.5 )对降水的稀释作用有较明显差异，PM 10 、PM 2.5 和SO 2 浓度下降率最明显，达到60%，O 3 的下降率最弱，对降水强度变化不敏感。 3) 降水形态对污染物的稀释沉降作用有差异，降雨作用优于降雪，降水使污染物浓度下降率普遍高于降雪。 4) 降水的稀释沉降作用有明显的季节性，夏季降水的稀释作用最强，其次是秋季，春季和冬季最差，这也和降水强度和降水量相关。 5) 降水结束2小时污染物浓度下降率又比降水结束1小时偏高。
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user: 摘 要 格陵兰冰盖(GrIS)作为全球气候的重要调控因素，冰盖融化的水不仅使全球海平面上升，还令北大西洋亚极地区域的海水变淡，从而减弱深层对流，进而减缓大西洋经向翻转环流，这将影响全球热盐环流，并改变全球热量分布 [ 1 ] [ 2 ] 。本文基于GRACE重力卫星数据、MAR区域模式数据、DMI天气站点数据和ERA全球再分析数据分析了GrIS质量变化在GRACE观测时期的时空特征；通过质量收支平衡以及表面能量平衡方法研究了控制GrIS质量变化的主要因素；并对GrIS质量变化的动力机制进行初步探讨。结果表明GrIS在2003~2012年质量加速损失，从2013年开始，质量损失趋于平缓，主要减缓的区域在GrIS东南部。2013年开始的GrIS减缓事件的原因是云量增多、反照率增强，净短波辐射减少进而夏季融化减少，这可能与夏季北大西洋涛动改变的气压场有关。 关键词 :格陵兰冰盖，夏季北大西洋涛动，质量收支，表面能量平衡 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 格陵兰岛位于大西洋与北极之间，经纬度59.46˚N~83.39˚N；73.08˚W~11.39˚W，岛屿面积216万平方公里，是世界最大的岛屿；格陵兰冰盖(GrIS)作为大小仅次于南极冰盖的世界第二大冰盖，是气候变化的重要调控因素之一。 GrIS巨大的蓄积率和显著的径流以及融水生成，使其成为一个高度动态变化的地方。GrIS的快速变化可能会影响全球海平面上升，并可能改变AMOC和全球气候 [ 1 ] [ 2 ] 。GrIS是正在发生的气候变化的一个指标，整个冰盖对气候的影响已经被许多研究所证明。1990s使用机载高度计测量的GrIS显示其边缘地区冰盖变薄，在中部区域有轻微的增厚 [ 3 ] 。随后的测量结果显示，沿海地区冰盖变薄加剧，并集中在被冰川出口占据的狭窄山谷中 [ 4 ] 。高度计数据研究显示 [ 5 ] [ 6 ] ，从1992年到2003/4年，2000米以上的GrIS内部出现了显著的(2~5 cm/yr)增长，这可能是由大气湿度和降水量的增加和(或)风暴路径的移动所致 [ 7 ] 。Velicogna等人 [ 8 ] 利用22个月的GRACE重力场首次从太空测量估算整个GrIS的质量变化。Ramillien等人 [ 9 ] 于2006年使用GRACE数据(利用新的大地水准面)计算了(2002年7月~2005年3月)这一时间段的GrIS质量变化及其对海平面上升的贡献。由于GRACE卫星数据的采样时间跨度非常短，尚无法区分年际振荡与气候变化相关的长期趋势。Velicogna等人 [ 10 ] 使用了一段较长的连续时间(2002~2009年)的GRACE数据分析格陵兰的冰盖质量变化。但是，这些开创性的分析估计之间存在许多差异和不确定性，对于影响格陵兰的冰盖质量变化的物理机制的探讨也比较少。 Hanna等人 [ 11 ] 将1990年代以来冰盖变薄融化及径流增加与夏季温度显著增加归因于全球气候变暖。如果GrIS全部融化，全球海平面将上升约7.4 m，另外研究也表明GrIS容易受到人类行为导致的气候变暖的影响 [ 12 ] 。自上世纪90年代初以来，随着大气变暖，GrIS地表径流增加，格陵兰表面融化过程约占整个GIS总质量损失的一半 [ 13 ] ，在表面温度长期升高的情况下，这一比例甚至更大 [ 14 ] 。然而，由于针对GrIS整体研究的数据跨度较短，尚未有研究提供一个更有说服力的多年代际视角，来研究冰盖如何应对长期气候变化，尤其是自20世纪70年代以来明显的全球变暖现象。 本文基于更新的GRACE数据重新对GrIS的时空分布特征进行分析，并使用区域模式数据结合多种研究方法探究控制冰盖质量变化的主要原因。
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user: 2. 数据资料与研究方法 2.1. 数据资料 格陵兰质量变化研究的主要数据是来自GRACE卫星的观测数据 [ 15 ] 。版本是GFZ RL05，水平分辨率1度，数据变量为液态水当量厚度，单位是厘米。从2003年1月到2016年12月，GRACE数据有13个月的缺测。格陵兰岛上的天气站(丹麦气象研究所，DMI)提供了环绕格陵兰岛的观测温度(GrT)站点数据，72个气象站中有68个站点的温度观测数据是从1958年开始的，其中的四个站点(Upernavik， Ilulissat， Nuuk， Tasiilaq)有长达百年尺度的持续观测数据。研究格陵兰表面能量变化时使用的向下短波辐射(SWD)、向下长波辐射(LWD)、向上长波辐射(LWU)、感热通量(SHF)、潜热通量(LHF)、反照率(AL)和云量(CC)等变量的日平均数据由区域气候模式Modèle Atmosphérique Régional (MAR)获得 [ 16 ] ，本文使用的MAR模式数据是由NCEP再分析数据驱动的，该模式在格陵兰岛运行的分辨率高达20 km，数据长度为1948~2017年。格陵兰周边的海表面温度(SST)数据来源于ERSST V3b，使用的数据时间长度为1979~2016。格陵兰的平均海平面气压数据是欧洲中期天气预报中心(ECWMF)的ERA-Interim的1979~2017年的1/8度分辨率月平均数据。 2.2. 研究方法 本文采用数理统计、线性拟合等方法对GrIS质量的时空特征进行分析，用质量收支平衡方法和表面能量平衡方法对控制GrIS质量变化的具体原因进行研究。最后使用经验模态分解方法(EMD) [ 17 ] 分析GrIS表面温度的不同时间尺度信号，并通过回归分析方法初步研究控制GrIS质量变化的动力机制。