三江源地区夏季-10℃层高度变化及云垂直结构特征

利用三江源地区沱沱河、玉树、达日3个探空站的探空资料对1999—2021年-10℃层高度时间变化趋势、突变时间进行了研究,同时对该地区2021年云出现频率和云垂直分布特征进行了研究,并探讨了-10℃层高度、云层垂直结构与降水的关系。结果表明:(1)近20 a来三江源地区夏季08时和20时的-10℃层高度平均值分别为7 014.1、7 201.6 m,并呈显著上升趋势。突变检验分析确定三江源地区夏季08时-10℃层高度出现突变是从2009年开始,20时出现突变是从2012年开始。(2)08时三江源地区夏季云层结构较为复杂,20时三江源地区夏季主要以单层云为主,6—8月平均出现频率分别为35%、42%、39%。从三江源地区夏季云顶高度、云底高度和云层厚度来看,7月云顶高度最低、云底高度最高、云层厚度最小。(3)三江源地区夏季-10℃层位于该地区云层中下部。产生降水时-10℃层高度主要集中在7 200~7 800 m,云层厚度在4 000~11 000 m。三江源地区夏季降水量与-10℃层高度、云顶高、云层厚之间存在显著的正相关,与云底高存在显著的负相关。-10℃层高度与云顶高度、云层厚度间存在显著的正相关;与云底高度间相关性不显著。

垂直结构对桂西北干热河谷木本植物枝叶关系的影响

【目的】探索桂西北干热河谷木本植物枝叶大小关系在垂直结构上的变化规律,为桂西北干热河谷地区植物保护及植被恢复提供理论依据。【方法】以广西雅长林场天然次生林群落为研究对象,采用单因素方差分析法、标准化主轴估计法和相关分析法,分析不同林层木本植物枝叶的性状大小差异、枝叶性状间的异速生长关系及相关关系。【结果】不同林层木本植物大部分枝叶性状存在显著差异(P<0.05,下同),随着林层的升高,枝条鲜质量、枝条干质量、小枝直径、总叶面积、叶片鲜质量、叶片干质量和叶片干物质含量均呈上升趋势,枝条相对含水量、分梢密度、单叶面积、叶片相对含水量和比叶面积均呈下降趋势。不同林层木本植物小枝横截面积与总叶面积均呈显著正向的异速生长关系,与分梢密度呈显著负向的异速生长关系,均存在共同斜率,且回归方程截距均存在显著差异,说明垂直结构变化未能改变木本植物枝条大小与枝条数量和叶面积的生物量权衡关系,但可显著改变枝叶性状资源配置比例,其中,高林层木本植物单位面积小枝上所支持的小枝数量更少,所支撑的总叶面积更多;相关分析结果表明,垂直结构变化对木本植物枝叶性状间相关性影响显著,相较于上层林,下层和中层林木本植物枝叶性状间的相关性更紧密。【结论】垂直结构变化未对木本植物枝叶性状间的权衡关系产生显著影响,但对枝叶的生物量配置方式影响显著,上层林木本植物单位面积小枝上具有更高的叶面积,而下层林木本植物单位面积枝条上所支撑的小枝数量更多,这是桂西北干热河谷木本植物适应异质环境所采取的生态策略。

生命观念视域下“群落分层形成垂直结构”的深度学习

本文在结构与功能观、进化与适应观、物质与能量观以及稳态与平衡观等生命观念视域下,通过追问、论证、建模及讨论等方式对“群落分层形成垂直结构”开展深度学习。

辽东山区胡桃楸次生林垂直结构特征研究

以辽东山区胡桃楸次生林为研究对象,采用树冠光竞争高法将胡桃楸次生林划分为上、中、下3个林层,并在此基础上分析了各林层的树种组成、径级结构、空间结构特征等。结果表明:上、中、下3个林层平均树高分别为14.86~17.02、11.18~12.77 m和7.33~8.01 m,方差分析结果表明,不同林层树高间差异极显著,分层效果较好。上林层为林分蓄积量主要贡献层,占林分总蓄积量61.86%~78.7%;其次为中林层,下林层最少。各林层径级分布曲线不同,下林层径级分布呈反“J”曲线,中林层呈左偏单峰曲线,上林层为多峰曲线。林分整体处于中度混交向强度混交的过渡状态,3块标准地上、中林层的混交度平均值分别为0.512、0.574,为中度混交,下林层平均混交度为0.671,接近强度混交,各林层平均混交度表现为随垂直高度的降低而增大。标准地1和标准地3为聚集分布,标准地2属于随机分布。随林层垂直高度的降低,林分聚集度和竞争指数均有所增加。从林分的垂直结构判断胡桃楸次生林的林分结构相对稳定,其未来的演替方向可能为以落叶松和胡桃楸为优势种的针阔混交林或者以胡桃楸、蒙古栎和花曲柳为优势种的阔叶混交林,下林层的更新能力较差,应采取人工措施促进其天然更新。

热带大气对流垂直结构与降水模拟偏差的关系:基于GAMIL3模式的分析

针对LASG/IAP发展的大气环流模式GAMIL(Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG)的两个版本GAMIL2(G2)和GAMIL3(G3),评估了其对热带降水气候态以及对流垂直结构的模拟能力,在此基础上探究了新版本模式降水模拟改进的原因以及热带对流垂直结构与降水模拟偏差的关系。两个版本的GAMIL模式都较好地捕捉到了热带降水的主要特征,且G3的模拟结果整体优于G2。新版本的主要改进在于显著减小了热带西北太平洋正降水偏差。水汽收支诊断显示,模式降水偏差主要来源于蒸发项和水汽垂直平流动力项,而后者的偏差则来自于对流强度和对流垂直结构的共同作用。对流垂直结构偏差主要存在于赤道印度洋与赤道大西洋区域,表现为大气低层辐合分量偏小,对流卷出层高度偏高;在热带西北太平洋与赤道东太平洋区域,模式较好地还原了典型的“头重型”和“脚重型”对流垂直结构,但依然存在有整体性的对流偏深。湿静力能(MSE)收支显示,热带西北太平洋区域过量的净能量通量是模式垂直运动偏差的主要来源。而对流垂直结构偏深造成的总湿稳定度(Gross Moist Stability,简称GMS)偏大,在一定程度上抵消了模式中的净能量通量偏差,抑制了模拟的对流强度。诊断结果显示,G3中热带西北太平洋区域的降水改善主要源于对流强度正偏差的减小。G3中对流阈值和层云阈值的下调,使得对流发生频率增加,从而抑制了过大的对流强度。热带对流垂直结构与降水偏差有着紧密且多样的联系,在未来模式发展中应当予以重视。

不同生长阶段胡杨冠层垂直结构叶性状差异及异速生长关系

以塔里木河下游库鲁克沙漠与塔克拉玛干沙漠之间的冲积平原--阿拉干(39°26′~40°37′N,87°23′~88°42′E)为研究区域,以胡杨(Populus euphratica)天然林为研究对象,在阿拉干断面垂直于河道设置3个20 m×20 m的胡杨天然林采样点;对每个采样点依据胸径(d)划分为幼树(d<5 cm)、成树(20 cm<d≤50 cm)、老树(d>50 cm),在每个采样点随机选取生长良好、树冠饱满且无遮阴的胡杨各10株样木,共30株;将树冠按照垂直结构分为上层、中层、下层,每层4个方位(东、南、西、北)随机选取20片无病虫害、充分伸展且健康成熟的叶片,测算叶片面积、叶片体积、叶片含水量、比叶面积、叶片干质量、叶片鲜质量、叶片厚度、叶片干物质质量分数;采用单因素方差分析法、变异系数分析法分析不同冠层胡杨叶功能性状的差异,利用异速生长方程分析不同冠层胡杨叶功能性状间异速生长关系。结果表明:(1)不同生长阶段,胡杨树冠垂直结构叶性状间均存在变异,变异系数介于4.68%~17.93%之间,其中叶片面积变异程度最大、叶片干质量变异程度最小;不区分生长阶段时,叶片面积、叶片干质量、叶片鲜质量、比叶面积,在垂直结构上差异不显著。(2)不同生长阶段,胡杨垂直结构叶片面积、叶片体积、叶片含水量,与叶片干质量间异速生长指数分别为0.82、0.76、-0.18,均显著小于1.0,呈异速生长关系。(3)幼树,叶片面积、叶片体积、叶片含水量的增长速度,均小于叶片干质量的增长速度;成树和老树,叶片面积、叶片体积增长速度,大于叶片干质量增长速度,而叶片含水量增长速度小于叶片干质量增长速度。(4)在垂直结构上,仅成树树冠上层的叶片面积、老树树冠上层的叶片含水量,与叶片干质量保持等速增长;其余冠层叶片面积、叶片体积、叶片含水量,与叶片干质量的异速生长指数均与1.0有显著差异,表现为异速生长关系。(5)综合试验结果,幼树将更多生物量用于生长发育,而成树和老树的生物量主要用于支持和防御体系的构建,垂直结构上胡杨则将更多生物量用于叶片干质量。

基于CloudSat-CALIPSO数据的大兴安岭地区云宏微观物理量的垂直结构特征分析

大兴安岭是我国重要生态资源保护区,深入分析该区域云物理特性参量分布特征,对了解复杂地形区域气候变化及人工影响天气等具有重要意义。基于CloudSat-CALIPSO(CloudSat-Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星观测资料,分析了大兴安岭地区云层的宏、微观物理特征,结果表明:大兴安岭地区年平均云出现频率为59.5%,主要以高层云、卷云和层积云为主,春夏季云发生频率高于秋冬季。云层主要以薄云为主,61.41%的云厚度不超过2 km,云顶高度、云底高度分别呈现双峰型和单峰型分布形式。云垂直结构特征为单层云的出现频率最高,占到总云量的69.19%,随着云层数的增加,云的发生频率逐渐降低。大兴安岭地区云中液态水含量丰富,年平均值达244.41 mg·m^(-3),约为冰水含量年平均值的4倍,有83.2%的云水含量集中在低空5 km以下的区域。水滴粒子有效粒径和数浓度的年平均值分别为15.86μm和34.47个·cm^(-3),均小于冰晶粒子平均值。云中含水量和有效粒径随高度呈现单峰型分布形式,而云滴粒子数浓度则在低空呈现为双峰型分布形式。

基于激光雷达对一次沙尘过程臭氧和气溶胶垂直结构的协同观测

利用自主研制的四波长全固态激光雷达系统,实现了大气臭氧和气溶胶的协同观测,这也是该系统在国内的首次立体观测应用。基于该雷达系统,重点针对2021年4月中旬沙尘污染前、中、后三个阶段进行污染物的空间垂直分布特征进行分析,发现臭氧的垂直分布主要集中在距地面1.5 km范围内,沙尘前的臭氧浓度整体明显高于沙尘中和沙尘后。沙尘前和沙尘中,气溶胶的垂直分布高度可以达到2.5 km,由于沙尘的突然入境,会造成局地消光系数突变升高超过2.5 km^(-1),沙尘过境后气溶胶主要积累在近地面500 m范围内。通过激光雷达的连续观测和垂直廓线分析发现沙尘前,在上午7时前后城市上空距地面300 m高度附近会出现臭氧浓度的低值区,约13μg·m^(-3),不足附近范围的1/4,这可能是在稳定大气环境中由日出前的“滴定效应”造成。但是,沙尘的突然输入不仅消除了该稳定的“滴定效应”,而且还抹平了臭氧的日变化特征,使得近地面的臭氧浓度峰谷值降为55μg·m^(-3),是沙尘前和沙尘后的0.44倍和0.46倍。同时,由于沙尘的输入,细颗粒物质量浓度的占比降低至不足20%,加之上游一次污染物输入,进一步抑制了臭氧的生成和转化过程。

藏东南墨脱地区季风期降水的垂直结构特征

以2021年6—9月(季风期)藏东南水汽输送通道入口关键区墨脱布设的微雨雷达、降水现象仪和雨量计的观测数据为基础,对比不同仪器测量结果的一致性。将降水划分为对流云降水、层状云降水、浅层云降水3种类型,研究不同类型降水的雨滴谱分布、下落速度、降水率、液态水含量和雷达反射率因子的平均垂直分布特征。结果表明:微雨雷达、降水现象仪和雨量计测量结果一致性较好,微雨雷达和雨量计日降水量相关系数最高达到0.96,各相关系数的显著性水平较高;对流云降水的各微物理量特征值较大,雨滴在下落过程中碰并增长过程显著,雨滴数浓度迅速增加,在1~2 km高度处存在明显的上升气流;层状云降水回波强度较弱,反射率因子、降水率和液态水含量随高度降低有所增加,雨滴下落速度在垂直方向基本保持均匀,中等大小的雨滴浓度随高度不变,蒸发、破碎和碰并过程处于相对平衡状态;浅层云降水各微物理量较小,但随高度变化明显,垂直方向上为明显的负梯度变化,以雨滴的碰并过程为主。

垂直结构、歧视性信贷与货币政策传导有效性——兼论我国国有企业市场化改革

本文基于2010—2020年度我国规模以上工业企业宏微观数据,考察了垂直结构背景下歧视性信贷对货币政策传导有效性的影响机制和作用效果。通过文献梳理和构建理论机制,提出了相关研究假说。实证检验表明:银行信贷对民营企业普遍存在歧视性行为,整体上融资不足;国有企业具备政府隐性担保优势,整体上融资过度。垂直结构背景下银行信贷歧视行为进一步抑制了我国货币政策传导有效性。在我国中东部地区,民营企业在信贷市场中处于明显劣势地位,是导致货币政策传导不畅的重要原因;西部地区此抑制现象略微减弱。经IV、GMM和DID等内生性处理方法检验,基准实证结果依旧稳健。通过微观数据进一步分析也印证了基准实证结论的可靠性。文章提出要继续深化国有企业市场化改革,推动“垂直结构”向“平行结构”发展;继续改善企业融资环境,规避民营企业信贷歧视陷阱;打通信贷政策所有制歧视传导阻滞,缓解货币政策调控实体经济体系不畅问题等对策建议,以实现我国实体经济持续高质量发展。

基于多源探测资料的一次广州局地强对流垂直结构分析

基于X波段相控阵雷达、S波段双偏振雷达、微波辐射计、风廓线雷达、毫米波云雷达等多源高时空分辨率新型遥感探测资料,对广州后汛期一次局地强对流过程的大气热力、动力及云物理结构变化特征进行了综合分析。结果表明:(1)强对流前8小时前,局地LI、CAPE、SI等对流参数就达到并远远超过了短时强降水的阈值;临近降水大气层结仍向不稳定发展,水汽条件向有利的方向发展;(2)午后局地风形成辐合,上升气流加强,近地层出现弱垂直风切变和低空急流脉动,对强对流的发生发展有一定的指示意义;(3)CINRAD/SA-D雷达CR、DBZM HT、TOPS、VIL等变化与强降水和地面大风的发展有很好的对应关系,同时低层风场观测到阵风锋特征;XPAR-D雷达更高时空分辨率的探测可清晰显示对流发展旺盛阶段的ZDR弧、KDP柱、ZDR柱、V型缺口等特征,为判断雷暴云团的发展程度和预警提供重要信息。

GaN垂直结构器件结终端设计

得益于优异的材料性能,基于宽禁带半导体氮化镓(GaN)的功率电子器件得到广泛关注。与横向的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构相比,垂直结构的GaN功率器件更易于实现高耐压和大电流,且其不被表面陷阱态影响,性能较为稳定,有望进一步拓展在中高压领域的应用。在垂直器件中,一个重要的设计是利用结终端来扩展器件内部电场的分布,减轻或消除结边缘的电场集聚效应,防止功率器件的过早击穿。结合GaN垂直结构肖特基二极管(SBD)以及PN结二极管(PND),回顾了常用的结终端设计方法和工艺技术,对各自的优缺点进行了总结。此外,GaN的材料性能与传统硅(Si)以及碳化硅(SiC)材料存在较大差异,讨论了其对结终端设计和制备的影响。

毫米波云雷达及探空反演的云垂直结构对比分析

利用2021年9月9日—2022年1月31日泾河国家基本气象站毫米波云雷达(简称云雷达)的反射率因子及L波段探空雷达的温度、相对湿度数据,根据时空匹配方法,对比分析了二者探测和识别云的垂直结构特征(包括云底高度、云顶高度、云层数)的一致性。结果表明:云雷达和探空数据对低、中、高的单层云、双层云及临近降水云的垂直结构的识别结果基本一致;二者对于单层云的云底高度以及双、多层云的云顶高度识别一致性更好,探空识别的云底高度整体略高于云雷达的。引起二者识别云层数不一致的原因:一是因为低层相对湿度较大以及探空识别云算法的敏感性;二是当云体的结构松散时,加上探空漂移作用导致二者识别的云体不一致。在二者识别云层一致的情况下,识别单层云的垂直结构的差异是由于探空仪在低温条件的低敏感以及云雷达对高层薄云的探测能力引起;对于双层和多层云,主要是由于时空匹配方法对于短时间内垂直结构显著变化的云的识别还需要进一步改进。

南海夏季风爆发前后华南地区云的垂直结构特征

以南海夏季风爆发月份的统计结果为时间划分依据,基于CloudSat卫星资料对南海夏季风爆发前后华南地区云的平均垂直结构特征及爆发早晚对云垂直结构的影响进行分析。结果表明,华南地区云的垂直结构特征在南海夏季风爆发前后变化显著,主要体现在云出现的频率、云高及云中的粒子尺度。南海夏季风爆发后华南地区上空云出现的频率有所增大,爆发后云的高度抬升了约3km,云中粒子尺度明显增大,液相大粒子比重明显增大,云的雷达反射率因子跨度由爆发前的-30至-10dBZe增大到爆发后的-30至16dBZe。南海夏季风爆发的早晚主要影响爆发月份华南地区低层云中粒子的尺度,早爆发使低层云中粒子增长的程度比晚爆发大,早爆发月份低层云的雷达反射率因子从-30至-10 dBZe显著增大到-30至10dBZe,云高受到的影响则不明显。

基于L波段探空秒数据识别河套地区云垂直结构

基于L波段探空秒数据反演云的垂直结构,统计分析2019年内蒙古河套地区的云垂直结构及其与不同强度降水的关系。得到结论如下:(1)河套地区有云日>256 d,以1~2层云为主,云层最多时有5层。1层云时,临河地区、乌拉特中旗的云较薄,东胜地区、呼和浩特地区的云较厚。2层云时,乌拉特中旗、东胜地区及呼和浩特地区的下层云厚,上层云薄;临河地区相反。3层云时,乌拉特中旗、东胜地区及呼和浩特地区的中间云层较厚,上、下层云较薄;临河地区则是最上层云较厚。(2)当降水云为1层云时,东胜地区的云最厚,乌拉特中旗的云最薄。当降水云为2层云时,呼和浩特及东胜地区的云呈现下层厚、上层薄的特征,临河及乌拉特中旗的云呈现上下两层云厚度相差不大的特征。(3)弱降水时,云为1~3层,云厚的变化对降水影响不大。一般降水时,6 h累积降水量与云层分布有较好的对应关系,总云厚大,降水偏多。(4)总云厚及6 h累积降水量有明显的季节变化。春冬季的云偏薄,降水较弱;夏秋季的云偏厚,降水较强。6—9月是主要的降水期,在水资源开发利用时要把握好此阶段。

基于CloudSat云雷达的云垂直结构分析

文章分析了CloudSat卫星经过内蒙古中部地区时获得的一次典型天气过程的云观测结果,并在此基础上,对L波段探空数据与时空匹配的CloudSat云雷达实测云垂直结构进行个例的对比分析。结果表明:①2013年9月8日的天气过程中有高层云、卷云、雨层云、深对流云、高积云、层云和积云,海拔高度4 km~7 km为冰水混合云,4 km以下是水云,7 km以上为冰云。②云垂直结构方面,冰粒子分布宽度和冰粒子有效半径,从云顶到云底冰粒子宽度逐渐增大,冰粒子数浓度在云层底部数值较小,随高度增大冰粒子数浓度明显增大。雨层云及深对流云的冰水含量最多,垂直分布上,云的中下层最大,高层云含量较少。③单层云CloudSat卫星云雷达图显示的云结构图较L波段探空显示的较低,两者云体厚度大体一致;低层云在CloudSat云雷达图上低层云结构与探空对应一致,而探空图显示云层具有两层结构,第二层云CloudSat卫星云雷达未探测到;两层云在CloudSat云雷达图结构特征与探空分析基本一致,夹层高度CloudSat云雷达较探空分析偏低1 k左右。

黄、东海陆架海域温度垂直结构类型划分与温跃层分析

基于黄、东海陆架海域1997—1999年4个季节调查的CTD资料,采用拟阶梯函数逼近法对温度垂直剖面拟合逼近,然后按拟合均方差和跃层强度对黄、东海陆架区的温度垂直结构进行类型划分,共划分为6个类型:三层结构型(T型)、主跃层上位型(U型)、主跃层下位型(L型)、多阶梯状结构型(M型)、异常结构型(A型)和垂直均匀型(H型)。分析结果表明:温度垂直结构类型在黄海区域为:春季呈L型;夏季呈U型;秋季呈T型;冬季呈H型。东海北部春季基本呈T型;夏季西部呈T型,东部呈U型;秋、冬季演变为H型;东海南部春、夏季主要呈L型;秋、冬季除近岸出现逆温类型外,大部分区域呈H型。利用风和潮的混合卷挟模式阐述了各种温度垂直结构的形成机制,最后给出了黄、东海陆架海域的主温跃层特征值的区域分布和季节变化。

南海鸢乌贼产量与表温及水温垂直结构的关系

根据2012年9—10月秋季航次及2013年3—4月春季航次南海灯光罩网船各站点的水温数据及生产数据,对鸢乌贼（Symplectoteuthis oualaniensis）产量与表温（SST）及水温垂直结构的关系进行了分析。结果显示,春季是鸢乌贼的高产渔期,总产量及平均网产都明显高于秋季;鸢乌贼作业渔场的季节变化较为明显,春季南沙和西中沙海域都有渔场分布,产量主要集中在10°~15°N、111°~117°E海域内,而秋季鸢乌贼产量主要集中在13°~15°N、117°~118°E海域;鸢乌贼春季和秋季作业渔场的SST范围有所差异,春季作业渔场表温范围为25.6~29.6℃,秋季作业渔场表温范围为27.6~30.0℃,但最适表温都分布于28.5~29.5℃的海域;不同季节作业渔场水温垂直结构差异明显,从5~50 m水温垂直梯度来看,春季鸢乌贼0.00~0.05℃/m组距内平均网产较高,且随着水温垂直梯度的增加而减少;而秋季鸢乌贼平均网产随水温垂直梯度的增加而增加,并于0.15~0.20℃/m组距内达到最高。灰色关联度分析表明,5~50 m水温垂直梯度是对鸢乌贼产量影响最显著的因子,关联度为0.84,纬度、5~100 m水温垂直梯度、表温和经度影响次之。

西北太平洋柔鱼渔场与水温垂直结构关系

根据2003-2007年8-10月西北太平洋海域不同水层的温度和我国鱿钓船的生产资料,对柔鱼作业渔场分布及其与不同水层(5m、50m、100m、200m)的温度、水温垂直结构(100-200m水温差)进行分析。结果表明,8-10月柔鱼中心渔场主要分布在151°～156°E、41°～44°N海域,各月柔鱼中心渔场形成的水温垂直结构有所差异。8月中心渔场各水层(5m、50m、100m、200m)的水温及100～200m水温垂直梯度的适宜范围分别为17～21℃、9～12℃、3～9℃、2～7℃和0～0.03℃/m,9月分别为15～18℃、8～11℃、3～6℃、2～5℃和0～0.02℃/m,10月分别为14～17℃、7～9℃、2～8℃、3～6℃和0～0.02℃/m。分析还认为,中心渔场主要分布在各水层水温锋面的暖水一侧。

天然阔叶林景观质量评价及其垂直结构优化技术

以江西省婺源县天然阔叶林近景景观为对象,收集了30个有代表性的近景景观图片和相关资料,采用大众评判法获得美景度值,运用多元数量化模型Ⅰ建立美景度与景观要素的关系模型.结果表明:树干形态、林木密度、林下层总盖度、林下层高度、自然整枝和色彩丰富度是影响天然阔叶林近景景观质量的主要要素,其偏相关系数在0·4482～0·7724之间,t检验结果为极显著或显著;复相关系数达0·9508,F检验结果为极显著(F=36·11**).分析表明,树干通直、自然整枝良好、色彩富于变化有利于提高景观的美景度,而林木密度、林下层总盖度和林下层高度过高或过低(矮)均会给景观美学质量带来负面影响.针对这些景观要素特征提出了天然阔叶林景观垂直结构优化的相应经营措施.