大理苍山—洱海局地环流的数值模拟

利用耦合了湖泊模型的WRF_CLM模式模拟了秋季大理苍山—洱海地区的局地环流特征。结果表明:模式对近地面温度、风向、风速的模拟与观测基本一致,模拟结果能较好地再现该地区山谷风和湖陆风相互作用的局地环流特征。在秋季,大理苍山的谷风起止时间为08:00~17:00(北京时,下同),湖风起止时间为09:00~19:00。局地环流受高山地形及洱海湖面影响明显,山谷风形成早于湖陆风1 h,夜间山风、陆风强盛于白天谷风、湖风。白天苍山谷风与洱海湖风的叠加作用会驱动谷风到达2600 m的高度,而傍晚最先形成的苍山山风则会减弱洱海的湖风环流。夜间盆地南部在两侧山风、陆风的共同作用下,形成稳定而持续的气旋式环流。日出以后,对流边界层迅速发展,边界层高度逐渐增高。陆地17:00温度达到最高,边界层高度也达到峰值2000 m,之后逐渐降低。日落后形成稳定边界层,边界层高度在夜间基本保持在100 m。相对于陆地,湖面白天边界层高度低300 m,夜间边界层高度高100 m。     

大理、理塘和林芝气象要素的日变化特征对比分析

用大理、理塘和林芝的地面自动气象站资料,对比分析3站气温、相对湿度、本站气压、瞬时风速、地面温度的日变化特征。结果表明：大理、理塘和林芝气温最低值和相对湿度最大值的出现时间分别为7时、7时左右和8时左右,气温最高值和相对湿度最小值出现的时间均在16时左右。3站气压日变化呈＂双峰双谷型,＂2个高峰值时段分别出现在10时左右和凌晨0～1时,2个低谷值时段分别出现在17时左右和5时左右。风速在凌晨至7时左右较低,之后至傍晚不断增大并出现极大值,日落后逐渐减小。3站地面温度7时左右出现最低值,14时左右出现最高值。从季节变化情况看,气温和地面温度出现最高值、最低值的月份及变化幅度最大的月份基本相同。地面温度增、降幅度最大的季节分别是春季、秋季。气压随季节变化幅度较气温、相对湿度小。初春风速较大,秋季风速较小,风速对相对湿度有一定影响,大理和林芝相对湿度出现最小值的月份与风速出现最大值的月份相同。各要素值基本是大理最大,林芝次之,理塘最小,这与3站的纬度、海拔高度和下垫面性质有关。     

北京不同站点气象要素的日与月际变化特征分析

利用2010年北京市南郊观象台与门头沟自动气象站的逐时气象数据,研究分析了北京气温、土壤温度、风速和相对湿度的日与月际变化趋势特点。结果表明:1)虽然处于不同区域,但2个自动气象站所反映的气温、土壤温度、风速和相对湿度的日季变化特征基本一致。2)经过月平均化处理后,每个月中,气温日变化特征基本一致,均存在明显的正弦曲线变化,一天中含有一个峰值和谷值,气温高峰值出现在15:00-16:00,谷值则出现在06:00左右。气温高峰值不再出现在14:00的现象,可能与城市土地利用与人为活动有关。3)自动气象站点的气温月际变化基本呈高斯分布,7月份气温最高,1月份气温最低;且南郊观象台与门头沟自动气象站的月均气温的平均值差异不显著。4)浅层土壤温度的日变化特征与气温基本一致,随着土壤深度的增加,土壤温度的日变化曲线逐渐趋于平缓,深层土壤温度较稳定,日变化很小,接近于恒值。5)土壤温度月均值的最大值出现时间随深度增加而向后推移,浅层土壤最大值一般出现在7月,最小值一般出现在1月;地表温度变化幅度最大,达27.3℃。深层土壤温度最大值一般出现在8月,最小值一般出现在2月;80 cm变化幅度最小,只有6.9℃。6)南郊观象台和门头沟瞬时风速全年平均值分别为2.31 m/s、1.78 m/s,通常在14:00-18:00风速出现最大值。7)相对湿度最大值均出现在05:00-07:00,最小值均出现在12:00-15:00,日变化呈双峰型;月际变化为单峰双谷型;2010年南郊观象台和门头沟相对湿度全年平均值分别为51%、54%。     

大理、理塘和林芝气象要素的日变化特征对比分析

用大理、理塘和林芝的地面自动气象站资料,对比分析3站气温、相对湿度、本站气压、瞬时风速、地面温度的日变化特征。结果表明:大理、理塘和林芝气温最低值和相对湿度最大值的出现时间分别为7时、7时左右和8时左右,气温最高值和相对湿度最小值出现的时间均在16时左右。3站气压日变化呈“双峰双谷型,”2个高峰值时段分别出现在10时左右和凌晨0~1时,2个低谷值时段分别出现在17时左右和5时左右。风速在凌晨至7时左右较低,之后至傍晚不断增大并出现极大值,日落后逐渐减小。3站地面温度7时左右出现最低值,14时左右出现最高值。从季节变化情况看,气温和地面温度出现最高值、最低值的月份及变化幅度最大的月份基本相同。地面温度增、降幅度最大的季节分别是春季、秋季。气压随季节变化幅度较气温、相对湿度小。初春风速较大,秋季风速较小,风速对相对湿度有一定影响,大理和林芝相对湿度出现最小值的月份与风速出现最大值的月份相同。各要素值基本是大理最大,林芝次之,理塘最小,这与3站的纬度、海拔高度和下垫面性质有关。      

洱海盆地水面与地面气象要素变化特征的比较

依据大理国家气候观象台在洱海湖中建立的自动观测系统以及大理国家基本气象站观测资料,对2008至2009年的风、温、湿、压、降水要素的日变化和季节变化特征进行了对比分析。结果表明：受局地复杂地形和洱海的影响,洱海盆地近地层常年存在湖陆风、山谷风、峡谷风三者叠加效应引起的局地环流。水面盛行风向白天以东南风为主,夜间以东南风和西西南风为主,而地面白天以东东南风为主,夜间以静风和西西北风为主。年平均风速小,水面为2.9m/s,地面为2.4m/s。水面年平均气温为16.8℃,而地面为16.0℃。两观测点气温、相对湿度、气压均表现出明显的日变化特征,水面气温、相对湿度出现极大值和极小值的时间均比地面晚。全年降水多集中在5—10月。     

第24届冬奥会海坨山赛区近两年冬季地面风场特征

基于北京市海坨山赛区4个自动气象站2014、2015年冬半年地面风场资料,分析第24届冬奥会海坨山赛区冬季地面风场分布特征。结果表明:(1)各站冬季地面风场具有明显的风向取向以及风速值分布区间特征,其中海拔较高的A1492站风向呈明显的西西南至西北4个方位取向,10.0 m·s~(-1)以上风速的发生频率约为49.1%,月平均风速均10.0 m·s~(-1);(2)各站月平均风速最大值均出现在1月,A1489、A1490和A1491站风速最小值均出现在11月,A1492站最小值出现在3月;(3)各站日逐小时平均风速呈典型的日变化特征,08:00—16:00风速逐渐增大、16:00—18:00缓慢减小。     

珠穆朗玛峰地区气象要素特征观测研究

利用中央气象台奥运火炬传递珠峰气象保障队获取的第一手资料,对2007年4月12日-5月8日珠穆朗玛峰(简称珠峰)大本营地面自动站和79次探空实测资料进行分析,揭示了珠峰地区气象要素变化的观测事实。结果表明:受珠峰北坡绒布冰川沉降风影响,珠峰大本营盛行南风;风速和气温日变化呈单峰分布,风速极小值和日最低气温出现在08:00(北京时,下同),而极大值出现在15:00前后;相对湿度峰值出现在07:00和23:00,正午前后相对湿度最小。6200 m高度以下几乎昼夜恒吹下山风,偏南风在22:00至次日00:00最强;7200-9000 m高度风向主要以偏西风为主,风速随高度也明显增加。5200-8000 m各高度上,日最低气温始终出现在08:00,最高气温出现在16:00,8200 m以上气温呈现出多波动起伏。在6700-9700 m高度能维持相对湿度的高值中心,大值区主要位于6500-8800 m高度。高空西风锋区位于12000-15000 m,对流层顶高度大约在18200 m左右。     

一次PM2.5化学污染过程的实况及气象要素影响分析

在收集NARR资料、ARB资料、Caltech站观测数据3类气象资料的基础上,对一次化学污染过程中PM2.5站点分布和时间演变特征进行分析,同时按照地理位置分布将13个观测站点分类,分析气象要素场对PM25区域分布形成和扩散的影响,并找出PM25与气象要素演变的相关性.结果表明:各类观测站的PM2.5浓度值主要以“单峰型”日变化特征为主,其中以城区站的特征最为显著,通常在早上09:00左右达到峰值,平均峰值质量浓度为56.6 μg/m3,而在下午18:00左右为谷值,平均谷值质量浓度为18 μ/一m3,风场、行星边界层高度、地面温度场和湿度场在PM2.5平均的峰值、谷值时段有明显差别;排放源和气象场的日变化规律是决定城区站PM2.5峰谷时段的主要因素;城区站、郊区站地面PM2.5质量浓度值与风速、行星边界层高度、地面温度呈现明显的负相关,与地面气压、相对湿度呈明显的正相关;山区站PM2.5质量浓度值与温度呈弱负相关、与相对湿度呈正相关,其它气象要素相关不明显.     

洱海湖滨大气边界层结构及特征分析

利用JICA计划中日合作"2008年季风过程与暴雨天气上游关键区综合气象观测试验"期间在大理国家气候观象台的GPS探空加密观测资料,分析了洱海湖滨区大气边界层厚度、位温、比湿、风速、风向的垂直结构。结果表明,洱海湖滨大气边界层结构具有显著的日变化特征,边界层厚度日变化较大,对流边界层厚度在190～2500 m之间,平均厚度为1061 m;稳定边界层厚度在60～1760 m之间,平均厚度为467 m。无论在干季还是在湿季,大约在2400 m以上,气流主要受大尺度的大气环流的控制,以西风气流为主。在2400 m以下,气流主要受苍山和洱海的影响,可能存在着山谷风和湖陆风两者叠加效应引起的局地环流。大约在500 m以下,白天多为东风和东南风,夜间多为西风和西南风。     

塔克拉玛干沙漠北缘近地层气象要素变化特征

利用塔克拉玛干沙漠北缘哈德自动气象站2011年1~12月近地面层气象要素梯度观测资料,分析了该地区近地层风速、气温和相对湿度的日变化规律及四季廓线特征,并计算了哈德观测点大气稳定度和中性条件下的地表粗糙度。结果表明,哈德地区近地层0.5~10 m高度范围内气温、相对湿度和风速都呈现出明显的日变化特征。其中,风速为白天高、夜晚低,中午15:00各层风速均达到最大,凌晨04:00降至最低,其日变化幅度为1.1~1.7 m/s;14:00~15:00各层气温均为最大值,最低气温出现在05:00~06:00,昼夜温差大,最大温差为0.5 m处的16.5℃,下午17:00至次日09:00有逆温存在;相对湿度日变化在25%~55%之间,其变化规律与风速、气温的相反,凌晨06:00最大,下午15:00最低。哈德地区四季近地层风、温、湿廓线变化规律明显,14:00四季风速都呈指数形式增长,其中0.5~2 m间低层风速变化明显大于2~10 m间高层的变化;春、夏季气温主要以指数形式增长,冬季以线性增长为主,四季都有逆温存在;冬季的相对湿度明显大于其它季节。另外,哈德地区全年以东北风为主,2 m与10 m高度的主导风向一致,风频稍有差别。中性层结大气条件下的空气动力学粗糙度范围为1.42×10-11~1.7×10-3m,平均值为4.2×10-5m。     

中国典型城市臭氧变化特征及其与气象条件的关系

利用不同气候背景代表城市北京、沈阳、银川、成都、南京和广州6个城市2014-2016年臭氧质量浓度和同期气象要素数据,对典型城市臭氧(O_3)浓度变化特征及其与气象条件的关系进行研究。结果表明:2014-2016年臭氧年平均浓度由高到低的顺序为南京沈阳北京银川成都广州,3年间广州臭氧浓度呈下降趋势,沈阳变化不大,其他城市总体呈上升趋势,其中,银川增幅最大,北京增幅最小;臭氧浓度月变化特征受纬度影响较大,随纬度增高单峰结构越明显,且各月郊区臭氧普遍高于市区;各城市臭氧日最大值出现在15:00(北京时,下同)-16:00,最小值出现在07:00-08:00,但其峰值、谷值及日变幅有明显差异,广州全天郊区臭氧都显著高于市区,其他城市则不同,11:00-17:00间两者差别较小,成都、南京、银川郊区峰值浓度甚至略低于市区,其余时段郊区高于市区;6个城市影响臭氧变化最主要的气象要素均是气温和日照时数,其次是相对湿度,再次是风速,气温高、日照长、湿度低有利于臭氧生成,相对而言,对于日照时间较长的北京、银川和沈阳,臭氧对气温的变化较其他城市更敏感,且与风速呈弱的正相关,而对于气温、湿度较高的广州、南京和成都,臭氧与日照时数和相对湿度的相关性较其他3个城市强,且与风速呈弱的负相关;城区臭氧与气象要素相关性普遍较郊区好。     

青藏高原东坡高原草甸近地层气象要素与能量输送季节变化分析

本文简要介绍了青藏高原东坡理塘大气综合观测站的情况。利用该站20072008年观测资料, 分析比较了青藏高原东坡地区高原草甸下垫面情况下近地层气象要素及能量输送的季节变化特征。结果表明:理塘地区近地层气象要素及能量输送的季节变化显著, 具有明显的水热同期特点。各个季节近地层气象要素和湍流通量, 如风、气温、感热通量、潜热通量等, 日变化显著。风速、动量通量、摩擦速度等要素的平均日最大值和最小值分别出现在下午和日出前。比湿的峰值出现在日出前。辐射和热平衡分量的日均最大值与最小值分别出现在正午及日出前。地表热源强度分析表明, 理塘白天为热源, 在春夏秋三季夜间为弱的热源与冷源交替出现。在雨季, 潜热输送在陆气间热量交换过程中占主导作用, 感热输送是次要的;干季的结果与雨季相反, 感热是首要的。      

青藏高原东坡高原草甸近地层气象要素与能量输送季节变化分析

本文简要介绍了青藏高原东坡理塘大气综合观测站的情况。利用该站2007~2008年观测资料,分析比较了青藏高原东坡地区高原草甸下垫面情况下近地层气象要素及能量输送的季节变化特征。结果表明：理塘地区近地层气象要素及能量输送的季节变化显著,具有明显的水热同期特点。各个季节近地层气象要素和湍流通量,如风、气温、感热通量、潜热通量等,日变化显著。风速、动量通量、摩擦速度等要素的平均日最大值和最小值分别出现在下午和日出前。比湿的峰值出现在日出前。辐射和热平衡分量的日均最大值与最小值分别出现在正午及日出前。地表热源强度分析表明,理塘白天为热源,在春夏秋三季夜间为弱的热源与冷源交替出现。在雨季,潜热输送在陆气间热量交换过程中占主导作用,感热输送是次要的;干季的结果与雨季相反,感热是首要的。     

湛江东海岛二月海陆风环流特征研究

利用2011年2月湛江东海岛风廓线雷达资料,系统分析了湛江东海岛2月平均风场特征及海陆风特征,结果表明:2月湛江东海岛150 m高度处以东偏北出现频率最大,在E、ENE和NE三个方位的风向出现频率之和为66.6%,偏西七个方位的风向出现频率之和仅为1%。以SSW方位为界,偏东风与偏西风的出现频率差异明显。各整点的月平均风速1:00—15:00变化较小,均在1 m/s左右波动;15:00—20:00风速及风速波动都较大,最大值出现在16:00时,为2.1 m/s。2011年2月中只有2日与14日两日符合海陆风日条件,两日共同海风时段为13:00—20:00,持续7 h;陆风时段为2:00—7:00,持续5 h。海风平均风速为2.1 m/s,陆风平均风速为0.8 m/s,海风平均风速明显大于陆风风速。海风与陆风环流垂直高度相差甚小,约1.2 km,风速随高度变化趋势均为先增后减;海风最大风速出现在750 m高度处,陆风出现在500 m高度处,500～750 m高度区间海风环流强度明显强于陆风环流。2 km之上为均匀一致的系统性西风环流。     

大理苍山不同海拔高度湿季降水日变化特征分析

基于大理国家气候观象台苍山-洱海梯度观测系统2011—2020年湿季小时降水资料,分析山顶、山腰和坝区3个站的降水日变化特征。结果显示:降水量日变化,坝区站呈现单峰型,山腰站和山顶站则是双峰型;降水频次日变化,坝区站和山顶站为单峰型,山腰站日变化比较平缓;各时次的降水量、降水频次基本随海拔高度的增加而增多;降水强度日变化,山顶站为双峰型,坝区站和山腰站波动较大,午后为小值区,夜间为大值区,3个站在14:00—17:00的降水强度相差不大,而其他时段山腰站和坝区站的降水强度比山顶站大。夜间降水量在持续时间2～16 h是大值区,随海拔的增加降水量大值区持续时间较长;白天降水量在持续时间小于6 h是大值区,随海拔的增加,大值出现的时间向后移。降水频次在持续时间小于6 h,3个站在白天、夜间分别有一个大值区,而持续时间7～18 h的只有山顶站夜间有大值区;坝区站和山顶站夜间降水频次大于白天降水频次,山腰站白天、夜间降水频次相差不大。长历时(中历时、短历时)的累计降水量、降水频次随海拔高度的增加而增大(减小);3个站长历时降水量(长历时降水频次)对总降水量(总降水频次)的贡献最大,贡献最小的是短...     

张家口市闪电活动与大气湿度响应关系

水汽条件是产生雷电活动的一个必不可少的气象要素。利用河北省闪电定位系统监测的2011—2013年全省地闪资料和NCEP/NCAR再分析相对湿度资料,对张家口市的闪电活动特征及其与相对湿度垂直结构特征的响应关系进行了分析。结果表明：①张家口市闪电时间分布与全省闪电分布走势基本一致,夏季闪电活动最强烈;逐月演变不均匀且日分布呈单峰单谷型变化特征,张家口市日闪电峰值和谷值分别出现在17:00—18:00与01:00—09:00。②闪电活动与相对湿度垂直结构特征响应关系特征明显：闪电活动时低层湿度不高、中层较湿、高层偏干,大约在中层700 hPa以下相对湿度随高度增加,中层以上相对湿度又随高度减小。③张家口市闪电活动时大气相对湿度垂直结构本地化特征：850 hPa以下相对湿度保持在40%～60%,中层600～700 hPa之间相对湿度一般升至60%～80%,且闪电强烈程度与中层湿层厚度正相关,高层200～400 hPa左右相对湿度降低至20%～40%。     

青藏高原东南缘大理地区近地层微气象特征及能量交换分析

利用2008年1月-2010年2月青藏高原东南缘大理站的长期观测资料,初步分析了该地区近地层基本气象要素、辐射通量和湍流通量的日变化和季节变化.结果表明,各参数均表现出显著的日循环结构和干、湿季变化特征.近地层的风速、气温和动量通量等均在早晨最小、午后最大;相对湿度、地表温度等均是湿季高于干季.近地层2 m高度处的盛行风向,白天以东东南风和东风为主,夜间以静风和偏西风为主,并且盛行风向转变与日出、日落时间有较好的对应关系.地表辐射四分量最高值出现在正午,最低值出现在日出前.除向上短波辐射通量干季大于湿季外,其他辐射分量都是湿季大于干季.地表反照率表现出非对称的“U”形分布,早晨最大、傍晚次之及中午最小.早晚地表反照率差异可能是由于露水、东西两面山体不同程度遮挡以及云的影响造成的.感热、潜热通量全年有相似的日变化过程,变化幅度随季节变化,但潜热通量明显大于感热通量,表明地气热量交换中,感热作用小,潜热输送占主导地位.感热通量一天之中约在20:00出现最小值,这主要是由于风速减弱和地气温差回升影响热量交换系数造成的.地面对大气的加热作用明显,主要是以潜热方式加热大气;地面全年均为大气热源,白天表现为强热源,夜间则表现为较弱的冷源.     

2007年5—6月珠峰北坡不同高度气象要素特征分析

依据在珠峰北坡海拔5200、5600、5800、6000和7028 m等处设立的自动气象站资料,分析了2007年5月5日至6月4日的风向、风速、气温、绝对湿度和气压等气象要素的日间平均分布规律,探讨了不同海拔高度气象要素分布差异,指出下垫面性质、地形环境、水陆分布以及太阳辐射分布差异是造成珠峰北坡不同海拔高度气象要素日变化特殊分布的原因,同时将本次观测资料与历史同期资料对比分析并指出存在差异的原因。为全面认识珠峰地区地面气象要素特征,考察珠峰环境及今后珠峰地区的登山和科学研究活动提供重要依据。     

山西省夏季近地面O_3体积分数变化特征及影响因素

利用2012年夏季山西省太原、大同、临汾3个温室气体观测站的近地面O_3及相关前体物NOx、NO2、NO、CO观测数据及同期气象观测资料,分析山西省夏季O_3体积分数与污染状况、O_3的时间变化特征及O_3与其前体物体积分数的相关性,同时分析气温、相对湿度、风速、降水和日照时数等气象因素对O_3体积分数的影响。结果表明:山西太原、大同、临汾3个城市的O_3小时体积分数与日最大8 h平均体积分数都有超标情况发生,夏季O_3污染以临汾最严重、大同相对最轻;一日内O_3小时体积分数最大值出现在15:00左右,最小值出现在06:00左右,日变化呈单峰型分布,其中临汾O_3小时体积分数的昼夜变化振幅最大、大同最小;各城市NOx、NO2、NO、CO等前体物体积分数均呈现白天低、夜间高的日变化过程,与O_3日变化呈负相关;气温是影响夏季O_3体积分数的最重要因素,其次为相对湿度,风速贡献最小,夏季O_3体积分数高值多在高温低湿的午后,且太原、临汾O_3体积分数受局地气象因素影响比大同显著。     

基于激光测风雷达的兰州冬季风场特征及其与大气污染的关系

利用激光测风雷达2017年12月1日至2018年2月28日在兰州城区获取的风场资料,分析了兰州冬季风场结构特征,并通过聚类分析得到了冬季影响兰州地区的天气形势,分析了不同天气形势下的风场特征,在此基础上分析了局地环流主导下的风场和污染物浓度日变化特征及两者之间的相关性。结果表明,兰州2017年冬季低空水平风速整体较小,平均风向以偏东风为主;风场日变化特征明显,午后至傍晚水平风速大于其他时刻,03:00(北京时,下同)-08:00 250～650m维持偏西风,650m以上偏南风增加,其余时刻各高度均以偏东风为主。兰州地区受弱高压控制时,局地环流占主导,城区污染严重。各高度污染系数最大值对应的风向存在差异,200 m以上污染系数迅速减小,增加污染物的排放高度至200 m以上可有效减少近地面污染物浓度。