平流层中之氦容量

平流层中所以缺乏有系统之温度坡度者,吾人常以该层空气缺少大量之混合所致。对流层中,风之流动,可使大气之成分,保住常态,及过对流层与平流层之界面,则风速骤减;越界面而上,空气之混合停止,其成分遂因高度而生变异。英格兰之上空,平流层与对流层之界面,在十一公里与十二公里间。至於平流层中空气在何处始停止大量之混合,吾人不得而知。Chapman及Milne以为空气停     

中层大气结构

不同高度的大气结构和运动,具有不同的特点.许多年来通过各种气象研究计划(例如全球大气研究计划),大气的低层部分得到了经久不衰的研究.近年来随着火箭和卫星技术的发展,以电离层为主体的超高层大气研究也得到了迅速的发展.但是处于这两者之间的平流层、中间层和热成层下部的大气状态,人们对它的了解有限.这一层大气从10公里到100公里,称为中层大气,也     

光波闪烁与大气遥感

当代大气遥感技术各式各样,五花八门,其中的一类是利用光波与大气的相互作用来探知大气的各种特性,叫做大气光学遥感技术。大气的各种气体分子以及云、雾、雨、尘埃粒子对光波有吸收和散射作用,除此而外,大气的湍流运动还会引起光波的不规则变化。我们这里所要介绍的是光波通过大气以后发生的强度起伏现象,以及如何利用这种现象对大气的湍流运动进行遥感探测。     

臭氧层的破坏及其危害

从静止气象卫星发回的大气观测资料告诉人们,人类赖以生存的地球周围环绕着一层厚厚的大气,它是由水汽、氨、氧、二氧化碳、甲烷、臭氧等多种物质所组成。在离地面10～50公里的平流层中有一臭氧层。大气中氧分子被太阳辐射光化分解后,所产生的氧原子与周围氧分子结合,生成臭氧。从10公里高度起臭氧含量逐渐增加,至20～50公里高度处臭氧含量达到最大伍,再往上其含量逐渐减少,到50公里高度其含量就很微小了。臭氧在整个大气中只占极小的一部分,如果将大气中所有的臭氧集中到地表,它只有2～3毫米厚的薄薄一层。别小看这薄薄的一层气体…     

激光遥测大气消光系数的误差分析

激光遥测大气消光系数分布的主要方法,是假设大气消光系数与大气体后向散射微分截面之比值k为常数,并取激光实测的地面值,然后由解光雷达方程求得。本文将讨论由于大气气溶胶物理属性随高度变化以及大气分子散射的作用,使比值k产生相应变化,并分析由此引起大气消光系数的探测误差。     

北京地区大气能见度与大气污染的关系初探

1981年秋冬两季在北京地区十一个监测点进行了两次大气污染状况测量,每次各约十天,取得了SO_4~-、总颗粒物、SO_2、0.3—10微米颗粒物密度、大气能见度等数据.讨论了北京地区大气能见度变化与大气污染的关系.指出北京地区在10年内(1970—1979)平均大气能见度降低6—10公里,在采暖期低于4公里的能见度出现几率增加了10倍.现场实验结果表明,硫酸根、颗粒物浓度,相对湿度和<10微米颗粒物密度的增加会降低大气能见度.其中硫酸盐对大气能见度的影响较为突出,而且在大气中硫酸盐与水汽作用发生潮解,其协同效应更为显著. 本文指出,燃煤量增加、大气污染严重和气象条件等可能是1977年12月连续发生三天大气能见度严重降低的原因.在能源消耗量逐年增加的情况下,建议改善能源结构、改用型煤、制订污染物的控制指标、最高指标和警报指标,以保持较好的大气能见度.     

避开普通物理得出理想气体压强公式

避开普通物理得出理想气体压强公式中专气象专业物理课热学部分在用分子运动论定性解释气体的状态参量压强Ｐ时，首先阐明压强Ｐ是大量气体分子对器壁不断碰撞结果的统计意义后，还定性说明了单位体积的分子数（数密度）和温度两个因素对气体压强的影响：①单位体积的分子...     

太阳辐射与对流层

当太阳辐射到达对流层时,空气密度增加到一定程度,使得光线开始与空气分子碰撞。这就引起了辐射的散射。散射量在所有波长上并不相同,蓝光最大、红外光最小。当烈日当空照时,光通过大气的     

气象激光雷达的发展现状

激光雷达能用来测量云、雾、能见度、空中风场、大气密度和大气温度,也可以用来监测空气中的有害气体。该文介绍了用于气象探测的半导体激光雷达、微脉冲激光雷达、一般弹性散射激光雷达、多普勒激光雷达、差分吸收激光雷达和Raman激光雷达的发展现状和趋势,认为人眼安全、高重复频率和宽探测范围是气象激光雷达的发展方向。固体激光雷达的气象应用最广泛,微脉冲激光雷达能同时测量云底高度、能见度和获得大气气溶胶消光廓线,有比较好的应用前景,半导体激光雷达是测量云底高度的理想工具。     

大气负氧离子及其在不同环境中的变化规律

正1引言科学已经证明自然状态下的大气负氧离子有益于人的身体健康,被誉为大气中的"维生素"。大气负氧离子浓度从正向反映了空气的清新度,在生态、环境和空气质量评价体系中,大气负氧离子浓度已成为不可或缺的重要指标之一。本文通过对大气负氧离子及其在不同环境中的变化规律分析进一步增强人们对大气负氧离子的了解。2大气负离子与负氧离子大气负离子:大气中的中性气体分子与自由电子结合形成带负电荷的大气负离子,是大气中带负     

一种快速高效的逐线积分大气吸收计算方法

本文发展了一种新的计算大气气体吸收系数以及冷却率的快速数值方法, 并对影响逐线 积分精度和计算时间的各种因子进行了详细研究。以大气主要吸收气体CO-215 μm带的 500～800 cm-1波段为例,将新方法计算的吸收系数、大气透过率和冷却率结果与经 典的逐线积分方法进行了比较。对从地面到100 km范围的整层大气,大气透过率的 误差不超过0.0004;对70 km以下的大气,大气冷却率的误差不超过0.004 K/d,而计算时 间却节省1～2个数量级左右。     

GZZ2—1型探空仪检验技术的应用

大气是包围在地球外表的物质,整个大气中所发生的各种物理现象和过程,都直接或间接地与人类活动有着密切的关系,所以必须通过各种仪器来了解、研究地球大气的各种特性。高空气象探测是实验、研究自由大气中所发生的各种物理现象和过程的一门科学。通过各种仪器测量、研究高空大气的风、压力、密度、温度、湿度等随高度的分布规律及随纬度和季节的变化,云的宏观和微观结构及降水过程,冷暖锋面,飓线,台风等的探测和研究,是我国气象业务的基础工作之一。当前,世界各国探测30km以下高空的温度、气压、湿度的分布,多数是采用无线电探空…     

HALOE资料揭示的热带平流层CH4时空变化特征

中层大气微量成分的分布和变化是中层大气研究的重要问题之一,但是长期以来中层大气的资料非常少。卤素掩星试验（HALOE）对中层大气多种微量气体进行观测,形成中层大气多种微量元素的空间分布和时间演变资料组,这是对中层大气微量气体含量资料的极大补充。作者利用1992～2003年HALOE资料分析热带地区（20°S～20°N）平均的CH4的垂直分布和时间演变特征。结果表明:热带平流层CH4混合比在平流层下层有较充分的混合;热带平流层CH4混合比的季节变化明显,在平流层中上层以年循环为主,而在平流层下部以半年变化为主;热带平流层CH4混合比的年际变化主要有准2年和准5年振荡。       

激光大气遥感探测

一、引言 用光学方法进行主动大气遥感探测,早在本世纪三十年代就有过这方面的尝试,当时用探照灯研究了直至28公里高度的大气浑浊度和分子散射。以后,还发展成脉冲光探照灯来探测大气,并用弧光光源探测云底高度等。但是,利用这种非相干光源探测大气,受到光源性能的多方面限制,从而使得大气光学探测这一学科分支进展缓慢。     

大型风力发电场对华北地区大气影响的数值模拟研究

作为一种清洁的可再生能源,风电在过去几十年中取得了快速的发展,目前中国风电装机容量居世界第一。虽然风机运行过程中不会造成污染或温室气体的直接排放,但会改变风力发电场区域地表状况,进而对大气形成潜在的扰动和影响。本研究利用大气数值模式WRF,结合两种风轮机参数化方案(地表粗糙度增加参数化方案和风机曳力参数化方案),探讨了中国北方大型风力发电场对大气要素(风速,湍流和温度)的潜在扰动及影响。通过敏感性实验研究表明,大型风力发电场会造成风电场内部和其临近区域风速的衰减,且冬季(1月)的衰减程度明显强于夏季(7月)。另外由于风轮机产生的湍动动能增加了空气的垂直混合,造成冬季(1月)风电场内部和下游地区在风轮机轮毂高度处和地表空气温度的上升,且轮毂处升温强度略高于地面。在夏季(7月),风轮机也导致在风电场临近区域地表和轮毂高度处的温度发生变化。考虑到风轮机在叶片转动区域产生大量的湍动动能,推断地面和轮毂高度温度升高主要是由于湍流混合增强,形成了湍流逆温效应。     

水体的温度效应

本文用数值模拟的方法研究了陆地水体的温度效应。在模式中考虑了水陆间反射率差异、水体对太阳辐射的透射作用、水体的湍流混合、地面和水面的能量平衡以及土壤热传导方程等物理过程。模拟结果与观测资料和前人的研究结果一致。水体白天有降温效应,夜间有升温效应,这种效应晴天大于阴天;夏季白天的降温效应大于夜间的升温效应,冬季的情况则相反。大气通过湍流混合和风的平流输送使水体的特性影响到陆地上,在水体的下风岸可伸入10公里左右,在上风岸仅有2公里,受水体影响的高度为200—400米,岸上的温度随着离岸距离的增加按指数律变化来接近内陆上的温度值。这种方法可用来进行水库的环境评价和湖泊气候资源的研究。     

微波辐射计资料在大雾预报预警中的应用

MP-3000A 是一种新型大气探测仪器,可以连续得到从地面到10 km 高度上高分辨率的位温、相对湿度、水汽密度及其廓线。选取大雾发生、维持及消散时微波辐射计观测数据,分析发现,大雾从形成到消散过程中水汽密度、相对湿度和位温均有不同变化;大雾发生前近地层大气中的相对湿度、水气密度一般会稳定增加,大雾发生时两者会有爆发性增加的现象。大雾维持阶段在近地层多伴有逆温层,辐射雾逆温层明显;大雾期间雾层高度有稳定型也有波动型,雾层高度下降时大雾会迅速加强。大雾消散时近地层大湿区减小抬升,水汽密度迅速减小。因此研究微波辐射计探测的大气水汽密度、液态水含量和位温,将有助于提高大雾生成与消散的预报、预警。     

大气污染与气候异常

大气污染主要由两类物质形成：一是气溶胶状污染物,它包括粉尘、煤、烟、飞灰、有机物颗粒、矿物质烟尘和大量的煤、石油未充分燃烧而遗留的残渣等;二是气体状污染物,它包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化物、有机氯化物等。这些污染物大部分是由各种工业企业排放的。污染物进入大气后,要经过一系列过程,这包括：随气流飘移,并逐渐扩散稀释;在大气中发生物理和化学的转化;因各种自然过程而从大气中清除。这３个过程不断地影响和改变污染物在大气中的浓度。大气污染物在大气中一般能存在一定时间,有的甚至能存在几十年。大气…     

最大混合层厚度的一种计算方法及北京的某些统计结果

一、前言 大气混合层是行星边界层中混合较强的层次,在此层以上易出现空气温度和湿度的明显不连续,多为稳定的温度层结或逆温。混合层厚度是空气污染潜势(APP)预报中所必须考虑的一个重要因子。最大混合层厚度(MMD)所表示的是一天中空气混合较强的最大高度。它越厚,则稀释和扩散空气中污染物质的能力就越强,反之则越小;因此,研究它对于预报空气污染潜势有重要意义。     

热带大气运动的长波和超长波(二)

本文对热带湿大气运动的长波、纬向超长波(纬向扰动尺度L_1～10~4公里,经向扰动尺度L_2～10~6公里)和经向超长波(L_1～10~3公里,L_2～10~4公里)进行了尺度分析,得到了适合这些运动的近似方程。对于纬向超长波,与干大气一样为正压无辐散运动;但对于长波和经向超长波,它们的运动特征与干大气有着巨大的差别,在这类运动中,位势部分、辐散辐合和垂直气流相当重要,而且重力内波波速大大变慢,因而可以认定混合的Rossby-重力波是热带长波和经向超长波的一个重要特性。我们所得的结果与Charney对干大气的分析不一致,也与Murakami对湿大气的分析不一致。从而证实了谢义炳教授最近提出的空气温度对大气运动有重要影响的观点。同时,在假定基本气流U=0的情况下,对线性化扰动方程进行了频率分析,证实了上述尺度分析的结果是正确的。