DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 主要引理 引理3.1 [ 1 ] 对 h ∈ C ( I ) ，(3)的解满足 u : = T h ∈ C 3 ( I ) 满足 ‖ u ‖ C ≤ ‖ u ′ ‖ C ≤ ‖ u ″ ‖ C ， ‖ u ‖ C 2 = ‖ u ″ ‖ C . 证明 对 ∀ t ∈ I ，有 u ( t ) = u ( 0 ) + ∫ 0 t u ′ ( s ) d s ≤ ∫ 0 t u ′ ( s ) d s ≤ t ‖ u ′ ‖ C ≤ ‖ u ′ ‖ C u ′ ( t ) = ∫ 0 t u ″ ( s ) d s ≤ t ‖ u ″ ‖ C ≤ ‖ u ″ ‖ C 因此有 ‖ u ‖ C ≤ ‖ u ′ ‖ C ≤ ‖ u ″ ‖ C ， ‖ u ‖ C 2 = max { ‖ u ‖ C ， ‖ u ′ ‖ C ， ‖ u ″ ‖ C } = ‖ u ″ ‖ C . 引理3.2 [ 4 ] 设 f : I × R 3 → R 连续，若存在常数 a ， b ， c ， d ≥ 0 满足 a + b + c < 1 以及 d > 0 ，使得满足以下条件 (1) | f ( t ， x ， y ， z ) | ≤ a | x | + b | y | + c | z | + d ， t ∈ I ， x ， y ， z ∈ R ， (2) | f ( t ， x 2 ， y 2 ， z 2 ) − f ( t ， x 1 ， y 1 ， z 1 ) | ≤ a | x 2 − x 1 | + b | y 2 − y 1 | + c | z 2 − z 1 | ， t ∈ I ， x 1 ， x 2 ， y 1 ， y 2 ， z 1 ， z 2 ∈ R ， 则式子(1)存在唯一解。 证明 证明过程参考文献 [ 1 ] 中引理1.2的证明。
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user: 摘要 网络中子图的可嵌入性是度量网络性能的一个重要指标。圈作为网络拓扑中一类重要的子图，其可嵌入性可通过图的泛圈性来衡量。笛卡尔乘积网络 D S C C ( k ) × C m 是在2018年被提出的一种新互连网络。在之前文献研究结果的基础上，文中进一步研究得到 D S C C ( 0 ) × C 3 是泛圈的， D S C C ( 0 ) × C m ( m > 3 ) 是边偶泛圈的， D S C C ( k ) × C m ( k > 0 ， m ≥ 3 ) 是泛圈的。
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user: 1. 引言 互连网络是超级计算机的重要组成部分，互连网络的结构和性质是超级计算机研究的重要课题。在设计和选择一个互连网络的拓扑结构时，Hamilton性，泛圈性，连通度，直径等指标对分析网络性能发挥了重要作用 [ 1 ]。随着系统性能的需求越来越高，处理器核之间的互连架构必须能够提供具有较低延迟和高吞吐率的服务，并且具有良好的可扩展性 [ 2 ]。传统的互连架构已经难以满足现今系统的性能需求，所以片上互连网络便成为当前研究的热点课题之一。 在分析网络拓扑结构时，我们通常将互连网络拓扑结构模型化为一个无向图，图的顶点对应处理器，图的边对应网络的通讯链路 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。因而在研究互连网络的拓扑结构时，往往通过研究一个无向图来深入研究互连网络。互连网络拓扑的性能可以通过图的性能和指标来度量，如Hamilton性、嵌入性、容错性、泛圈性等 [ 1 ] - [ 14 ]。因此，图论是设计和分析互连网络最基本且强有力的工具。十二面体最早是随着哈密尔顿问题引起人们关注的，起源于1859年爱尔兰数学家威廉·哈密尔顿(Sir William Hamilton)提出一种名为“周游世界”的游戏。将十二面体投影到平面上：十二面体的顶点与棱分别对应图的顶点和边，就得到一个正十二面体图。十二面体有许多好的性质，比如它是三正则三连通图、是Hamilton图等。笛卡尔乘积图是一类重要的互连网络拓扑，由于它具有较好的正则性、连通性、点可迁性、Hamilton性等，从而在大规模互连网络研究中得到了广泛的关注 [ 7 ]。 图嵌入是一个客图到一个主图的映射，它保留了一些被要求的性质。如果一个客图能够嵌入到一个主图，那就意味着在客图网络上能够执行的算法同样能够在主图网络上模拟执行。在众多的互连网络拓扑中，路和圈是最为基础，也最为重要的两种网络拓扑结构。在路和圈网络中，容易设计出简单而又高效的路由算法。因此，在设计和选择互连网络时路和圈的可嵌入性是一个非常重要的考虑因素。邦迪提出了泛圈性问题，即寻找所有可能长度的圈。泛圈性是判断一个网络拓扑是否适合将不同长度的圈映射到其上的重要测量值。圈的嵌入是对互连网络的图嵌入问题研究的重点之一，它可以用图的泛圈性和边泛圈性来衡量 [ 2 ]。 在大规模并行系统中，互连网络在硬件成本、通信性能、高效算法和容错能力方面扮演着重要的角色。近年来，学者们提出了许多互连网络拓扑。笛卡尔乘积网络 D S C C ( k ) × C m 是师海忠提出的一类重要的互连网络拓扑，由于它具有较好的正则性、连通性、Hamilton性等性质，从而为大规模超级计算机系统和互连网络的优化设计提供了理论参考价值，得到了广泛的关注和研究。
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user: 2. 基本概念 定义1 [ 1 ] [ 2 ]：图G是一点边连续交替出现的序列， w = v 0 e 1 v 1 e 2 v 2 ⋯ e n v n 称为图G的一个途径，其中 v 0 ， v n 分别称为途径的起点和终点，w上其余顶点称为中途点，图G中边不重复出现的途径称为迹。 图G中起点和终点相同的途径称为闭途径，边不重复出现的闭途径称为闭迹(也称为回路)。中途点不重复的闭途径称为圈。 定义2 [ 2 ]：包含图G的每个顶点的圈称为图G的Hamilton圈，具有Hamilton圈的图称为Hamilton图。 定义3 [ 2 ]：设G是n阶图，如果G中存在任意长为 l ( 3 ≤ l ≤ n ) 的圈，则称G是泛圈的；如果在G中，对于任意一个顶点v，存在任意长为 l ( 3 ≤ l ≤ n ) 的包含v的圈，则G称为点泛圈的；如果在G中，对于任意一条边e，存在任意长为 l ( 3 ≤ l ≤ n ) 的包含e的圈，则G称为边泛圈的。在一个n阶二部图G中，如果G中存在任意长为偶数 l ( 4 ≤ l ≤ n ) 的圈，则G称为偶泛圈的；如果在G中，对于任意一个顶点v，存在任意长为偶数 l ( 4 ≤ l ≤ n ) 的包含v的圈，则G称为点偶泛圈的；如果在G中，对于任意一条边e，存在任意长为偶数 l ( 4 ≤ l ≤ n ) 的包含e的圈，则G称为边偶泛圈的。 定义4 [ 4 ]：将十二面体连通圈网络中的每个顶点用一个三角形代替，所得到的新网络叫做1次十二面体–师连通圈网络，记为 D S C C ( 1 ) ；然后再将1次十二面体–师连通圈网络中的每个顶点用一个三角形代替，得到的新网络叫做2次十二面体–师连通圈网络，记为 D S C C ( 2 ) ；依次代替k次，得到的新网络叫做k次十二面体–师连通圈网络，记为 D S C C ( k ) 。 定义5 [ 7 ]：设 G 1 = ( V 1 ， E 1 ) 和 G 2 = ( V 2 ， E 2 ) 是两个无向图， G 1 和 G 2 的笛卡尔乘积是无向图，记为 G 1 × G 2 。其中 V ( G 1 × G 2 ) = V 1 × V 2 = { ( v 1 ， v 2 ) | v 1 ∈ V 1 且 v 2 ∈ V 2 } ，存在一条顶点 x 1 x 2 与顶点 y 1 y 2 之间的边(其中 x 1 ， y 1 ∈ V ( G 1 ) ， x 2 ， y 2 ∈ V ( G 2 ) )当且仅当或者 x 1 = y 1 且 x 2 y 2 ∈ E ( G 2 ) ，或者 x 2 = y 2 且 x 1 y 1 ∈ E ( G 1 ) 。类似，可以定义笛卡尔乘积 G 1 × G 2 × ⋯ × G n 。 定义6 [ 7 ]：将k次十二面体-师连通圈网络 D S C C ( k ) 与一个长度为m的圈 C m 作笛卡尔乘积生成的新网络，我们记为 D S C C ( k ) × C m ( k = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， m = 3 ， 4 ， ⋯ ) 。
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user: 4. 结束语 本文在文献 [ 7 ] 研究结论的基础上，通过进一步讨论，对笛卡尔乘积网络 D S C C ( k ) × C m 的泛圈性给出了更完善的结果。最终证明得到 D S C C ( 0 ) × C 3 是泛圈的， D S C C ( 0 ) × C m ( m > 3 ) 是边偶泛圈的， D S C C ( k ) × C m ( k > 0 ， m ≥ 3 ) 是泛圈的。关于该网络的泛圈性和其他性质，还需要我们进一步更深层次的探讨和研究，来拓宽对这个网络的认识。
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user: 摘要 2019年~2020年每年春夏秋共6次对白洋淀、衡水湖鱼类进行调查，结果显示：白洋淀共发现鱼类44种，隶属6目14科，鲤科鱼类占59.10%；衡水湖共发现39种，隶属于6目13科，鲤科鱼类占61.54%。利用Average Faunal Resemblance和Jaccard系数计算区系指数和相似度指数分别为62.8%和0.456。综合评价两个水域鱼类区系多样性存在紧密并接近周缘关系，群落间相似性属于轻度相似关系。
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user: 1. 前言 生物多样性(species diversity)是指一定时间一定空间中全部生物或某一生物类群的物种数目与各个物种的个体分布特点，一般是指物种丰富度和物种均匀度，它是生命有机体复杂多样化的体现 [ 1 ]。鱼类多样性区系比较分析是在阐述各水系鱼类区系组成及其特点的基础上，分析各水系鱼类组成的相似程度，以此来探讨水域(系)间的历史时空变化和水系间的发育关系 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。白洋淀和衡水湖同属于海河流域，其中白洋淀为大清河水系，衡水湖为子牙河水系。两个水域生态功能有所区别，引水渠道不尽相同。特别是近年来，随着白洋淀衡水湖生态环境保护力度的加大，生物多样性也在不断发生变化。本研究旨在探明两个水域之间经过多年引补水后鱼类种类变化及其相关性，为该水域鱼类多样性保护和生态修复提供基础依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 站位设置与调查方法 站位布设原则：采用全面布局、重点突出、定点调查采样和社会调查相结合的方式，具体站位以平均分布并结合历史调查站点及国控点站位布设。白洋淀设置站位20个，衡水湖设置站位6个(如图1，图2)。调查方法参照《全国淡水生物物种资源调查技术规定(试行)》和《内陆水域渔业自然资源调查手册》进行，以捕捞法为主进行采样调查，同时辅助访谈法、生产调查法并结合近两年相关资料，查明调查区域的鱼类种类、分布及资源状况。 2.2. 调查取样时间 2019年~2020年，每年4月、8月、10月进行现场调查取样，总计6次。 2.3. 样本鉴定与统计 依照《中国鱼类系统检索》、《河北动物志–鱼类》、《中国淡水鱼类图谱》、《中国动物志》等专业书籍鉴定调查区域所有鱼类种类，测定并记录渔获物的总数、总重及各种鱼类数量和重量。 2.4. 数据分析方法 鱼类区系的比较分析采用Average Faunal Resemblance (AFR)系数，当r AFR 值为80%~100%时，两个水系为共同区系关系；当r AFR 值为60%~79%时，两个水域的鱼类区系关系为密切关系；当r AFR 值为40%~59%时，两个水域的鱼类区系关系为周缘关系；当r AFR 值小于40%时，为疏远关系。群落间β多样性指数采用Jaccard系数，当相似性系数值为0.00~0.25时，为极不相似；0.25~0.50时，为轻度相似；0.50~0.75时为中度相似；0.75~1.00时，为高度相似 [ 6 ]。 图1. 白洋淀调查站位 图2. 衡水湖调查站位
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user: 4. 讨论 白洋淀历史悠久，上世纪50~70年代为华北地区著名的渔业主产区，由于水利工程建设和经过3次干淀和重新蓄水，渔业资源发生了明显变化，洄游性鱼类绝迹，近年来随着引黄入淀和南水北调为白洋淀实施补水，在2017年后，在保证水位的同时，水域生物多样性也有了明显改善，鱼类种类得到有效恢复。衡水湖是1958年由千顷洼改造成的平原水库，水位常年不稳定(湖区多年成为农田)，2003年晋升为国家级自然保护区后，补水有了保障，生物多样性得到有效保护，从图4可以看出，鱼类种类不断增加。两个水域中主要经济鱼类鲢鳙鱼、草鱼均为生态修复增殖放流品种，目前未发现存在产卵场。此外白洋淀水域梭鱼为放流品种。 针对两个水域鱼类种类的多样性区系比较结果，AFR指数虽属于亲密关系但接近周缘关系，与β多样性Jaccard系数轻度相似基本吻合。两个水域相距随不足150 Km，但不同时期的补水源不尽相同，因此形成了两个水域鱼类区系的差异性。随着南水北调和引黄入冀对两个水域补水的同源，鱼类区系组成逐渐会向共同区系关系及高度相似发展。
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user: 摘要 2015年7月22日~24日湖北省出现了大范围强降水天气，其中在7月23日武汉出现了极端暴雨天气。本文利用地面和高空观测资料，阐述了此次暴雨天气的实况，分析了此次暴雨天气的环流背景，并且从中尺度角度详细分析了此次过程大气中的水汽条件、不稳定条件，得到以下结论：此次暴雨过程降水强度大，范围广，时间空间分布很不均匀；从环流系统、影响系统和物理量方面分析得出：此次暴雨过程是由于副高减弱南退和低槽东移使得中低层切变南压，在低空切变线、西南低空急流、地面锋面的影响下，充足的水汽和不稳定能量造成的中尺度对流性降水；在卫星云图上，对流云团发展明显，是此次降水的直接制造者。
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user: 1. 引言 我国是一个气象灾害频发的国家，而暴雨和对流天气是引起气象灾害的最主要的原因之一，这些气象灾害经常造成巨大的经济损失 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。在中国，气象上对暴雨的规定，24小时降水量为50毫米或以上的强降雨称为“暴雨”。由于全国各地降水、地形特点、影响因素的不同，所以各地对暴雨洪涝灾害评估的标准也有所不同。特大暴雨是一种灾害性的天气，其往往能造成洪涝灾害和严重的水土流失，能导致工程失事、农作物被淹和堤防溃决等重大的经济损失。特别是对于一些特殊的地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速渗透，于是会造成农田积水和土壤水分过度饱和，会造成更多的地质灾害。 武汉市属亚热带季风气候，四季分明，雨量充沛，有很明显的梅雨天气，是暴雨多发城市之一，我们对汉口东西湖观测站1959~1996年共38年梅雨资料的分析，武汉市梅雨特征与江汉平原大致相似，即在每年6月下旬和7月上旬各有一次降水集中期，且7月初前后存在一个降水减弱阶段，武汉市除1月和12月外，其它各月均有暴雨记录，以5~9月相对集中，其中6月份暴雨次数居全年之首。 1.1. 研究现状 鉴于我国对流天气发生比较频繁，我国的气象工作者和气象学家们始终关注对暴雨以及对流性天气的研究，陶诗言 [ 4 ] [ 5 ] 等研究了我国的暴雨天气特点、暴雨的过程宏观物理条件及各种天气系统与暴雨的各种关系等，并将我国的暴雨划分为11不同的环流型。此次研究的武汉暴雨属于长江中下游地区，长江中游地区是我国暴雨频发区域，受中高纬西风带环流系统、亚洲季风系统以及高原东移低值系统的共同作用，每年5到9月，暴雨过程频繁，且持续时间长，时空分布不均，既有梅雨期的大范围持续性降水，也有盛夏局地突发性强降水，所造成的灾害重、损失大。对长江中游影响最大主要降水集中在每年6月中旬到7月中旬，即长江梅雨期，该时期的长江流域是极地冷空气与热带暖湿空气的频繁交绥地带，其在梅雨锋上的中尺度天气系统活跃，它们的活动不但维持了梅雨期的持续性降水，而且还给暴雨的产生创造了十分有利的条件，使得武汉市以及周边地区的暴雨天气环流背景、影响系统、物理量条件以及动力因素等以及得到了很多较为深入的研究 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。如李世刚 [ 7 ] 等分析了2007年湖北省初夏的一次暴雨天气过程的大尺度环流特征、中尺度系统和强降水成因，发现高层辐散、低层辐合对上升运动有很大的贡献，冷空气与西南暖湿气流交绥形成能量锋区对暴雨触发的作用，鄂中切变线维持、副热带高压稳定少动是暴雨发生发展有利条件；李明 [ 8 ] 等研究发现，比湿、K指数高值中心与鄂东北强降水的落区、持续时间有较好的一致性，对区域大暴雨来说，有强劲的低空急流配合是必要的。 我国对流天气的地理分布十分不均匀随季节有着很显著的变化。而暴雨大风主要发生在在华东和华中等地势为平原的地区，由于强对流天气的信息很难被常规的气象网检测出来，所以我国主要由非常规观测资料来同化分析数据来进行强对流天气短时临近预报的主要资料基础。 在最近10年，国内外对于强对流天气的预报已经有了很大的发展 [ 10 ]。强对流天气短时临近预报技术主要包括雷暴识别追踪和外推预报技术、数值预报技术和以分析观测资料为主的概念模型预报技术等。 而目前在国外，如英国、美国、澳大利亚、加拿大、法国、韩国和日本等国家都建立了自己的强对流天气临近预报业务系统，香港天文台和中国气象局也相继各自建立了自己的强对流天气短时临近预报系统，国内各级台站陆续也开发了相应的预报业务。 1.2. 研究意义 暴雨是中国主要气象灾害之一。长时间的暴雨容易产生积水或径流淹没低洼地段，造成洪涝灾害。据1950~1999年资料统计，中国平均每年洪涝灾害面积为942.4万公顷，严重洪涝年份农田受灾面积可达1300万公顷以上。暴雨是一种影响严重的灾害性天气。某一地区连降暴雨或出现大暴雨、特大暴雨，常导致山洪暴发，水库垮坝，江河横溢，房屋被冲塌，农田被淹没，交通和电讯中断，会给国民经济和人民的生命财产带来严重危害。暴雨尤其是大范围持续性暴雨和集中的特大暴雨，不仅影响工农业生产，而且可能危害人民的生命，造成严重的经济损失。因此，我们有必要了解暴雨的形成机制将过去的经验和现在进行总结，为以后的暴雨预报提供经验，这样能够更好的预防暴雨灾害，减少人民的经济损失。 武汉市位于长江、汉水交汇处.地势低洼，江河环绕，每年汛期，当遭到降水集中、来势猛的暴雨袭击时，往往会给人民生命财产带来一定程度的危害。如有气象记载以来1931年、1954年、1983年、1991年、1996年湖北省曾发生特大洪涝灾害，长江水位暴涨，武汉城区严重积水，致使经济建设和群众物质财产遭受较大损失 [ 11 ] [ 12 ]。而本次特大暴雨不但造成市区多条道路积水，地铁四号线部分路段受阻，致使交通严重瘫痪，造成武汉部分区农作物受灾。据初步统计，武汉市农作物受灾面积22.57万亩，主要受灾作物有早稻4.4万亩，中稻11.55万亩，蔬菜2.01万亩，杂粮及其它作物2.81万亩。其中，新洲区农作物受灾面积1.77万亩，黄陂区受灾面积20.5万亩，东西湖区蔬菜受灾面积0.3万亩。所以分析武汉市区的暴雨对武汉有着极其重要的意义。 1.3. 资料与研究内容 利用2015年7月22日~24日的常规地面高空观测资料、气象卫星云图资料和数值预报产品等资料，主要关注天气过程发生前的高空、地面天气形势以及从有利于暴雨天气形成的中尺度天气系统和各种物理量场着手，对2015年7月23日发生在武汉市一次暴雨天气发展过程从环流背景、水汽条件、影响系统、水汽条件热力动力条件、散度等方面进行综合性研究分析。
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user: 2. 天气实况 2015年7月22日~24日武汉迎来50年一遇的特大暴雨袭击，强降水中心位于鄂东北及江汉平原东北部。降水时段集中，出现在7月23日08时至23日18时。过程日降水量达暴雨及以上共30站次，如图1，在湖北境内，此次暴雨日降水量最大值出现在仙桃(217.9毫米，23日)。中心城区8个半小时最大降雨量达197毫米，小时最大降雨287.5毫米，从22日晚9点到23日下午4点，武汉市东西湖观测雨量达155.7毫米，当天上午8时至13时，武汉普降暴雨，最大降雨已超100毫米，小时强度达66毫米。 图1. 2015年7月23日08时24小时降水量图(单位：mm) 从图2地面三线图可以很明显的看出，武汉站23日这天温度与露点线几乎重合，空气湿度特别大，很有利于降水的发生。从降水量图可以发现，23日14时的六小时平均降水量超过了100 mm，而超过50 mm就属于暴雨。说明此次降水强度特别极端，水汽条件极其充足。 图2. 2015年7月23日武汉站24小时降水量(单位：mm) 据了解，由于此次降雨范围广、强度大、来势猛不少地区雨水排放不及时，形成内涝。造成武汉部分区农作物受灾。受强降雨影响，武汉市大部分道路车辆出行受阻。不少私家车在渍水路段抛锚。部分地区路边人行道上渍水已没过脚踝，停靠在低洼处的小轿车被淹没了半个车身。路边人字沟井盖处不断向外涌出污水。一些市民通过渍水路段不得不脱掉鞋袜，淌水前行。
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user: 3. 环流形势和影响系统分析 3.1. 500 hPa亚欧环流形势分析 对于湖北省的暴雨，通常都产生在有利的大尺度环流背景下，影响湖北省暴雨的环流形势有 [ 9 ]：1) 初夏暴雨环流形势：一般在五月到入梅前(5~6月上旬)，副热带高压第一次北越出现在南海和西太平洋上使得湖北地区暖湿空气活跃加强，空气中水汽充足，当一次冷空气南下就会在长江流域造成一次明显的降水过程。在500 hPa上，暴雨前期与暴雨发生时期，中高纬度贝加尔湖地区使一个稳定的东西走向的低压区东亚地区为多波动经向环流，中支槽与南支槽在108˚E附近同位向叠加环流的径向度加大东南沿海高压脊加强。2) 梅雨期暴雨环流形势：一般认为，梅雨期是指六月下旬到7月中旬这段时间，此时副高缓慢北移，西风带环流由移动性系统转变成为阻塞性系统，此时亚欧上空的环流形势为两高一低副热带高压的脊线在20˚N附近区域，此时乌拉尔山阻塞高压脊前冷空气南下是的东侧低槽加深形成贝加尔湖大槽区。此时的暴雨天气形式分为两种：第一种在500 hPa中高纬度带为西高东低槽脊位置东西皆有可能30˚N附近几乎为西风气流，使得冷空气能顺利到达湖北。第二种为中高纬度带内多波动，亚洲有2~3个低槽东移，当他经过我国西北地区的东部和华北地区上空时，冷空气沿着槽后西北气流南下到长江流域与暖湿空气相遇形成暴雨。3) 盛夏暴雨环流形势：此时由于副高加强和北越，鄂东和江汉平原受到副热带高压控制，天气晴热无雨。盛夏总温度与不稳定度都非常高，局地水汽热力条件十分充足，受到扰动后就能形成强对流，短时间内会造成较大降水。4) 秋季暴雨环流形势：9~10月随着北方的冷空气加强南压，而高空副热带高压衰减很慢，是的江汉上游与鄂西辐合带与锋区加强，此时巴尔喀什湖不断分裂短波槽应向江汉地区形成大量降水。 根据图3亚欧大陆500 hPa环流形势图可知，亚欧环流形势整体为多波动纬向环流形势，位于日本 图3. 2015年7月22日08时~23日20时500 hPa高空图 东侧海域上和新疆附近的两个副热带高压整体趋于稳定状态，使系统移动缓慢。到了22日，河套地区的横槽转竖，小槽缓慢东移，发展出一个新的低压系统并逐渐南压，小槽合并为一个大槽，使得冷空气从内蒙古地区向南运动，进而影响到湖北地区。与此同时，贝湖高脊崩溃，使得冷空气南下，冷低压槽不断南压，23日08时正好经过湖北上空使得湖北地区受到影响，武汉此时受到偏南气流控制，造成了区域性暴雨。到了24日20时，低槽南移，武汉地区天气逐渐转好。 3.2. 700 hPa和850 hPa亚欧环流形势分析 如图4从700 hPa亚欧环流形势图上可以看出，我国中南地区受到西南气流控制，水汽从南海源源不断运输到长江中下游地区，在湖北西部有一个切变，整体成气旋性弯曲，整个系统十分不稳定。在850 hPa亚欧环流形势图中我国中南地区受到西南气流控制，有利于水汽输送，在湖北西部有一个长的切变线，等温线有下凹趋势，长江中下游地区温度降低。 图4. 2015年7月23日08时700 hPa与850 hPa高空图 3.3. 地面形势分析 从地面三线图中可以很明显的看出，23日这天温度与露点线几乎重合，空气湿度特别大，很有利于降水的发生。从降水量图可以发现，23日14时的六小时平均降水量超过了100 mm，而超过50 mm就属于暴雨。说明此次降水强度特别极端，水汽条件极其充足。 从23日20时~24日08时地面图(图5)可知，在四川和昆明的两个热带低压逐渐东移并在23日08时华中地区合并形成一个锢囚锋。14时锢囚锋的中心已经移动到了武汉西侧，到了20时已经移动到武汉东侧，是武汉出现了大范围雷雨天气及强降水天气的原因之一。 图5. 2015年7月23日20时与24日08时地面图 3.4. 影响系统 本次降水过程的影响系统是从湖北北部南下的切变线，由图6可知在23日08时的700百帕风场的分析图上看出在武汉西部地区有一个明显的切变，之后向东南方向移动，到了24日08时切变线移出湖北地区，在此过程中湖北西部、东南部以及湖南北部都产生了强降水天气过程。可见，造成此次强降水天气过程的主要影响系统有副热带高压、高空槽和中低层切变 [ 10 ]。 图6. 7月23日08时与24日08时700 hPa切变线分析
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user: 4. 中尺度天气分析 图7是中尺度分析高空综合图，对此次武汉地区强对流天气形成有利的水汽条件、不稳定条件、抬升条件以及垂直风切变条件进行了分析。总体看来，武汉及其周边地区水汽条件十分丰富，且此时武汉位于高层冷槽与低层暖脊的交互地区，温度递减率很大，容易造成位势不稳定，加上此时华中地区受到西南气流控制，有利于水汽和能量的输送，在武汉左侧中低空都有切变，且此时武汉处于暖平流的影响抬升条件和位势不稳定条件十分充足，最终造成了此次强降水天气的发生。 图7. 2015年7月23日08时中尺度分析综合图
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user: 5. 探空资料 由图8可知，在7月23日08时整个对流层相对湿度全部超过80%，空气湿度大，降水强度强，而且此时K指数为40℃大于30℃，SI指数为−0.71小于0，说明此时大气极其不稳定，是产生此次强暴雨天气的重要因素。 图8. 2015年7月23日08时武汉地区地面探空图 图9. 2015年7月23日03~13时武汉地区地面探空图
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user: 6. 云图分析 大量分析表明，中尺度暴雨云团具有以下特征：1) 中尺度云系的尺度一般为50~500 km。2) 由Cb云系组成，色泽白亮，可见多层结构。3) 多数呈圆形、准圆形以及椭圆形，具有厚实感的密蔽云区。4) 可见光云图上多起伏暗影，对流发展旺盛时可以看见上冲云顶，在云团内部存在亮温小于等于52℃的冷云区的暴雨云团上，云团边缘亮温梯度大，一般为西厚东薄，下有方向会有卷雨云。 如图9分析2015年7月23日不同时次3 h间隔的FY-2E红外云图资料可知：在23日03时，湖南西北出现锋面云系，此云系色调白亮，呈椭圆形，是具有厚实感的密闭云区，具有暴雨云团的特征。到了23日08时，湖南西北部的暴雨云团范围扩大并向东北部扩散，且此时湖北东部受到切变线的影响使得武汉地区附近上空云量逐渐增加，到了10时基本全部覆盖，到了下午13时武汉上空云量到达最大，而此时武汉地区附近降水强度增大。受到中低层切变东移影响，武汉上空云团逐见东移。到了23日19时云团减弱并逐渐移出湖北，武汉地区降水也随之减弱。
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user: 7. 结论 本文利用2015年7月22日~24日的常规地面高空观测资料、气象卫星云图资料和数值预报产品等资料，从天气形势、影响系统、中尺度分析、物理量诊断分析、卫星云图分析、降水量数值预报检验等方面，分析了武汉此次特大暴雨的天气过程，得出如下结论： (1) 此次降水强度大，范围广，时间空间分布很不均匀。在23日湖北大部分地区普遍都有降水，强降水中心主要集中在武汉地区和湖北西部。 (2) 此次强降水过程主要是由副高减弱南退和低槽东移动使得中低层切变南压造成的。副热带高压在减退过程中使得西风带长波系统发生调整，冷低压槽移过湖北上空造成了暴雨。 (3) 低空切变线、西南低空急流、地面锋面气旋是本次暴雨的影响系统。低空切变线移速缓慢，使武汉地区低空辐合强烈。同时，低空急流为武汉输送大量水汽，而且武汉位于低空急流左前侧，垂直上升运动剧烈。锋面气旋中心缓慢移过武汉地区，低空急流与暖锋近乎正交。在这种形势配置下，造成武汉这次暴雨。 (4) 此次暴雨过程是中尺度系统产生的对流性降水。武汉及其周边地区水汽条件十分丰富，且此时武汉位于高层冷槽与低层暖脊的交互地区，温度递减率很大，容易造成位势不稳定，加上此时华中地区受到西南气流控制，有利于水汽和能量的输送，在武汉左侧中低空都有切变，且此时武汉处于暖平流的影响抬升条件和位势不稳定条件十分充足，最终造成了此次强降水天气的发生。 (5) 此次降水探空条件和不稳定能量十分充足。降水发生前武汉地区整个对流层湿度很大，有着及其深厚的湿层，加上武汉地区K指数特别大的同时SI指数小于0，为此次暴雨天气提供了大量的不稳定能量。 (6) 此次降水发生时对流云团发展十分明显，是此次降水的直接制造者。武汉的降水出现在云团发展最旺盛的地方。
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user: 摘要 本文通过将Au纳米粒子(AuNPs)组装到ZnO纳米棒(ZnO NRs)表面制备了异质结构ZnO NRs-AuNPs光催化剂，利用光学吸收光谱、透射电子显微镜等手段分析了AuNPs和ZnO NRs-AuNPs催化剂的结构特征，同时考察了催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效率。研究结果表明，柠檬酸钠还原法制得的Au纳米粒子粒径均一，能够均匀地分散在ZnO纳米棒表面，制备的ZnO NRs-AuNPs光催化剂能够有效抑制光生电子–空穴的复合，其光催化活性得到显著增强，当HAuCl 4 用量为1.5 mL时，经60 min光催化反应后该催化剂对亚甲基蓝的降解效率高达92.4%。
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user: 1. 引言 随着人们生活水平的提高以及纺织染料行业的发展，染料废水的大量排放对生态环境造成了严重的威胁 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。作为一种绿色化学过程，利用光催化氧化技术高效降解水体中有机污染物，为解决环境污染问题提供了一种有效途径。ZnO纳米材料具有生产成本低、化学性质稳定、光敏性能良好等特点，在光催化降解有机污染物方面具有很好的应用前景 [ 4 ]。 但是ZnO作为一种直接带隙半导体材料，在吸收光子能量后，产生的光生电子–空穴在向表面迁移的过程中很容易发生复合，从而降低了ZnO的量子效率和光催化效率，这一问题可以通过贵金属修饰改性的方式得以解决 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。Yang等 [ 8 ] 通过自组装合成制备了Au/ZnO纳米棒(ZnO NRs)复合光催化剂，发现Au纳米粒子的引入能够抑制光生电子–空穴的复合，延长光生载流子的寿命，从而使得该复合材料对罗丹明B的光催化降解活性得到显著提高。Baruah等 [ 9 ] 研究发现Au纳米粒子(AuNPs)的等离子体效应能够通过抑制光生电子–空穴的快速复合从而实现CF@ZnO NRs-AuNPs光效率的提高。鉴于此，本文通过将Au纳米粒子组装到ZnO纳米棒表面进行改性处理，以亚甲基蓝为模型污染物，测定其在紫外光下的光催化降解活性，通过调节氯金酸的用量，合成出具有高催化效率的ZnO NRs-AuNPs复合材料。
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user: 2. 实验部分 2.1. 试剂与仪器 试剂：硝酸锌，六次甲基四胺，氯金酸，柠檬酸钠，亚甲基蓝，所有化学试剂均为分析纯，采购于天津市科密欧化学试剂有限公司。 仪器：透射电子显微镜(JEM 2100F，日本)，紫外–可见分光光度计(TU 1950，北京普析，中国)。 2.2. ZnO-NRs-AuNPs催化剂的制备 将0.025 mol/L硝酸锌与0.025 mol/L六次甲基四胺溶液均匀混合，转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于95℃进行水热反应4 h，冷却后以6000 r/min的转速进行离心，弃去上清液，用去离子水和无水乙醇各洗涤5次，离心、烘干，制得ZnO NRs。 移取一定体积1 g/L的氯金酸溶液于50 mL去离子水中，加热至沸腾，再加入一定体积5 g/L柠檬酸钠溶液(V (氯金酸):V (柠檬酸钠) = 3:2)，在700 r/min的搅拌条件下回流15 min，溶液颜色逐渐变为粉色，冷却至室温，以10，000 r/min的转速离心15 min，弃去上清液，制得AuNPs-x，其中x表示氯金酸的体积用量。将AuNPs再分散于50 mL去离子水中，加入0.05 g ZnO NRs，充分搅拌12 h，离心、烘干，制得ZnO NRs-AuNPs-x。 2.3. ZnO-NRs-AuNPs催化剂的表征 利用紫外–可见分光光度计测试Au纳米粒子的光学吸收特性，利用透射电子显微镜观察AuNPs和ZnO NRs-AuNPs的形貌结构特征，利用高分辨透射电子显微镜测定AuNPs和ZnO NRs-AuNPs的晶体结构特征。 2.4. 光催化性能测试 以低压汞灯(365 nm，8 W)为紫外光源，在石英/玻璃夹套式间歇反应器中进行亚甲基蓝的光催化降解实验。将0.005 g ZnO NRs-AuNPs催化剂加入到50 mL 5 mg/L的亚甲基蓝溶液中，室温条件下避光磁力搅拌60 min，以达到吸附–脱附平衡。开启紫外灯，进行光催化降解反应，反应时间为60 min，利用紫外–可见分光光度计测试亚甲基蓝的浓度变化。 光催化降解效率以 η = 1 − C t C 0 计算，其中η、C 0 、C t 分别表示亚甲基蓝在催化剂作用下的光催化降解效率以及亚甲基蓝在60 min暗吸附结束时和60 min光催化反应后的浓度。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 光学吸收光谱分析 图1为不同HAuCl 4 用量制得Au纳米粒子(见内插图)在300~800 nm波长下的光学吸收光谱。由图1可知，所有样品均在525 nm处附近出现明显的特征吸收峰，且随着HAuCl 4 用量的增加，样品的吸收峰强度逐渐增强，表明Au纳米粒子胶体溶液的浓度在逐渐增加。由图1中内插图可以看出，所有样品的溶液颜色均呈现粉色，表明Au纳米粒子分散性较好，未出现明显的团聚现象。 3.2. TEM分析 图2(a)和图2(b)分别为AuNPs-1.5的TEM和HRTEM图。从图2(a)可以看出，Au纳米粒子为分散均匀、粒径均一的球形颗粒，其粒径大小约为25 nm左右。由图2(b)可知，Au纳米粒子的晶格条纹间距约为0.23 nm，可以归属于Au的(111)晶面(JCPDS 04-0784)。 图2(c)和图2(d)分别为ZnO NRs-AuNPs-1.5样品的TEM和HRTEM图。由图2(c)可以看出，ZnO NRs-AuNPs催化剂的形貌结构较为规整，ZnO纳米棒表面均匀分布着粒径均一的单层Au纳米粒子，并未出现明显的团聚现象。由图2(d)可以清晰地观察到ZnO纳米棒和Au纳米粒子之间的界面，其晶格条纹间距0.23 nm和0.26 nm分别对应于Au的(111)晶面和ZnO的(002)晶面。 图1. 不同Au纳米粒子的光学吸收光谱 图2. AuNPs-1.5和ZnO NRs-AuNPs-1.5催化剂的TEM (a)， (c)和HRTEM (b)， (d)图 图3为ZnO NRs-AuNPs-1.5样品的EDX图。由图可以看出，样品中仅含有O、Zn、Au三种元素，没有其他的杂质峰出现。结果显示O、Zn、Au三种元素的原子百分数分别为49.51%、50.23%和0.26%，表明Au纳米粒子成功地负载到了ZnO材料表面。 图3. ZnO NRs-AuNPs-1.5催化剂的EDX图 3.3. 光催化性能分析 本文在光催化降解性能测试前，首先进行了亚甲基蓝在无催化剂存在情况下的光解实验和避光条件下在催化剂表面的暗吸附实验，结果表明亚甲基蓝在紫外光照下的光解作用可以忽略不计，同时在催化剂表面暗吸附60 min后亚甲基蓝溶液浓度不再发生变化，表明达到了吸附–脱附平衡。 图4所示为不同HAuCl 4 用量制得ZnO NRs-AuNPs催化剂对亚甲基蓝的光催化降解测试结果。从图中可以看出，60 min光催化反应后ZnO NRs催化剂对亚甲基蓝的降解效率仅为68.4%。Au纳米粒子的引入显著改善了ZnO NRs的光催化活性，ZnO NRs-AuNPs-1、ZnO NRs-AuNPs-1.5和ZnO NRs-AuNPs-2复合催化剂对亚甲基蓝的降解活性分别为85.7%、92.4%和73.8%。由此可知，当HAuCl 4 用量为1.5 mL时，ZnO NRs-AuNPs催化剂的光催化活性最高(92.4%)，约为ZnO NRs的1.35倍。但是当HAuCl 4 用量进一步增加时，催化剂活性反而有所下降，这可能是由于催化剂表面AuNPs达到一定浓度时，过多的AuNPs会阻碍ZnO NRs对紫外光的吸收，从而使得催化剂的活性显著下降。 ZnO NRs-AuNPs光催化活性的提高可以从ZnO和Au的能带角度来解释，Yang等 [ 8 ] 指出ZnO NRs-AuNPs异质结构中ZnO和Au的接触会使Fermi能级发生改变，产生一个靠近ZnO导带底的新能级。由于ZnO导带底的能量高于新的Fermi能级能量，会促使光生电子从ZnO导带迁移到Au表面，因而促进了催化剂表面光生电子–空穴的有效分离。光生电子能够将溶液中的溶解氧还原成超氧根离子( ⋅ O 2 − )，同时ZnO价带上的光生空穴容易和OH − 作用生成羟基自由基(∙OH)，在 ⋅ O 2 − 和∙OH的强氧化作用下，亚甲基蓝被降解生成CO 2 和H 2 O，从而实现了有机污染物的有效去除，其光催化作用机理示意图如图5所示。 图4. 不同催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效率 图5. ZnO NRs-AuNPs催化剂上亚甲基蓝的光催化降解机理示意图
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user: 4. 结论 本文采用柠檬酸钠还原法制备了分散均匀、粒径均一的Au纳米粒子，并将其组装到ZnO纳米棒表面进行了改性处理，利用光学吸收光谱、透射电子显微镜等手段对AuNPs和ZnO NRs-AuNPs催化剂进行了表征，以亚甲基蓝为模型污染物，研究了Au纳米粒子修饰对催化剂光催化性能的影响。研究结果表明，Au纳米粒子的引入能够促进光生电子–空穴的有效分离，使得ZnO NRs-AuNPs催化剂的光催化活性显著提高，当HAuCl 4 用量为1.5 mL时，60 min内催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效率高达92.4%。
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user: 摘要 采用中国气象局国家气象信息中心整编的中国地面逐日观测资料和欧洲中长期天气预报中心ERA-interim逐日再分析资料，对2006~2015年云贵高原地区昆明准静止锋的时间变化特征进行分析，并探讨了春季不同类型昆明准静止锋的环流差异。结果表明：1) 近十年昆明准静止锋日数呈减少趋势，静止锋活动日数在117 (2010年)~164 (2012年)天之间。2) 昆明准静止锋全年均可出现，但其活动有明显的季节特征，其中1月和12月出现天数最多，7月最少。3) 昆明准静止锋以b类为主，月平均活动日数最多的是12月；其次是c类，活动日数最多的是1月和2月；出现天数最少的是a类。4) 当春季亚洲上空中高纬度为一槽一脊型，东亚大槽较强，副高强度较弱时，易形成a类静止锋。b类静止锋时，亚洲中高纬呈多波动分布，亚洲地区多低槽活动，冷空气活动频率高，副高强度较强，冷暖空气势力相当导致静止锋能够长时间维持。c类静止锋时的冷空气活动势力则明显弱于西南暖湿气流，导致准静止锋偏弱偏东。5) a类静止锋的纬向环流中，与云贵高原东部存在明显的异常环流圈下沉支相对应，中高层的深厚冷空气覆盖了云贵高原大部地区。b类和c类静止锋的则不存在明显的异常纬向环流圈，在各层大气中受到与暖湿气流相对应的异常上升气流所影响，另外c类静止锋的近地面存在1 m/s左右的西风异常区，表明其受暖湿气流影响强度明显高于其他两种类型。
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user: 1. 引言 云贵高原为位于青藏高原的东南侧，靠近孟加拉湾和中国南海，具有突出的季风气候特点 [ 1 ]，境内多高原、山地、丘陵、盆地，地形崎岖复杂 [ 2 ]，有典型的喀斯特地貌，因红壤广布，又有“红土高原”之称。由于云贵高原特殊地形的作用，天气十分复杂。近年来，随着全球变暖，极端天气事件增多 [ 3 ]。王曼等 [ 4 ] 研究得出，云贵高原地形的阻挡和特定天气系统配置共同作用导致昆明准静止锋的形成和维持。樊平等研究指出 [ 5 ]，昆明准静止锋锋通常位于四川宜宾–贵州兴仁–云南光南一带，呈西北–东南向。目前，不少学者对昆明准静止锋进行研究，尤红等 [ 6 ] 研究得出，低层冷平流和高层强冷平流下传是引起强降温的原因，并通过辐散下沉运动来实现的，中低层暖湿气流沿昆明准静止锋后冷空气爬升是产生强降雪的动力条件。段旭等 [ 7 ] 对昆明准静止锋的结构进行了研究，得出沿纬度方向在650 hPa以下准静止锋的等温线接近垂直，在700 hPa以下为锋及锋后高湿区，θ等值线在103˚E附近出现密集等熵线。严小冬等 [ 8 ] 分析了贵州强冻雨天气的环流特征，表明贵州强冻雨天气主要受海拔高度、相对高度、迎风坡和背风坡、静止锋区、冷空气厚度和不同高度冷空气活动等多种因素的综合影响。杨贵名等 [ 9 ] 指出，2008年初低温雨雪冰冻期间，冷暖气团长期对峙是“低温雨雪冰冻”天气持续的主要原因，期间准静止锋稳定、少动，锋面较平缓，冷暖气团形成的逆温很明显。还有研究认为，准静止锋是湿度锋，其大气环流特征与高原关系密切 [ 10 ]。周明飞等 [ 11 ] 认为，静止锋的存在使得低层有稳定的逆温层，滇黔静止锋后的贵州中东部易出现高架雷暴。杜正静等 [ 12 ] 通过对1964~2000年贵州出现的严重冰冻天气过程进行分析指出，南下的冷空气由于云贵高原的阻挡作用，低层湿空气被强迫抬升辐合，为冰冻天气的形成提供了水汽条件和动力条件。段旭等 [ 13 ] 也指出，昆明准静止锋天数与冰冻天气也保持着高同步性，相关系数为0.539，通过了0.01的显著性水平检验。此外，杜正静 [ 10 ] 等通过对2001~2003年昆明准静止锋的统计，把静止锋分为4个类型，得出昆明准静止锋在春夏、秋冬交替季节分别存在骤降、弱升突变，位于滇东的II型静止锋是昆明准静止锋影响云贵地区的主要方式。近年来，昆明准静止锋在云贵高原干旱、寒潮及降水研究中 [ 14 ] [ 15 ]，都是讨论的重要问题之一。 目前对昆明准静止锋的研究很多，但几乎都是对几次过程或较短时间内的研究，对较长时间昆明准静止锋变化趋势分析和对春季云贵准静止锋活动日数与环流之间关系的分析较少。本文通过对2006~2015年昆明准静止锋的统计，引用张精华 [ 16 ] 对昆明准静止锋的分类，分析这10年昆明准静止锋的变化趋势，和春季不同类型静止锋的环流特征。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 资料及方法 采用的观测资料选自中国气象局国家气象信息中心整编的中国地面观测站逐日观测资料，选取2006~2015年间云贵高原地区的逐日资料进行分析。这里云贵高原的范围定义为云南、贵州及周边地区。 地面风等要素场资料选用欧洲中心的ERA-interim再分析逐日资料集，资料的水平分辨率为0.125˚ × 0.125˚，时段同样选取了2006~2015年。 2.2. 方法 主要的方法有线性估计，即是对静止锋的总日数、不同类型静止锋的日数进行统计，从而得出多年静止锋及不同类型静止锋的气候变化特征；合成分析，即是对每天的静止锋进行分型 [ 17 ]，把不同类型的静止锋分别进行合成，从而得出不同类型静止锋的平均气候特征。 秦剑 [ 17 ] 认为昆明准静止锋具有明显的日变化，但其平均地理位置归纳为在沾益、威宁以西，昭通以南，昆明和会泽的东北方。张精华 [ 16 ] 根据地面流场差异、从天空状况和天气现象差异、温度场和气压场的差异、海平面气压场差异、卫星云图差异、温度场差异、假相当位温温度梯度等要素差异，并结合实际业务经验来定义昆明准静止锋的位置，选取昆明、沾益、贵阳3个站点来划分昆明准静止锋的位置(图1)，从而将昆明准静止锋按照影响区域细化为3类：a类静止锋(锋面过昆明)；b类静止锋(锋面在沾益与昆明之间)；c类静止锋(锋面在沾益与贵阳之间)。本文将引用此分型对昆明准静止锋进行环流分析。 图1. 昆明准静止锋活动类型的位置分布
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user: 3. 昆明准静止锋年际、月际变化特征 3.1. 昆明准静止锋年际变化特征 从2006~2015年昆明准静止锋影响日数年际变化来看(图2)，2006~2015年昆明准静止锋日数总体呈减少趋势，全年出现昆明准静止锋的日数在117~164天之间，也就是几乎半年或以上日期存在昆明准静止锋。昆明准静止锋日数最多的是2012年的164天，其次为2008年的158天，静止锋日数最少的是2010年的117天，其次是2015年的120天。2013年至2015年昆明准静止锋日数变化不大。 从2006年至2015年，昆明准静止锋日数呈减少趋势，跟全球变暖的大背景比较一致。 图2. 2006~2015年昆明准静止锋影响日数年际变化(黑实线：趋势线) 3.2. 昆明准静止锋月际变化特征 由2006~2015年昆明准静止锋平均日数逐月分布(图3)看出，昆明准静止锋的活动有明显的季节特征，主要出现在冬半年，每年的11月至次年4月，月平均日数都在10天以上，最长可达近1个月。结合表1分析，11~3月，出现昆明准静止锋的月平均日数高达15~21天，12月、1月的月平均日数都为21天，频率达68%；4月、5月、9月和10月出现次数稍少，每月在7~13天之间，频率在67%~31.1%之间。6~8月，昆明准静止锋极少出现，月平均日数仅2~3天，其中7月出现的天数最少，仅为2天，频率仅为6%。全年中12月和1月活动频数最高，7月基本上不存在。 综上所述，昆明准静止锋全年都可出现，出现天数最多是1月和12月，频率达68%，最少的是6~8月，以7月出现的天数最少，频率仅为6%。 图3. 2006~2015年昆明准静止锋月平均日数逐月分布 Table 1 Distribution of monthly average days of the Kunming quasi- stationary front from 2006 to 201 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2006年 20 22 14 11 9 8 2 4 9 17 11 18 2007年 18 16 12 8 6 3 4 9 8 14 10 25 2008年 23 26 20 13 9 3 4 4 9 10 14 23 2009年 23 8 13 11 6 3 4 6 8 21 12 21 2010年 14 10 11 9 7 4 2 2 11 15 16 16 2011年 29 14 18 8 6 2 2 2 10 14 10 26 2012年 28 23 17 13 6 2 2 3 15 14 20 21 2013年 20 12 19 15 6 3 0 1 4 10 20 17 2014年 16 17 22 7 6 2 1 1 4 10 18 23 2015年 18 16 13 10 6 1 1 3 8 6 15 23 频率占比 68% 61% 52% 33% 22% 10% 6% 10% 27% 42% 50% 68% 表1. 2006~2015年昆明准静止锋月平均日数分布
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user: 4. 不同类型昆明准静止锋月平均活动日数分布 引用张精华等 [ 16 ] 对昆明准静止锋的3类分型，对2006~2015年昆明准静止锋不同类型的月平均影响日数分布进行统计。 由表2可见，昆明准静止锋以b类静止锋为主，其中，11月至次年的4月b类静止锋出现的月平均日数均大于10天，出现最多的月份是12月，月平均天数为17天，其次是1月的14天。出现c类静止锋月平均影响日数均 ≤ 5天，其中，出现最多的是1月和2月，月平均影响日数为5天。出现a类静止锋的月平均影响日数均≤3天，其中出现最多的是12月，月平均影响日数为3天。 Table 2 Distribution of monthly average influence days of different types of Kunming quasi-stationary front from 2006 to 201 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 a类 2 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 3 b类 14 12 13 12 6 2 1 2 7 9 11 17 c类 5 5 3 1 1 0 0 0 0 3 3 1 表2. 2006~2015年昆明准静止锋不同类型的月平均影响日数
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user: 5. 春季不同类型准静止锋的环流特征 由于云贵地区春季天气变化多端，且静止锋活动较频繁，对贵州的影响较冬季更甚，但前有研究对春季昆明准静止锋活动日数与环流之间关系的分析较少，为进一步明确各种类型昆明准静止锋发生的机制差值，下文对春季不同类型准静止锋环流特征进行了分析。 5.1. 春季不同类型准静止锋500 hPa位势高度场分布 由不同类型静止锋的500 hPa位势高度合成(图4(a)，a类；图4(b)，b类；图4(c)，c类)可见，不同类型昆明准静止锋发生时的500 hPa位势高度分布之间存在明显差异，当为a型静止锋时(图4(a))，亚洲 图4. 2006~2015年春季(3~5月)不同类型静止锋(a) a类；(b) b类；(c) c类的500 hPa位势高度合成 上空中高纬度为一槽一脊型，鄂霍次克海到我国东部沿海东亚大槽强度较强，且东亚大槽位置较b类和c类静止锋明显偏西，有利于春季冷空气活动偏西偏强，使得强冷空气跃上云贵高原。此外，副热带高压强度较弱，588位势十米线所代表的西北太平洋副高中心蜷缩于菲律宾岛以东的洋面上空，云贵高原西部的暖湿气流活动偏弱，从而使静止锋在强冷空气影响下位置偏西，形成a类静止锋。 在b类静止锋的500 hPa位势高度分布(图4(b))上，亚洲中高纬呈两槽两脊的多波动分布，其中两个低槽分别位于中亚和东亚沿岸，两脊位于里海和青藏高原以北地区，表明亚洲地区多低槽活动，冷空气活动频率高，使得中国大部处于东亚大槽后的西北气流控制之下，不断有新鲜冷空气南下补充影响，但从东亚大槽的位置来，冷空气活动路径和径向环流度较a类静止锋偏东，此外，西北太平洋副高强度较强，588线北界位于南海北部，而西伸脊点更是已经达到100˚E以西的位置，在其影响下，中国西南地区西部暖湿气流强盛，因此，在强盛暖湿空气和多股冷空气频繁补充的影响之下，在云贵高原之间形成了b类准静止锋，且由于冷暖空气势力相当，从而使得此型静止锋能够维持较长时间。 而对于c类静止锋来说(图4(c))，尽管与a类静止锋相似，亚洲中高纬地区同样呈现出一槽一脊的分布形势，但高压脊位于位置偏西，而东亚大槽的位置明显偏东，位于日本岛附近地区，且从冷低压中心的位置和强度来看，明显较b类静止锋偏弱偏北，从而使得在此环流背景下，冷空气强度较b类静止锋偏弱，而活动路径较a类静止锋偏东，且此时的副高尽管强度不如b类静止锋，于是，在冷空气活动势力明显弱于暖湿气流的影响下，昆明准静止锋偏弱偏东，呈c类分布。 5.2. 春季不同类型准静止锋的垂直环流分布 通过不同类型静止锋背景下的纬向环流分布特征分析(图5)，在强冷空气的影响，a类静止锋(图5(a))的锋面附近的东侧存在2 m/s的东风中心，且由于中低层深厚冷空气南下的影响，在800 hPa以下的气层中出现了显著的冷空气下沉气流，推动静止锋西移，此时，东西风分界线已位于102˚E，且在锋面附近的高度亦接近800 hPa高度。相比之下，b类静止锋附近的纬向环流(图5(b))显示，锋面东侧的东风气流有所增强，中心风速可达到3 m/s，但其高风速区离静止锋锋区稍远，且云贵高原东侧的大部地区均为弱的上升气流影响，东西风分界线同样较a类有所东移。而对比c类静止锋(图5(c))来说，其东西风分界线更是已接近105˚E的位置，且锋面附近及其东侧的东风气流明显减弱，而上升气流占据了700 hPa以下的深厚气层，表明暖湿气流活动较前两型更为偏东偏强，使得静止锋活动区域偏东。 图5. 2006~2015年春季(3~5月)不同类型静止锋(a) a类；(b) b类；(c)c类) [20~30˚N]平均的纬向环流(箭头为垂直环流，等值线为纬向风u，其中负值代表东风) 在对平均状况进行了分析的基础上，这里进一步给出了不同类型准静止锋的纬向环流距平分布(图6)。与前文的分析相对应，a类静止锋[20~30˚N]平均的纬向环流距平分布中(图6(a))，由于受到强冷空气的影响，云贵高原东部(100˚E以东)存在明显的异常纬圈环流，异常环流的上升支位于贵州中东部，强度很弱，而与中高层深厚冷空气相联系的下沉气流支覆盖了包含云南在内的云贵高原中西部大部地区。而在b类(图6(b))和c类(图6(c))静止锋的异常环流分布较为类似，两者均不存在明显的异常环流圈，在各层大气中同样为异常上升气流所影响，这也与暖湿气流的活动有所增强有关，但不同之处在于，b类静止锋的低层大气的纬向风异常偏弱，而c类静止锋的800 hPa以下大气流中存在1 m/s左右的西风异常区，无论是伸展高度还是经度，均强于b类静止锋，同样说明了此种类型的静止锋所受到的暖湿气流影响明显强度其他两种类型。 图6. 2006~2015年春季(3~5月)不同类型静止锋(a) a类；(b) b类；(c) c类) [20~30˚N]平均的纬向环流距平分布(箭头为垂直环流距平，等值线为纬向风距平)
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user: 6. 结论 本文利用2006~2015年中国气象局国家气象信息中心整编的中国地面观测站逐日观测资料和欧洲中心水平分辨率为0.125˚ × 0.125˚的ERA-interim地面风等要素场资料再分析逐日资料，选取云贵高原地区，分析2006~2015年昆明准静止锋年际、月际变化趋势，并研究春季不同类型昆明准静止锋的环流变化，结果表明： (1) 通过对2006~2015年昆明准静止锋年际变化分析，昆明准静止锋日数呈减少趋势，跟全球变暖的大背景基本一致，全年出现昆明准静止锋的日数在117~164天之间，昆明准静止锋日数最多的是2012年的164天，静止锋日数最少的是2010年的117天。 (2) 通过对2006~2015年昆明准静止锋月际变化分析，昆明准静止锋全年都可出现，但昆明准静止锋的活动有明显的季节特征，主要出现在冬半年，11月~次年2月有15~21天的昆明准静止锋出现，其中出现天数最多是1月和12月，频率达68%，最少的是6~8月，仅出现2~3天，以7月出现的天数最少，仅为2天，频率仅为6%。 (3) 昆明准静止锋的活动类型以b类准静止锋为主，月平均活动日数最多的是12月；其次是c类准静止锋，月平均活动日数最多的是1月和2月；出现天数最少的是a类准静止锋，月平均活动日数最多的是12月。 (4) 不同类型昆明准静止锋发生时的500 hPa位势高度分布之间存在明显差异，a类静止锋时，亚洲上空中高纬度为一槽一脊型，东亚大槽强度较强，副热带高压强度较弱，云贵高原西部的暖湿气流活动偏弱，从而使静止锋在强冷空气影响下位置偏西。b类静止锋时，亚洲中高纬呈两槽两脊的多波动分布，亚洲地区多低槽活动，冷空气活动频率高，西北太平洋副高强度较强，冷暖空气势力相当，从而使得此型静止锋能够维持较长时间。c类静止锋时，亚洲中高纬地区呈现出一槽一脊的分布，但高压脊位于位置偏西，而东亚大槽的位置明显偏东，冷空气强度较b类静止锋偏弱，而活动路径较a类静止锋偏东，而此时的副高尽管强度不如b类静止锋，但仍表现出了一定的强度，冷空气活动势力明显弱于暖湿气流的影响下，昆明准静止锋偏弱偏东。 (5) a类静止锋由于受到强冷空气的影响，云贵高原东部(100˚E以东)存在明显的异常纬圈环流，异常环流的上升支位于贵州中东部，强度很弱，而与中高层深厚冷空气相联系的下沉气流支覆盖了包含云南在内的云贵高原中西部大部地区。而在b类和c类静止锋均不存在明显的异常环流圈，在各层大气中同样为异常上升气流所影响，但b类静止锋的低层大气的纬向风异常较弱，而c类静止锋的800 hPa以下大气流中存在1 m/s左右的西风异常区，受到的暖湿气流影响明显强度其他两种类型，无论是伸展高度还是经度，均强于b类静止锋。
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user: 资助项目 中国气象局预报员专项项目(CMAYBY2016-066)、贵州省气象局项目(黔气科登[ 2020 ]06-19号)。