玛纳斯电厂冬季大气扩散的试验研究

在进行大气环境质量的评价和预测时,对大气扩散规律的分析是十分重要的.目前普遍采用的方法之一是用观测平衡气球轨迹的方法计算扩散参数.本文对1989年冬季,在玛纳斯电厂用平衡气球轨迹法进行的大气湍流扩散试验资料作了分析计算,并与P-G(帕斯圭尔一吉福德)结果进行了比较,提出了厂区不同稳定度条件下的大气湍流扩散参数σ_y和σ_z,为研究和摸清该区大气污染物的扩散能力提供了依据.     

行星边界层内扩散特征的一个数值研究

使用近年来PBL内实测平均风,湍流统计量和拉氏时间尺度随高度变化的结果,对用最简单的二阶闭合假设导出的三维定常物质连续方程作数值解,分析讨论了风速、风向和湍流统计特征量的垂直切变以及粗糙长度z_0对PBL内浓度分布的影响。本文的结果对PBL内湍流扩散本质的认识及污染模式的建立均有益处。     

激光探测大气扩散参数

利用红宝石激光雷达,在烟粒形状任意(或晶轴取向任意)和烟粒成分和谱分布稳定,以及一次散射和独立散射条件下,探测了烟羽相对浓度的垂直剖面分布,从而获得不同天气条件下离烟源下风向一定距离范围内大气扩散参数σ_y和σ_z。     

2008年1月末九江雨凇转大雪天气过程成因分析

对2008年1月25—29日九江市一次雨凇转大到暴雪天气过程的大气垂直结构进行了分析。结果表明,在雨凇和降雪区域中层有暖层,低层有冷层,且存在对称不稳定层结。垂直风切变明显,有利于对称不稳定能量积累和上升气流的形成。高、低空急流辐散、辐合相互垂直,引发的较强上升运动是雨雪天气得以维持的重要条件。东西风向切变使冷、暖气流在雨雪区域上空交汇,形成水平气旋性辐合,产生垂直运动,且与垂直风切变相互作用,促动上、下层动量传递,使高、低空急流维持。雨凇转大到暴雪时,暖层气温降低,垂直风切变向上增强,对称不稳定能量增大,风向切变辐合加大,上升气流和水汽输送加大。     

稳定大气边界层中风向脉动的特征

本文对稳定大气边界层中风向脉动的特征进行了讨论。用美国波德大气观测台(BAO)气象塔上超声风速仪的观测资料,计算了三种不同稳定大气结构条件下垂直风向σ_w/U和横截风向σ_v/U随时间的变化。结果表明σ_w/U和σ_v/U随平均时间的变化分别与垂直风速和横向风速的能谱分布有关。σ_w/U和σ_w/U随平均时间变化的峰值与能谱峰值的时间尺度相当。 在重力内波的情况下,边界层大气中往往伴随有风向切变。由于稳定大气边界层的结构十分复杂,通常,风向脉动参数和Ri数及高度之间无简单规律。只有在一层逆温时,在风速和Ri数均随高度增加的情况下才有一定的简单关系。     

扩散参数的风速订正及短期扩散浓度的分布概率

本文对扩散参数σ_y、σ_z的随机波动性进行了若干物理分析,得出结论为:(1)风速对σ_y,σ_z随下风距离的变化规律有较大影响;(2)短期浓度模式计算中,扩散参数的随机波动不可忍略。利用1983年10月南京大厂地区的实测资料验证了上述结论,对扩散参数随下风距离的变化规律作了风速订正。本文并试图通过风速的概率分布来获得扩散参数的概率,从而进一步探讨以概率的形式来表示短期扩散浓度的分布。     

用拉氏动力学理论研究PBL非均匀湍流扩散

将Gifford和Legg使用的拉氏动力学技巧从地面层延伸到行星边界层(PBL),讨论了平均风和湍流的垂直非均匀性以及大气稳定度对中尺度扩散特征的影响,得到了它们之间的解析表达式,理论结果与野外实测资料之间有较好的一致性.本文结果表明,经典的湍流统计理论不能直接用来研究中尺度范围的扩散,要合理地考虑动力学因子的影响.     

强台风海鸥登陆期间近地层风特性分析

利用位于海南文昌市的90 m测风塔观测的强台风海鸥多层测风数据,分析了台风海鸥登陆期间近地层风场时空特征、湍流强度、垂直风切变及阵风因子等风场特性,分析结果表明:台风海鸥登陆期间,近地层各高度风速呈现"M"型双峰特征,最大风速出现在台风后风圈;台风过境前后,风向旋转了180°;近地层风速随高度升高而增大,各高度风速垂直切变符合对数和指数规律;粗糙度长度、风廓线幂指数、湍流强度、阵风系数等风场特性与风速呈负相关关系,随着风速的增加而降低;从台风外围至台风眼,粗糙度长度随风速呈现"增大-减小-增大"特征;台风眼内部风速垂直切变剧烈,前后风圈的风速垂直切变较弱;强风区湍流强度较弱,弱风区湍流强度较强;台风风圈的湍流强度随高度增加而减小,台风眼内湍流强度随高度先减小再增加;台风影响各阶段阵风系数随高度升高而减小,各高度层阵风系数遵循指数定律;阵风系数随风速的增大而减小,当风速达到一定强度时,阵风系数随风速变化不明显。     

对流凝结加热和垂直风切变对行星波垂直传播的影响

本文从理论上分析研究了对流凝结加热和垂直风切变对大气行星波垂直传播的影响。结果表明,对流凝结加热有抑制行星波垂直传播的作用;基本气流的西风(正)垂直切变对行星波的垂直传播有利,而东风(负)切变却对行星波的垂直传播有阻碍作用。 进-步分析还发现,垂直风切变对行星波垂直传播的影响以在中高纬度地区更为显著;对流凝结加热对行星波垂直传播的影响在热带地区更值得重视。并且,垂直风切变和对流凝结加热的影响可能是使得大气中板地波导更显著的重要原因之一。      

贵州省空气污染过程的大气环流特征及分型研究

该文通过分析2015—2017年贵州省9次空气污染过程的平均大气环流特征及500 hPa大气环流EOF分型结果,综合探讨了贵州省发生空气污染过程时的高空环流、低空水平输送、垂直结构和逆温等特征以及热力和动力因子的贡献情况。结果表明,贵州省发生空气污染过程时,常伴有低空逆温出现,500 hPa高度距平场分型结果主要呈纬向环流型和两槽一脊型环流形势。对EOF第1模态中持续时间较长、污染较重的2次典型污染过程的低空逆温、风切变和垂直速度等进行深入分析发现,2次典型空气污染过程中,在水平方向上地面风场处于风速辐合区,大气层结较稳定,不利于污染物的水平扩散;在垂直方向上低层风垂直切变较弱,对流上升运动也较弱,不利于污染物的垂直扩散。从热力条件和动力条件上来看,在第1次空气污染过程中动力条件的正贡献占主导作用,而第2次空气污染过程中热力条件和动力条件均是正贡献。