课程负责人制度建设及成效分析——以南京信息工程大学大气科学学院为例

针对南京信息工程大学大气科学学院本科教学过程中存在的实际问题,分析大气科学学院实施课程负责人制度的必要性,介绍课程负责人制度的具体规定和管理办法,总结实施课程负责人制度所取得的成效。

新时期独立学院共青团工作的几点思考——以南京信息工程大学滨江学院为例

在经济社会深刻变革的时期,高等教育由精英化转向大众化,独立学院开始和普通高等院校一起承担培养新时代人才的重任。文章结合独立学院共青团工作的实际情况,尝试用"中国梦"的理想引领学生思潮,用"活力"的血液注入学生活动,用"服务"的理念灌注学生工作,以期发挥共青团在高校人才培养上的基础性作用。

大气科学实践教学改革的探索思考

以提升大气科学专业人才的实践能力和创新能力为目标,以大气科学专业“天气预报综合实习”课程为例,根据专业特色和课程特色,建立实践教学平台,充分发挥智慧教室的作用。介绍平台的基本建设思路,指出该平台有助于探索更有利于激发学生学习兴趣的教学模式,能够辅助学生从不同视角去初步构建单站公众要素预报思路,提高课堂实践教学效果。

大气科学专业“临近和短时天气预报”实验教材建设构想

为了适应气象部门业务发展的需要,南京信息工程大学大气科学学院及时调整教学计划,新增"临近和短时天气预报"这一门实践课程。鉴于实验教材是搞好实验教学的关键一环,为了提高实验教学质量,迫切需要编写一本与本课程相配套的实验教材。以"实现教学目标,提高教学质量"为主旨,针对教材面向对象的特殊性,立足现有教学平台,充分利用教学资源,以学生为中心,确定教材编写的方向和需要注意的问题,在提高实验教材建设水平方面做出有益的探索。

大气科学专业开设《陆面过程与气候》课程的必要性和可行性分析

随着与气候变化问题相关的教学和研究工作的日益活跃,要求大气科学专业对学生知识结构的培养更加多元化。其中陆面过程与气候变化相关学科内容近年来蓬勃发展且已具有一定的理论基础,但是大气科学本科专业尚没有针对该学科分支的专门课程。本文从必要性和可行性等方面,探讨了在大气科学本科专业开设《陆面过程与气候》的可能。同时对课程的内容设置、课程教学方式等方面进行了讨论。

关于高校大气科学类专业实践课程设置的探讨

本文结合南京信息工程大学大气科学专业教学实际,从观测方法、数据处理、数值模拟三个方面讨论了高校大气科学类专业实践课程设置的合理性。

浅谈大气科学计算机应用教学与实践

大气科学是一门高度依赖计算机技术的学科,通过分析《Fortran程序设计》、《Grads绘图与编程》这两门大气科学相关的计算机应用课程在教学中存在的不足,从课程侧重点调整、增强学生动手能力和引入软件的最新应用及使用技巧三方面提出了改进建议,以期提高大气科学类学生对Fortran编程以及Grads软件应用的学习兴趣与应用能力,为今后从事气象相关行业业务与科研打下坚实基础。

非大气科学专业《动力气象学》课程建设探讨

动力气象学是在热力学和流体力学的基础上,系统地讲述大气的动力、热力过程和大气运动的基本规律的一门专业核心课程。动力气象学是大气科学专业培养方案中的主干课程,侧重理论培养。由于动力气象学与数学、物理学等学科相互交叉,而近代力学、物理学、数学和化学等基础学科的发展又是动力气象学发展的推动力之一,因此,动力气象学不仅是大气科学专业必修的专业核心课程,也是其他相关专业的重要选修课。动力气象学理论性很强,公式多而复杂,强调公式推导以及对物理意义的理解。对于非大气科学专业的学生而言,动力气象学是一门难度较大的课程。由于教学对象不同,非大气科学专业开设的《动力气象学》课程不能全部照搬大气科学专业的课程大纲,而必须结合学生所在专业的特点和需求进行课程体系建设。

关于进一步加强大气科学专业本科实践教学的探讨

大气科学是一门理论和实践紧密结合的学科。在信息化时代,天气预报的发展基本完成了从定性分析到定量化数值预报阶段,服务对象也呈多元化趋势,这就要求大气科学专业的人才也应该具有定量化数值预报能力和多元化服务的能力。本文从现阶段本科教育中出现的一些现象,提出几点加强大气科学专业本科实践教学的观点,进一步提高专业人才的素质和水平。

“生态—效率”约束下工业用地减量化空间识别——以江苏省沿江经济带为例

研究目的:以生态保护与用地效率双重约束视角识别低效工业用地,探索其退出与利用转型路径,为工业用地减量化治理提供新思路。研究方法:基于“源地识别—廊道提取”研究范式构建区域生态安全格局,考虑生境隔离度评价并耦合低效工业用地评价构建工业用地分类治理四象限模型,综合判定江苏省沿江经济带工业用地减量化区域。研究结果:(1)江苏省沿江经济带共有52处生态源地,分布零散,呈现“江南多于江北”的空间格局,总面积3007.65 km~2,生态廊道共有134条,总长度2934.78 km,呈“西南多东北少”的分布格局。(2)无锡市、苏州市、南京市、常州市工业用地布局与生态用地之间冲突较为显著。(3)亟需腾退的工业用地总面积为82.10 km~2,集中分布于南京栖霞及江宁区、无锡惠山区、常州宜兴市、南通如东县、镇江京口区。研究结论:采用“生态—效率”双重约束能兼顾生态保护约束和效率提升需求,可以有效识别区域低效工业用地,为推进工业用地减量化提供科学依据。

1961—2020年河南省夏季极端降水异常分布特征及其与大气环流和海温的关系

利用河南省125个气象台站逐日降水量资料和ERA5再分析资料以及HadISST海表温度资料,分析了1961—2020年河南省夏季极端降水的气候特征和主模态,及其与大气环流和海温的关系。结果表明:河南省极端降水的气候态频次和强度均呈由西北向东南递增的分布,东南部地区极端降水最多,东部和北部地区次之,西部山脉地区最少。标准差分布与气候态类似,降水较多的区域也具有较大的年际差异。河南省夏季极端降水年际变化显著,但线性趋势较弱。河南省夏季极端降水EOF第1模态呈全省一致偏多的空间分布特征,欧亚型遥相关模态有利于高纬度冷空气南下,副热带高压西伸偏北有利于充沛的水汽向河南地区输送,同期海温场呈现出显著的黑潮延伸体正异常海温、La Niña模态、南印度洋海温偶极子负位相和北大西洋海温三极子正位相模态,反之亦然;第2模态为河南省北部地区偏多和南部地区偏少的反位相分布特征,乌拉尔山地区的阻塞高压和东西伯利亚地区的长波槽有利于高纬冷空气南下,副热带高压西伸偏北有利于水汽向河南地区输送,同期海温场呈现出典型的La Niña模态,但降水的极端性越强,海温异常信号也越复杂,反之亦然。

南京市冬季大气污染物时空分布特征

利用2015~2017年1月份南京市浦口、玄武湖、中华门、仙林大学城、奥体中心5个测站的大气污染物监测资料分析了近3年南京城区的污染物的时空分布特征。结果表明:近3年来南京市各区AQI(Air Quality Index)总体呈下降趋势,空气污染得到有效控制。仙林大学城、中华门及奥体中心站的PM 10和PM 2.5浓度高于浦口站、玄武湖站。各站SO 2浓度总体下降趋势明显,2015~2016年NO 2和CO振荡变化,但2017年下降显著。而近3年O 3浓度呈逐渐上升趋势。2015年1月初重度污染期间,中华门站的NO 2浓度相对其他4站稍低,SO 2浓度较高;奥体中心站NO 2浓度较高。2017年初轻度污染期间,各站NO 2偏高,但SO 2持续走低。该时段玄武湖站和中华门站O 3含量偏高。浦口站该时段CO浓度较其他4站明显偏低。

南京地区下垫面变化对城市热岛效应影响的数值模拟

利用新一代中尺度研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,简称WRF)分别耦合多冠层、单冠层和平板模式三种情况进行南京地区2007年8月1日的天气过程模拟,分析不同城市冠层方案对南京气象场的模拟效果。在此基础上,结合模拟效果最好的城市冠层方案,研究南京城市下垫面的变化对其热岛的影响。结果表明:多冠层方案对近地面气温、10 m风场的模拟效果最好;城区的扩张使南京地区近地面气温升高,主要表现为城市区域夜间升温显著,并且导致热岛强度明显增强;城市扩张后,城区白天风速大范围地减小,同时热岛环流更加显著,且具有明显的城市热岛的"下游效应"。

南京冬季城、郊近地面湍流特征的对比分析

利用2006年2月17日—3月2日南京及其郊区的近地层湍流资料,分析了城、郊下垫面的无量纲化风速、温度的湍流特征,验证了Monin-obukhov(M-O)相似理论在城、郊下垫面的适用性,并与其他城市和地区的观测结果进行了比较,结果表明:在市区和郊区无量纲脉动风速标准差随稳定度的变化虽然都符合"1/3"次方律,但城、郊有一定差异,尤其在水平方向更为明显。在非中性时垂直向的变化要比水平向更符合"1/3"次方律;σT/|T*|与Z/L关系在城、郊有一定差异,在不稳定时在市区和郊区分别按"-1/3"次和"-2/3"次方规律变化,而在稳定时市区按"-2/3"次方变化,郊区无普适函数关系。在稳定和不稳定条件下,城、郊σT/|T*|都随着|Z/L|的减小而增大。

南京地区高温天气下城市化影响的模拟研究

利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式耦合单层城市冠层模式,研究了南京地区一次高温热浪过程(2013年8月5—10日)中气溶胶的辐射效应、城市扩张对边界层的影响和它们间的相互作用。结果显示,由于气溶胶的直接辐射效应,在白天,南京近地面温度平均降低约0.11℃,净辐射平均降低约12 W/m^2;城市扩张使近地面温度增加约1.7℃,在本次试验过程中,城市扩张的增暖效应明显强于气溶胶冷却效应。另外,由于城市扩张后产生了较强的增暖作用,加强了周围气流的辐合运动,城市区域风速平均增加约0.8 m/s。白天潜热通量的减少与感热通量的增加导致城市边界层内温度升高,并且城市增暖引起的上升运动将气溶胶抬升至更高层,使边界层更不稳定,气溶胶与城市边界层稳定性之间可能存在正反馈。

南京北极阁曾是中国气象人才的“摇篮”

南京北极阁是前国立中央研究院气象研究所的创业原址。从1928年初气象研究所筹备之日起，到1937年全面抗战爆发，气象研究所迁离北极阁为止的不到10年期间，据我所知，先后在北极阁气象研究所工作过的约为120人，其中业务技术人员有90％以上，事务管理人员约10人，所内的事务性工作多由业务技术人员兼做，分工明确、任务具体、相互协调、效率也高。

南京六合引种冬枣气候适宜性分析及种植研究

利用冬枣种植的气候条件,对照山东省滨州市沾化县冬枣年生育期适宜的气候条件,结合近2年江苏省南京市六合区冬枣引种物候期观察,分析结果显示,六合区温度、降水量、光照、土壤等较为符合冬枣引种指标,但受气象因素影响较大。江苏省南京市六合区冬枣生长期时的主要灾害性天气有:5月中旬至6月下旬冬枣花期,大风发生频次较高,易吹落枣花和枣果;梅雨期入、出梅时间、雨日、雨量、暴雨频次对冬枣花期影响极大,且梅雨期日均温度不高,对冬枣坐果不利,会造成果实偏小;干旱会影响冬枣果实坐果及膨大增长,7—8月的高温天气易对冬枣膨大成熟产生日灼害。通过对2009年六合区冬枣生长情况及气候资料进行分析,发现该年度气候条件总体上对冬枣生长有利,冬枣品质较好。说明六合区竹镇可以种植冬枣,但受气候条件等影响大,发生病虫害概率大,产量相比山东偏低,因此不宜大面积发展;同时,针对该地域特点,种植户也要采取适宜的枣园管理技术和措施,争取获得较为满意的结果。

南京地区一次罕见锋前增温天气过程分析

2020年11月18日,我国南京地区出现了罕见的增温异常,利用常规气象资料和11月16日至20日ERA5逐小时1000 hPa至300 hPa的散度、位势高度、气温、水平风和垂直速度等再分析资料,根据高低空的天气系统的配置和槽脊移动的过程,结合散度、暖平流等天气学原理的相关知识分析冷锋过境前的基本环流形势,并主要结合热力学一级能量方程(温度倾向方程)对影响本次增温天气过程的因子进行了评估分析。结果表明:在这次增温中,温度平流和非绝热加热的贡献占主导作用,前者由于西南暖湿气流带来,后者与冷空气把原来占主导地位的暖气团迅速挤压到狭窄区域聚集增温有关;而垂直运动不是最显著的影响因子。

基于ConvLSTM和PredRNN的大气能见度预报方法

精准的大气能见度预报对空气污染治理、保障公共交通安全等方面具有重要意义。基于2019年12月1日至2020年9月23日国家气象信息中心观测的大气能见度站点数据,分别采用ConvLSTM模型和PredRNN模型对中国中东部地区的能见度进行12 h预报,并对这两种模型的预报结果进行评价。试验表明,PredRNN模型相对于经典的ConvLSTM模型在大气能见度预报、图像质量评价指标和预报指标上都有更好的表现。此外,分析还表明,相对于ConvLSTM模型,PredRNN模型对4000 m中等级别雾区预报效果随时间延长有明显提升。

江苏省雷达降水估测集合分析

使用2019年、2020年5—8月江苏省降水分析场及站点观测资料,生成具有定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation, QPE)不确定性时间和空间结构的集合QPE,并用观测降水对集合QPE进行了确定性和概率性检验。确定性验证说明集合QPE能在总体上减小降水量的绝对误差和均方根误差,但也加重了某些区域的降水低估。集合平均能提高估测降水的准确率并减小空报率,也会使漏报增多,这使小雨的TS评分有所降低,但各量级降水TS评分仍能保持在较高水平。集合QPE对各量级降水都有较优的Brier评分,降水量级越大,估测效果越好。集合的离散度较小,且将集合成员排序后,观测值落在两头的频率更高,也反映了离散度偏小。此外,观测值大于集合成员最大值的频率更高,说明集合QPE倾向于低估降水。随着概率阈值的增大,集合估测降水发生的命中率(POD)和假警报率(POFD)逐渐增大,但POD增大的程度比POFD大得多,使相对作用特征曲线为折线。不同概率阈值下的POD和POFD体现了集合QPE对各量级降水都有较高的估测技巧,其中对小雨和中雨分辨能力最好。集合估测小雨和特大暴雨发生概率小于实际频率的情况较为严重,而估测的中雨和大雨发生概率与实际降水的发生频率非常接近,有很高的可靠性,但总体上集合QPE仍是倾向于低估降水的发生概率。