在大城市上空大气边界层特征

用大气边界层模式定量地估计城市建筑物的影响,考虑了决定城市大气中杂质扩散的气象参数的动力和热力作用。对莫斯科的边界层的计算,得到了具体日期的粗糙度、大气边界层外部和内部的气象参数以及气象要素和边界层湍流特征的垂直剖面。给出了在城市建筑物的影响下热状况和环流状况参数变化的定量估计。     

城市扩散参数的综合测定与研究

利用常州市城市边界层风、温场及湍流场的综合观测资料,对该地区大气扩散稀释能力进行了全面系统的分析,总结出一组适合平原地区中等城市的扩散参数计算公式。研究表明,城市贴地层及高层的湍流扩散特征有明显差异,应该用不同的扩散参数计算近地面面源和高架点源的浓度分布。在此基础上,首次提出了按高度层次划分的城市扩散参数体系。实际监测资料的验证结果,表明该组公式的模式计算效果甚好。     

基于系留气艇平台的红外辐射传输算法实验验证

中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室 (LAGEO) 建立了以系留气艇为平台的综合探测系统。通过气艇在大气边界层上升、下降过程获得不同高度的气象参数和同时的辐射参数。以气象参数为输入,应用辐射传输模式 (MODTRAN4.0) 获得模式辐射输出,将其与实测辐射值作对比,验证MODTRAN4.0模式的准确性,为有关目标识别与遥感提供基础。2006年8月在中国科学院大气物理研究所香河综合观测站利用系留气艇平台进行了验证实验,并对热红外波段的模式对比结果进行分析。结果表明:所建实验系统具备进行模式验证的能力,在热红外波段,MODTRAN4.0模式输出结果与实测辐射亮度之间的相对误差的均方差在边界层大气条件下小于3%。     

城市边界层湍流和下垫面空气动力学参数观测研究

城市大气边界层中的湍流交换和下垫面空气动力学参数的观测研究是城市环境气象研究的重要内容。文章概述了城市大气边界层中湍流的观测方法和计算城市下垫面空气动力学参数的可行性方案。对城市湍流的基本特性和城市边界层的垂直结构、城市边界层观测的历史、城市下垫面空气动力学参数的估算以及存在的问题进行了讨论。     

基于气候适宜度的江苏水稻气候年景预测方法

在改进气候适宜度模型参数的基础上,利用1961-2016年70个站的气象观测资料和农业资料,应用统计方法,确定了温度、日照、降水适宜度对水稻气象产量的影响权重,由此构建了年景综合指数及其预测模型。结果表明:日照适宜度和降水适宜度与相对气象产量之间存在显著的相关关系,影响权重分别为0.460和0.428,由于热量资源充足,温度适宜度对气象产量的影响权重偏小(0.112);基于气候适宜度构建的年景综合指数与相对气象产量的相关系数达0.411,说明该指数能较好地表征气候条件对产量形成的综合影响;基于大气环流特征量和太平洋海温等大尺度预报因子,采用最优相关和逐步回归等方法,建立了水稻年景综合指数的预测模型,经过历史拟合和试报检验后效果理想,可投入业务应用,该方法的预测结果将为水稻产量分析预测提供科学依据。     

二氧化碳与气候的最近研究结果

对于大气中二氧化碳含量的不断增加,人们通常从两方面去进行研究。1.预测二氧化碳含量的未来增加趋势。这一方面要用到经济发展模式以计算未来工业上的二氧化碳排放量;另一方面还要通过对大气、海洋、生物圈、沉积物等中二氧化碳的储存量及其相互交换进行细致的测量,以建立二氧化碳的循环模式。2.预报大气中二氧化碳含量大量增加对气候系统可能产生的影响。大气中二氧化碳含量增加后显然会影响到辐射的传输。其中第二个问题与气象学者和气候问题研究者的关系特别密切,迄今对此已有大量的研究,即以二氧化碳对气候影响的理论研究来说,近几年来所发表的研究成果已不下数百篇。本文归纳各家研究成果,指明要点,分别异同,在此基础上进行综合评述。     

后记

1982年至1986年,南京大学大气环境研究室承担了两项科研任务:(一)“六五”国家科技攻关项目《常州市经济发展对环境影响的顾测及环境保护对策研究》的大气课题,     

2001年《气象》选题计划要点

随着21世纪的来临，科技飞跃、经济发展、社会进步和全球化趋势对气象事业提出了越来越高的需求，气象业务技术也将得到前所未有的发展。传统的气象探测和预报预测技术将得到进一步的充实和提高，新兴的探测手段和预报预测技术将发挥巨大的作用。《气象》将遵从面向业务、面向科研、面向基层、面向服务的办刊方针，大力宣传气象业务的新进展、新成果，特别是各级气象台站在气象业务现代化建设中的成果和经验，积极为广大气象工作者服务。2001年选题计划要点如下： 1 综合评述 1.1 21世纪国内外气象预测水平的发展趋势，提高预报质量和分辨率的技术方法。 1.2 大气探测手段和技术的发展与应用，气象综合探测系统的进展。 1.3 气象信息网络系统的建设与管理技术进展。 1.4 城市环境、生态、农业、水文、灾害等各领域气象服务技术和效益。 1.5 与气象相关学科的理论和技术进展。 2 天气分析与预报 2.1 数值预报技术的发展与应用：资料同化、物理过程及产品应用技术。 2.2 提高短时、短期、中期天气预报准确率的技术和方法。 2.3 预报员综合应用各种预报产品的经验和体会。 2.4 短期气候预测技术和方法。 2.5 干旱、洪涝等重大灾害性天气分析与预报。 3 气象监测技术 3.1新一代雷达、气象卫星及地面遥感技术的分析与应用。 3.2 GPS/MET技术的应用。 4 气象信息网络技术 4.1 计算机和网络技术在气象信息传输与管理方面的应用。 4.2 9210工程通信系统的使用与管理。 5 专业气象服务 5.1 气象为农业服务技术与效益。 5.2 城市环境、生态、农业、水文、海洋等专业气象服务技术与应用。 5.3 专业气象服务效益的客观评估方法。 6 台站园地 6.1 重大灾害性、转折性、关键性天气过程的分析与预报。 6.2 各级气象台站现代化建设的经验和体会。 6.3 新的探测仪器和手段的使用经验和体会。 6.4 预报与测报工作经验。 6.5 专业气象服务技术与效益分析。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所

2001年11月,新疆气象科学研究所被科技部确定为非营利性科研机构,更名为中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所。作为社会公益类国家级研究所,根据国家及地方社会经济发展的战略需求和世界科技发展的趋势,沙漠气象研究所围绕沙漠气象、气候变化与绿洲冰雪环境和资源与信息应用技术三大特色研究领域,开展沙漠天气气候预测技术、沙漠大气边界层及陆面过程、荒漠、绿洲、冰雪环境对气候变化的响应与反馈、气候变化与人类活动对环境的影响评价、气候资源开发与信息应用技术以及沙漠及周边地区气象灾害监测、预测及评估等方面的研究。     

北京城市大气环境污染机理与调控原理

该文主要介绍了科技部国家重点基础研究发展规划项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理”大气分项目的研究成果。项目分别于2001年和2003年重点开展了BECAPEX科学试验 (Beijing City Air Pollution Experiment)。BECAPEX试验同步进行城市边界层气象与大气化学观测, 通过卫星遥感、地面观测, 即城市空间和地面以及点与面结合的技术途径, 以揭示北京城市污染“空气穹隆”大气化学结构特征及其变化规律, 为城市环境大气动力-化学模式提供基本科学参数, 给出城市边界层大气物理化学过程综合模型, 为提高城市环境大气物理-化学过程耦合模式的准确性和可靠性提供科学依据。该项目揭示了北京城区和城近郊区城市边界层结构与湍流特征, 城市大气污染垂直结构特征; 发现了城市大气污染空间结构多尺度特征, 其中包括大气污染源影响和城市热岛多尺度特征; 揭示了城市大气重污染过程周边源影响域, 以及北京及周边地区气溶胶影响域和区域气候响应; 提出了北京市典型污染源排放清单; 发展了城市气象模式系统, 包括冠层模式、街谷环流和热力结构以及城市高大建筑群周围风环境数值模拟; 发展了空气质量模式技术, 包括二次气溶胶模拟试验、北京地区SO₂污染的长期模拟及不同类型排放源影响的计算与评估、影响北京地区的沙尘暴输送模拟、区域化学输送模式中NO_x和O₃源示踪法, 城市尺度的大气污染CAPPS模式及统计模型的应用、大气污染及紫外辐射数值预报模式和CMAQ-MOS空气质量预报方法; 改进了美国公共多尺度空气质量预报模式, 建立了CMAQ-MOS区域空气质量动力-统计模型预报模式, 以及发展的源同化技术, 突破了当前空气质量模式技术“瓶颈”, 使模式预报准确率明显提高。     

MM5模式中城市冠层参数化方案的设计及其数值试验

文中在综合国外一些较先进的中尺度模式城市作用参数化方案的基础上 ,从城市下垫面结构对城市边界层大气作用的物理机制及实际应用两方面出发 ,对城市下垫面结构和人为活动等因素对边界层结构的影响及中尺度模式中城市化作用的合理体现等问题进行了较全面的考虑 ,改进和设计出能够较全面、细致地描述城市结构对大气边界层动力、热力结构的影响 ,且适合中尺度模式结构特点的城市冠层参数化方案 (UCP) ,并实现了其与MM5模式的耦合。进行了耦合后的UCP方案及采用原城市作用方案的MM5模式对BECAPEX试验期间北京地区气象条件多重嵌套细尺度进行了模拟试验 ,并与观测结果对比 ,结果表明 :相比于MM 5模式中原有表示城市作用的参数化方案来讲 ,设计的UCP方案在很大程度上提高了MM 5模式对城市边界层热力和动力结构的模拟能力。     

气象参证站的选取对AERMOD模型结果的影响分析

选取南昌经济技术开发区规划大气环境影响预测工作为案例,分析了当选取不同气象参证站,输入同期两套不同的气象数据参数对AERMOD模型计算结果的影响,探究气象条件的差异对大气扩散的影响程度。分析结果表明,气象参证站的选取对大气环境影响预测的结果有较大的影响,使用两个距离相近的地面气象站进行预测,污染物浓度计算结果相差可达数倍以上。对比风速、风向、气温、湿度、压力、云量这些单个的气象因子,稳定边界层(SBL)湍流高度和莫宁-奥布霍夫长度这些边界层参数更能综合地反映当时的气象扩散条件,对污染扩散模型的响应更为直接。翔实的有代表性的气象数据是环境影响评价至关重要的基础。在日常的大气环境影响评价中,应全面调查了解项目周边的地面气象站的数量、类型、距离、地形特征,经过专业的气象分析,选取最能代表评价项目所在地气象条件的气象站作为气象参证站,用于该项目的环评和浓度预测。各地气象部门还应加强城市与郊区大气边界层垂直结构变化规律的观测与研究,从而为提高各地空气质量预报的精度,改善大气污染治理措施和优化城市布局提供更为科学的依据。     

区域水资源优化配置多目标模型求解的Matlab与Excel集成实现

以商丘市19952005年的小麦白粉病发病面积、地面气象资料和大气环流特征量为依据,利用相关系数法进行因子普查,筛选出了影响商丘市小麦白粉病发生和流行的主要地面气象因子和大气环流特征因子及其关键时段,并利用多元线性回归方法建立了数学预测模型,模型历史拟合准确率为95.2%.利用该预测模式在2006年和2007年对商丘市白粉病发病面积进行预测,预报精度分别为93.1%和90.2%.     

CAPPS多箱模式中光化学模式的嵌套与城市大气臭氧数值预报

为解决城市边界层中大气O₃浓度的预报问题，选用一种简明有效的光化学反应方案建立光化学模式, 并与大气平流扩散的箱格预报模型进行了嵌套，从而将大气化学过程引入到城市空气污染数值预报系统 (CAPPS) 中。同时，根据实际需要研究了VOC (Volatile Organic Compounds) 浓度及NO_x源排放量等参数缺测时，根据前期监测浓度采用遗传算法反演未知参数的具体方法。利用2001年9月8~17日在北京舞蹈学院监测的O₃、NO_x资料及相应的气象数据，用改进后的CAPPS模式进行了单箱预报试验。预报试验结果表明，嵌套后的模式对O₃浓度的变化具备一定的预报能力。     

利用地面气象资料进行福州市空气质量日预报

空气污染预报是建筑在空气污染与气象条件关系的基础之上的。利用福州市1995－1997年地面气象预测资料，运用统计学方法，探讨污染物浓度与气象因子（温度、气压、风、湿度、大气稳定度、降水等）分布规律，建立气象预报指标及统计预报方程，在1999年2－8月进行福州市空气污染物浓度等级试预报。结果表明运用统计模式开展城市空气污染浓度等级预报是切合实际并且可行的。     

复杂山地气象观测试验研究综述

外场观测试验是研究山地气象最为直接有效的手段,在揭示山地对大气产生的各类现象及其有关的物理过程、开发和改进数值模式参数化方案、验证和评估卫星遥感反演产品、提高山区的气象预测预报准确率等方面发挥着重要作用.简要综述了国际上在青藏高原、阿尔卑斯山脉、落基山脉、内华达山脉、比利牛斯山脉等大尺度山地开展的气象观测试验研究,概括...     

我国短期气候预测的物理基础及其预测思路

短期气候预测依据大气科学原理,运用气候动力学、统计学等手段,在研究气候异常成因的基础上对未来气候趋势进行预测。虽然目前我国短期气候预测的水平还不高,但短期气候预测是国家经济发展和防灾减灾的迫切需求,提高预测准确率是气象科研和业务人员的重要任务。该文从海洋、积雪等外强迫信号及大气环流大尺度变动等大气内部特性等角度概述了短期气候预测的物理基础,简要回顾了近60年来我国短期气候预测的发展历程,并介绍了作者近十几年来研制短期气候预测客观统计学及统计与动力学相结合预测模型的主要思路。     

“箱”模式在特殊地形条件上的应用

兰州市区特殊地形气象条件以及大气污染物排放源分布特征,造成大气环境的不断恶化。在不具备应用城市多源模式前题下,选用简便易行的“箱”模式对该地区大气污染物年日平均浓度进行预测,并用预测值和实测值进行了误差检验,相关关系极显著,还确定了误差修正值。在此基础上,对今后5年年日平均浓度进行了预测和分析。认为用经过订正后的“箱”模式预测兰州市区大气污染物年日平均浓度是可行的,且预测精度较高。     

成都市大气污染及气象条件影响分析

本文分析了成都市大气污染现状及其趋势,比较在不同气象条件下,大气污染物对城市大气环境的污染影响.利用污染气象参数,提供城市大气污染的预测预警服务,为优化城市局部和整体规划提供科学决策,实现生态环境和社会经济的协调发展.