3月9日,清华大学地学系蔡闻佳、环境学院王灿课题组在自然研究《科学数据》(Scientific Data)期刊在线发表题为《共享社会经济路径下中国分省及网格化人口预测2010至2100年》(Provincial and gridded population projection for China under shared socioeconomic pathways from 2010 to 2100)的研究论文。研究首次构建了2010至2100年五种共享社会经济路径下中国未来分省人口(含性别、年龄、受教育水平)及高分辨率(1km)网格化人口数据库,该工作对开展气候变化影响评估、制定精准的气候变化应对策略具有重要意义,对于开展健康风险评估、公共卫生政策制定、资源需求和分配乃至社会公平相关政策的制定也具有重要意义。 共享社会经济发展路径(SSPs)是政府间气候变化专门委员会(IPCC)为了促进对未来气候变化影响、适应和减缓的综合分析而构建的新一代情景组合。它描绘了未来经济社会系统五种不同的发展模式,反映了经济社会发展与应对气候变化减缓适应挑...
2020年1月5日,地学系阳坤教授课题组王岩博士在《Climate Dynamics》发表题为“Synergistic effect of orographic drag parameterization and high resolution reduces WRF-simulated precipitation bias in central Himalaya”的研究论文,指出对于像喜马拉雅山区这样地形高度复杂的区域,使用高分辨率描述中尺度地形作用,同时使用次网格地形参数化描述小尺度复杂地形引起的拖曳效应,对水汽输送和降水的模拟至关重要。 前期研究发现青藏高原降水模拟湿偏差与水汽输送过多息息相关。为了量化喜马拉雅山区降水模拟偏差并改善该地区气候模拟,在位于喜马拉雅中段南坡海拔高于2800 m的亚东河谷建立了由14个雨量筒组建的降水观测网。本文在此基础上利用WRF(Weather Research and Forecast model)区域模式,探索中尺度和小尺度地形对水汽输送和降水的作用,结果如图1所示。发现即使使用10km分辨率,误差依旧高达近400%;当使用高分辨率(约3km)来表达中尺度地形,不...
2019年12月,地球系统科学系阳坤教授研究组在期刊《International Journal of Climatology》在线发表了题为“Distinct temperature changes between north and south sides of central–eastern Himalayas since 1970s”的论文。研究通过重构观测数据,发现近四十年来喜马拉雅山区北侧夜间升温高于白天升温,而南侧夜间升温不显著,并揭示了南侧夜间温度变化的机理。 近年来,全球气候发生了显著的变化,变暖成为其重要特征之一。在全球大部分地区,夜间比白天升温更加明显。喜马拉雅山区是全世界海拔最高、地形最复杂的区域之一,恶劣的自然条件使得观测困难,造成该区域数据严重的缺失。本研究收集并整理了喜马拉雅山区北侧15个和南侧61个站点的日观测数据,并通过邻近区域信息重构了温度缺失数据,进而分析得到了该区域的升温规律。研究发现:喜马拉雅山区北侧日最高温和最低温在不同季节都呈现显著上升趋势,且最低温上升更为明显,与全球平均升温特征类似。...
11月22日,地学系博士生黄国锐在《资源、保护与再利用》(Resources, Conservation & Recycling)发表题为《农业节水可为中国输送深层次水资源》(Water-Saving Agriculture Can Deliver Deep Water Cuts for China)的论文,探讨中国农业灌溉节水潜力的新视角。 水资源是限制中国社会经济和环境可持续发展的重要因素。面对人均水资源严重不足,南北分布差异明显的特点,中国水资源的有效利用和节水潜力探究成为关键的问题。中国农业用水作为水资源使用最大的行业,其节水空间巨大,目前仍旧处于大面积漫灌的灌溉模式。因此,探究中国农业灌溉节水潜力有助于为缓解中国水资源压力提供新思路。同时,玉米作为中国三大主粮之一,未来的需求会随着饲料需求和能源需求的增加而与日俱增。 针对这一问题,黄国锐等人利用AquaCrop模型构建中国现阶段(1995-2014年)玉米生长和灌溉数据,科学定量不同农业管理组合下的水资源消耗和产量情况,探究中国农业玉米节水潜力及...
11月1日,地学系博士生聂耀昱作为第一作者,导师蔡闻佳作为通讯作者,在农学知名期刊《全球变化生态学-生物能源》(Global Change Biology Bioenergy)上发表题为“Spatial distribution of usable biomass feedstock and technical bioenergy potential in China”的研究论文。文章合作者还包括清华低碳能源实验室常世彦副教授、环境学院王灿教授、中科院地理所付晶莹副研究员、国家发改委能源研究所惠婧璇助理研究员、地学系俞乐副教授、中国农业大学朱万斌副教授、加拿大阿尔伯塔大学Amit Kumar教授、地学系博士生黄国锐、加州大学郭伟超博士后等。文章指出:中国不同种类生物质资源在1公里分辨率的空间分布上差异显著:林业剩余物主要分布在东北、西南和东南地区,草地剩余物分布在内蒙古等省区,农业剩余物集中在河南和山东等省份,城市生活垃圾和城市污水集中在京津冀、长三角和珠三角等人口集中和城镇化发达区域,禽畜粪便集中在内蒙、河南等畜牧业或禽畜养...
11月12日,地学系黄小猛副教授研究组在地学高影响期刊《Geoscientific Model Development》(GMD)上发表题为“OpenArray v1.0: a simple operator library for the decoupling of ocean modeling and parallel computing”的论文,文章提出一种高效自动并行的模式开发框架OpenArray,基于OpenArray构建三维海洋模式GOMO,实现了海洋模式和并行计算的解耦,该工作为海洋模式开发提供了一种新思路。 海洋模式研发是一项复杂的工作,需要研究人员具备扎实的领域知识、数理基础和计算机并行编程能力,而模式并行程序结构复杂,难于编写,而且模式计算平台也日益复杂,如何在多种架构平台(例如CPU、GPU和Sunway)上实现高效模式的开发和应用是模式社区面临的挑战。 本文采用计算中间件的思想,开发自动并行算子库OpenArray,为模式开发人员提供12个简洁且自动并行的基本算子求解偏微分方程,把繁琐的模式并行计算进行封装,达到“方程即代码”的效果。 基于OpenAr...
9月20日,地学系博士生黄国锐在《环境研究通讯》(Environmental Research Letter)发表题为《中国农业进口以满足国内饮食需求的环境和社会经济因素权衡》(The environmental and socioeconomic trade-offs of importing crops to meet domestic food demand in China)的论文,探讨中国农业贸易在环境社会经济影响下的新视角。 随着全球人口不断增长,满足人们饮食需要是当今世界面临的重大挑战。中国拥有占世界22%的人口,但仅有7%的全球耕地面积。为提高农作物产量,很多国家广泛使用化肥,但却造成了较为严重的环境问题。随着中国经济和社会快速发展,人们的饮食结构发生巨大的变化,中国逐年增加农产品进口以满足人们日益增长的饮食需求,日益增长的农业贸易对中国和全球也产生了不同的影响。 针对这一问题,黄国锐等人通过整理和分析1986-2015年中国农作物消费和全球农业贸易数据,科学定量的评估农产品进口对于中国和全球社会经济环境的影响。研究发现农...
9月25日,清华大学地球系统科学系(以下简称“地学系”)张强教授研究团队在《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表题为《中国居民消费与空气污染健康影响的不平等性》 (“Inequality of household consumption and air pollution-related deaths in China”)的论文,首次定量了我国城乡居民消费引起的PM2.5污染及相应的健康损失,并揭示了居民消费与空气污染健康影响之间的内在关联。 根据世界卫生组织估计,与PM2.5相关的空气污染导致中国每年过早死亡人数达到100万以上。城乡居民生活中直接消费的化石燃料(用于炊事、取暖、出行等)是我国大气污染的重要来源;而居民生活中消费的各类产品和服务中隐含的大气污染物排放(即产品生产和运输过程中产生的排放)也对空气质量和人群健康产生重要影响。由于消费水平和消费结构的差别,不同地区、不同收入水平人群消费引起的空气污染及健康损失也存在巨大差异。 针对这一问题,张强教授研究组领导的研究...