作为热机的自然对流∶CAPE理论

在许多行星上，不断有热量供给地面，且热量也不断通过大气向太空发出红外辐射。由于在高压区是热源不是热汇，因此，该系统能够做机械功。大气对流是可以在此系统中运转的自然浮力、垂直速度及其覆盖区域。在对流热机一次循环期间，来自地面层（热源，热区）的热，其中一部分被报废到空间自由对流层（热汇，冷区），并从那里辐射到太空，其余部分变为机械功。此机械功用于克服机械耗散维持对流运动上。最终，机械能耗尽，转变成热能     

"温室效应"与气候变暖

温室，对大多数人来说都很熟悉。冬季，温室和塑料大棚里春意盎然，瓜果蔬菜碧绿鲜嫩、花繁叶茂。为什么户外冰天雪地，而温室内却温暖如春呢？原来温室顶棚和四周玻璃（或塑料薄膜）能够透过太阳光的短波辐射，而室内地面反射的长波却很少能穿透玻璃（或塑料薄膜），这样热量就保留在室内，因此温室里的温度比室外要高许多。近几十年来，由于人类消耗的能源急剧增加，煤、石油等矿物燃料燃烧、森林等绿色植被遭到破坏，致使大气中的CO２浓度不断上升，CO２覆盖在地球表面就像温室的玻璃一样，并不影响太阳的辐射通过大气层，但却能吸收地…     

大理地区晚霜冻灾害前后大气边界层特征分析

研究晚霜冻灾害的成因不仅能提高灾害性天气预测能力,而且可为此类灾害性天气的准确预报以及做好大、小春农作物的防灾减灾工作提供依据。对2009年3月14日云南省大理地区发生晚霜冻灾害期间大气边界层探测资料变化特征的分析结果表明：①此次晚霜冻是在降雨过程后以及前期偏暖的背景下发生的,由高空冷平流和夜间辐射降温形成的混合型霜冻;②晚霜冻发生前,近地层受冷空气影响,各类气象要素呈现出显著的变化特征,白天大气透明度高、无云、风速小、气压高、湿度小,太阳对地表的辐射较强,地表储存的热量较多,气温升高且达到最高值的时间较晚,地面以湍流方式向大气输送的能量以潜热通量为主,傍晚日落后,地表释放的热量开始增多而且远远超过白天吸收的热量,加之水汽放射的长波辐射稳定,获得大气逆辐射补偿的热量相对较少,气温迅速下降,从而近地面空气中的水汽发生凝结现象。     

我国降雨云的概率

云是大气中水汽相变的产物,又是形成降水的必要条件。但是,有云并不一定产生降雨,因此,研究降雨云的概率,对大气中水循环或利用卫星云图估算地面降雨以及人工影响云雨的研究都有实用意义。 根据地面和高空的云物理观测,降雨不仅来自低     

北京地区太阳紫外辐射的观测与分析研究

利用北京地区太阳辐射和其它常规气象观测资料，得到了到达地面的太阳紫外辐射的计算公式，并将计算值与观测值进行了比较，两者吻合得比较好。最后给出了北京地区地面太阳紫外总辐射的变化趋势，计算结果表明，地面太阳紫外总辐射对大气浑浊度的变化比对大气臭氧总量的变化敏感得多。     

太阳辐射在山谷城市污染大气中的削弱

我们在1980—1981年冬季,在兰州市相对高度差为625米的两个点以及郊区对比点同时进行了地面太阳辐射观测,测量了山谷城市上空污染大气,尤其是山谷中的严重污染大气对太阳辐射的削弱。 太阳直接辐射在兰州市区污染大气中的减弱比在郊区大气中大得多,整层大气中的总减弱达72％,而在厚度为625米的河谷大气中的减弱约占整层大气中总减弱的41％。大气中的气溶胶粒子是削弱太阳辐射的主要因子,其对太阳辐射的削弱在整层大气中约占总减弱的66％,在河谷大气中则为96％。因此,地面上垂直于太阳光线面上的太阳直接辐射强度与大气浑浊度系数之间有很好的相关关系,以此建立了两个公式,在干旱地区,可以用它由大气浑浊度系数或到达地面的太阳直接辐射中的一个量计算另一个量。另外,本文还估计了冬季兰州上空河谷大气中气溶胶粒子对太阳辐射的吸收及其辐射加热率,並讨论了污染大气对于地面辐射平衡的影响。     

AVHRR卫星资料及其在气象学上的应用

现有的业务气象卫星,具有对地球表面进行频繁观测的能力。这些资料一旦加以校准,并与地球资源卫星、其他科研卫星以及地面观测相结合,就可以估算一些地面特征参数,例如地面反照率、热量平衡、地表温度、沙尘、云盖甚至土壤水份等。从卫星观测资料来估算地表特征参数的物理基础是,卫星观测到的晴空太阳反射辐射主要依赖于地表特征这一事实。然而,在某些波段范围内,大部份反射辐射来自端利散辐和气溶胶散射。因此,用空间探测来估算地表特征参数时,必须进行云和大气效     

气象卫星对臭氧总含量的探测

一、引言臭氧是大气中一种微量气体,它对于人类的生存具有重大意义。臭氧能吸收来自太阳的紫外辐射,起到保护人类免受过量紫外辐射的作用。臭氧主要集中在地面上10—40公里处。它是平流层内一种重要的大气成     

资料

地球上的热量主要来自太阳.地球的向日半球每秒钟所得到的太阳辐射能量,相当于三百万亿的千瓦电量.地面上的生物生长所消耗的太阳燃料每小时不过7.2吨而已,但是先进的农业生产每一平方公里面积农田上所获得的太阳辐射能,就相当于一个大水坝的动力厂的发电量.     

1986年东海与南海的海-气界面热量交换

采用实测资料计算1986年7—12月东海和南海观测海域海-气界面热量交换。结果表明：7—9月上旬,大气向观测海域输送热量是主要现象,因为这时的气温比水温高,潜热通量与感热通量出现反相变化,天气晴好,海洋大量吸热;9月中旬—12月,观测海域向大气输送热量是主要现象,东海表现得比南海更为明显,主要贡献来自潜热通量和感热通量。受冷空气影响时,感热通量重要;在热带辐合带和热带气旋系统内海-气界面热量交换强烈,大气对海洋的响应为主。     

大气中的水汽对太阳紫外辐射消光的可能机制分析

本文给出了北京地区晴天和实际天气条件下到达地面太阳紫外总辐射的一种计算方法，分析了影响到达地面太阳紫外总辐射的各主要因子的主次贡献，重点讨论了水汽在参与大气中的光化学反应过程中，对到达地面的太阳紫外总辐射消光的可能机制。     

利用MODTRAN3计算我国太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论－离散纵标法，利用我国国家一级辐射测站的大气廓线，计算出晴空大气观测波段不同高度上的太阳直接辐射和向下散射辐射。将模式输出的地面辐射值与地面辐射观测资料进行比较，对不同高度的太阳直接辐射和向下散辐射以及日变化进行了讨论。最终目的是直接由MODTRAN3计算我国辐射空白站的地面辐射值，以弥补我国辐射站稀少，时空分布短缺的不足。     

激光雷达和微波辐射计对邢台市一次沙尘天气的探测分析

利用气溶胶激光雷达、地基多通道微波辐射计资料,反演得到邢台市2017年5月3 5日沙尘天气过程前后的消光系数、退偏比和高空的温度、湿度变化,结合后向轨迹模式等资料,分析了沙尘天气过程前后的天气形势、颗粒物污染特征及来源、消光系数、退偏比等的变化。结果表明:来源于新疆北部的沙尘气溶胶受地面冷锋东移南下影响,以西北路径远距离输送沉降是导致邢台市颗粒污染物浓度骤升的主要原因,而本地大风的出现会导致由地面向高空扩散形成的沙尘污染次高峰,其中细颗粒物PM10的浓度升幅远大于PM_(2.5)浓度升幅;在高空2 000 m附近集聚的沙尘气溶胶可以形成消光系数大于1 km-1的强值区,沙尘聚集区域的退偏比平均值为0.252,与下层退偏比平均值为0.041的区域形成一个明显的沙尘分界线,消光系数的强值中心和退偏比的高低值分界线可以很好地表征出高空沙尘粒子的沉降变化;在高空沙尘沉降和地面大风引起的沙尘天气时,地面温度都出现了升高态势,在地面颗粒污染物浓度出现剧烈增加前,整层大气湿度呈现陡降趋势,而在颗粒污染物浓度处于高值波动阶段,整层大气湿度均维持在一个较低的水平。     

太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算及特征分析

为了便于研究水气界面辐射传输、水下光辐照度以及湖泊储热量，探讨太湖地区总辐射概况及其变化。文章在概述当前太阳总辐射气候学计算的主要方法及公式基础上，采用最小二乘法，利用上海、南京、杭州3站1961~2000年共40年的历史资料，确定各站的经验系数，然后内插求出太湖无锡地区的经验系数。由此推导出太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算公式，并利用无锡站日照百分率资料求算出近40年到达地面的太阳实际总辐射。然后利用太湖站1998年的太阳总辐射实测资料检验其公式精度，确定公式的可信度。最后对计算值进行分析，阐述了近40年来太湖无锡地区太阳总辐射的变化特征及其原因。研究结果表明:无锡地区太阳总辐射呈下降趋势，而这种下降主要是由于大气中悬浮物增加所致；总辐射年内变化趋势基本上与天文辐射相吻合，但又存在差异，这主要与梅雨的存在有关。     

湍流强度及风速的光波遥感

一、引言传统的大气测量仪器大都需与被测的介质直接接触。近年来,遥感探测技术逐渐有了发展,也就是在测量时,不需与被测的介质接触,就能测得所需要的资料,使得人们探测环境的能力向前迈进了一大步。在大气测量中,遥感大致可分为两类。一类自高空测得地面上的资料,例如气象卫星或飞机的空中照相,可用以测得大气的云层、风速、温度、湿度、含水量或大气成份等。另一类则是在地面测得高空或遥远处之风速等。本文中所谈的遥感是属于第二类,特名之为地面大气遥感。目前地面遥感大都     

五道梁地区的辐射特征

本文分析了1986年中美联合考察期间五道梁站的地面辐射平衡的气候学特征。五道梁地区夏季直接太阳辐射强,空气洁净,大气透明度好。太阳辐射在大气中的削弱以分子散射和臭氧吸收为主。总辐射中以散射为主。光谱反射率中太阳短波反射率为0.13,太阳红外反射率为0.25,雪面上二者接近;反射率受土壤湿度影响明显,在太阳高度角较小时,各波段反射率有不同的变化趋势。地表比辐射率约为0.90。地表净辐射和地面热源强度大。太阳紫外辐射大,占总辐射的比例也大。     

东亚地区大气辐射能收支(三)--云天大气的地气系统热量收支

本文是东亚地区大气辐射能收支”的第三部分,讨论了如下几个问题: 1.云天大气长波辐射和辐射差额分布。结果指出,除7月份西藏高原地区外,云天和晴天长波辐射分布特征基本相同,而其辐射差额分布又和相应月份的大气长波辐射分布特征基本一致。 2.东亚地区对流层大气热源热汇分布:8月份整个东亚地区都是冷源,在新疆地区和中国东部北纬32°—25°之间有两个冷中心。在7月份整个东亚地区都是热源,在西藏高原东南部有一个最强的热源中心。新疆北部有一个小的热源中心。 3.东亚各地区的地气系统各种热量收支。首先就整个东亚地区地气系统而言,7月份得到热量基本上补偿了1月份损失的热量,但就大气而言,1月份热量损失大于7月份热量的获得。其次各地区各种热量收支特征并不一致。     

我国可降水量同地面水汽压关系的经验表达式

本文根据1992～1993年全国20个台站地面及高空气象要素资料，拟合出各个站所在地区整层大气可降水量和有效水汽含量同地面水汽压之间的经验关系式。计算结果表明，可降水量和相应的地面水汽压之间，存在着良好的数值对应关系。仅利用地面水汽压计算出的整层大气可降水量和有效水汽含量，同实际情况符合得很好，平均相对误差普遍小于15％。因此，这些经验关系式具有良好的实际应用价值。     

垂直运动对雾-霾及空气污染过程的影响分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,分析2013年山东分别出现雾和霾的两次严重污染过程,结果表明:(1)大气静稳状态时,500 h Pa为脊前西-西北气流,850 h Pa为暖脊,有弱暖平流,地面气压场较弱,易出现逆温、混合层高度低、风速小,导致大气水平和垂直扩散能力差。850 h Pa弱上升和700 h Pa弱下沉,造成高空干洁大气和地面"脏"空气对峙的局面,垂直交换停滞是雾-霾和污染持续的根本原因。(2)强冷空气驱散雾-霾的过程,正是打破了空气垂直交换停滞的状态,使得高空清洁大气能够下沉到地面。空气质量的根本改善由垂直交换完成。(3)弱冷空气伴随的弱下沉运动和锋面附近整层上升运动能够减轻污染。(4)冷锋过后剧烈下降的地面露点温度即是高空干洁大气到达地面的标志。     

广西区域霾过程高低空大气环流型影响分析

利用1980—2015年NCEP/NCAR逐日再分析资料和广西80个地面气象站资料,采用Lamb-Jenkinson方法对广西区域霾过程的大气环流进行分型,并探讨高低空环流型配置与区域霾过程的关系。结果表明:当地面东南风型、高空西风型时,广西出现霾过程的频率最高;地面东风型配合高空西风型对年霾过程的贡献最大,地面东南风型配合高空西风型主要出现在冷暖气流转换的春季、地面低压型配合高空高压脊型出现在西太平洋副热带高压明显加强、地面处于弱低压环境场的夏季、地面东风型配合高空西风型出现在环流稳定平直的秋季、地面东风型配合高空高压脊型出现在环流经向度明显增强的冬季,霾过程具有冬季多发、夏季少发的特点。近36年来,地面东风型配合高空高压脊型是广西霾过程呈偏多趋势的主导环流型。