城市面源SO2允许排放总量的网格分配方法

为了弥补A—P值法的不足，本文以A值法和SSIM模式为基础。提出了一种合理分配城市面源SO2允许排放总量的方法。该方法将A值法计算出的面源SO2允许排放总量作为一个约束条件放入SSIM（Source Strength Inversed Model）模式，调整该模式中各组源强的分担率，直至模式反演出的城市控制区各网格内的面源允许排放量之和与约束条件相等为止，此时模式输出的网格面源SO2允许排放量就是城市控制区内面源SO2允许排放总量的分配结果。应用该方法对石家庄市面源SO2允许排放总量进行网格分配，并采用美国工业源长期浓度复合模式（ISC3LT）对石家庄市SO2总量控制效果进行检验。结果表明：采用该方法分配面源SO2允许排放总量，可保证城市总量控制区内各网格上的SO2浓度值均满足国家标准。     

温室大棚小气候的热力—动力学分析

根据大棚的结构特点,利用简化的大气热力—动力学方程组,以分析和数值的方法,对大棚内温度的时空分布进行了分析。并以该模型下的解析解作为加热下大棚温度的初始场,通过对热传导方程的边界值和初始场的讨论,利用分离变量法给出了方程的简单解析解,并给出其在不同时刻的数值模拟。通过对解析解的进一步分析,得出了该模型达到定常状态的时间。这一模型可以为以后以动力学方法进一步研究小气候提供参考。     

均匀基流中非线性行波解的稳定性及其存在条件

本文利用地转动量近似＾「１」并结合行波解的方法,研究了均匀基本气流中的层结大气非线性波动,首先由绝热无磨擦的闭合方程组导得关于垂直Ｐ速度的单一变量的非线性方程,然后讨论了非线性方程解的稳定性,并求得近似的非线性方程的椭圆余弦波和孤立波解及其存在条件。     

三峡库区降水—径流关系及径流量预报模型研究

利用2000—2007年长江上游各分流域面雨量实测资料、雷达遥测面雨量资料以及各水文站的历史资料,对流域降水量、洪水传播时间、径流数据以及基流值进行了针对性处理;通过单日产流Pa+P—R(降水量加前期影响雨量—径流)分析和场次洪水总量Crr—P(a径流系数—前期影响雨量)分析,结合各分流域拟合效果及检验,研究了三峡库区降水—径流关系,证明采用雷达遥测的降水数据作为降水量输入来预报各分流域未来时段内产流量是最佳选择,由此建立了三峡库区径流量的预报模型。     

正压大气中地转偏差引起的非线性Rossby波

正压大气中的非线性波动的研究业已在60年代开始,70年代到80年代取得了丰硕的成果。在我国巢纪平等(1980)首先讨论了旋转大气中的正压Rossby椭圆余弦波。之后刘式适、黄思训等也做了大量的工作。特别是刘式适等,鉴于以前的工作多采用多尺度方法,比如约化摄动法,而这种方法中的G-M变换本身就意味着将要导出的结果。考虑到长波的弱非线性近似,将非线性项在平衡点附近展开为Taylor级数,求得了方程的非线性近似解。黄思训等认为应用展开法只能求得原方程的近似解,问题的解析解尚未找到。于是利用类似的模式导出了方程的解析解,且给出了存在非线性     

近共振热力强迫作用下多重平衡态的激发、建立和转换(一)——多重平衡态的渐近解

本文通过一个含有近共振热力强迫和耗散、基本流有常数切变的二层准地转β-平面纬向周期性窄通道斜压模式,运用多尺度方法导出一投影在T—X时空平面的、包含强迫波—自由波—自由波非线性相互作用的、关于定常热强迫波上扰动的偏微分方程组.借助奇异摄动法解析地求得了此方程组的平衡态渐近解.结果得到,在很大的参数范围内都可存在多重平衡态.     

大气污染物总量控制中气象控制条件的选取

利用多源模型计算大气环境容量,对污染物进行总量控制的关键在于控制条件的选取,而气象控制条件是所有控制条件中对计算结果影响最大的.本文利用上海市宝山区各污染源的排放资料和气象资料,使用ISC3模型,选用气象控制条件中的联合频率法和典型气象日法,对该区的污染物浓度分布进行计算,分析其不同的污染程度,比较两种方法的特点.     

一类非稳态热耦合方程组解的存在性

研究了一类椭圆抛物耦舍方程组解的存在性。在假设耦合系数σ（s）、k（s）∈W^1,m（R）,b∈[L^∞（Ω）]^2,c∈L^∞（Ω）且满足c-1/2△↓·b≥-（k1-α）λ1条件下,λ1这-△的第一特征值。α＞0.运用Faedo—Galerkin方法构造近似解,首先得出近似解在局部时间内存在,然后得出一些近似解的先验估计证明解可以延拓到区间[0,T],利用紧性定理得出解关于时间t和n无关。最后对逼近方程取极限,得出解整体存在。若耦合系数σ（s）、k（s）退化,构造其截断函数,仍可得出解存在且有界。     

资水流域柘桃区间中小河流域面雨量算法比较分析

为探国家气象信息中心多源融合格点降水实况产品在中小河流面雨量计算中的可行性,该文以湖南省资水流域柘桃区间为例,利用泰森多边形法、算术平均值法、克里金插值法以及国家气象信息中心多源融合格点降水实况产品,以2020年9月为代表,对4种方法计算的面雨量结果进行了比较分析。结果表明：（1）4种方法的计算结果相关性显著,均能较好反应出不同强度降水及不同子流域之间的差异。大多数情况下算术平均值法的结果偏大,多源融合格点实况法的结果偏小,插值法和泰森多边形法的结果介于二者之间。（2）当地面雨量站分布密集或降水空间分布均匀时,4种方法计算结果的标准差较小;当地面雨量站分布稀疏或降水空间分布不均时,4种方法的结果标准差较大,此时采用多源融合格点实况法比算术平均值法、泰森多边形法更合理可靠。（3）对于地形地貌复杂多变的山区,尤其是暴雨以上强降水天气,降水空间分布十分不均,多源融合格点实况产品对降水实际分布的反演可信度仍有待研究,计算面雨量时需要结合多种方法综合判断。实际计算中小河流域面雨量时,针对不同的子流域、不同的天气过程,应当根据天气系统及降水空间分布综合分析,合理利用多种方法才能准确把握面雨量的大小和可能的误差。     

在大气运动中考虑重力加速度空间变化的问题

给出了在旋转坐标系中考虑重力加速度g的空间变化的大气控制方程组,并证明了大气总质量和总能量的守恒性,以及和取常值g时得到的结果相一致的动、位能和动、内能之间的转换关系.还讨论了在球坐标系中应用方程组时可能出现的困难,给出了在高度近似下在该系中考虑g的空间变化的方案,它可以用来建立完全弹性的非静力模式.     

第2代大气污染物排放源强反演模式SSIM2及其在城市规划大气环境影响评价中的应用

建立了第2代大气污染物排放源强反演模式（SSIM2）,SSIM2由MM5模式提供气象背景场,先在目标浓度分布的基础上,应用确定大气容量A值法得到污染源强分布的初估场,然后应用多箱格大气平流扩散模式,反复计算污染浓度分布和订正污染源强估算场,直到计算范围内所有网格点上的浓度与目标浓度的偏差小于5％时,即可得到合适的大气污染源强分布。采用山西长治地区大气污染源清单对模式的验证表明,反演的大气污染源强分布与真实源强分布非常接近。SSIM2在天津市和苏州市的城市规划大气环境影响评价中,为城市新建开发区和城市污染源的规划布局提供了科学依据。     

大气中的三维非线性惯性重力内波

本文从三维非线性大气动力学方程组出发,在“相路法”的基础上,利用线性变换法,将非线性的三维问题化为非线性的二维问题,把非线性项在方程平衡点附近按泰勒(Taylor)级数展开到三阶,并且求解了非线性二维方程组,从而得到了三维非线性惯性重力内波的显式解析解。分析指出:对于非线性项取二阶,其解是由余弦波和椭圆余弦波叠加而成的。对于三阶情况,三维非线性的惯性重力内波满足变形的考特威—德佛里斯(MKDV)方程,在一定的条件下,其解由两个孤立波叠加而成。另外,还求出一个准确的隐式解。文中还分别讨论了各种解的动力学性质。     

层结大气中重力惯性波的非线性周期解

本文在动量无辐散近似下的层结大气中,考虑密度空间分布的不均匀性引入非线性项,并假设解为行波形式,得到了一个二阶非线性系统。应用本系统不仅可以得到刘式适等(1984)所得到的一切结果,而且可以证明一次近似系统存在周期解时,非线性系统也存在周期解,且避免了应用级数展开时所带来的一些数学问题。文中还讨论了非线性系统的一系列近似解。     

中平流层环流转型日期气候及异常特征

利用NCEP/NCAR北半球1958—1997年40a中平流层（10～70 hPa）逐日位势高度场再分析资料,计算出其余弦球函数～YC20的系数A20。根据A20稳定由负转正的日期,确定了中平流层各层环流由气旋型转换为反气旋型的日期。结果表明：1）由冬入夏,20 hPa环流最先由气旋型转换为反气旋型,平均为4月24日;6月17日向下传播到70hPa,历时54d,此时整个中平流层进入盛夏。2）50、70hPa环流转型日期具有明显的年代际变化特征。分析表明,50、70hPa环流转型日期与低纬平流层纬向风准两年振荡存在显著正相关关系。     

砧状积雨云发展的一个动力学分析

本文在考虑了水汽凝结的反馈影响后,用近似方法求出了积云动力学方程组的解。对解的一个数值计算表明:积云强烈的发展最后必然会使云顶出现砧状结构,从而发展成砧状积雨云。     

中国地区近地面太阳紫外辐射的分布及其对大气臭氧层破坏的响应

本文在充分考虑太阳紫外辐射在大气中传输的物理过程的基础上,引入局地地面气压、臭氧和地表反照率的时空变化,利用Delta-Eddington近似法计算了中国地区冬季(1月)和夏季(7月)晴天时地面太阳紫外辐射(0.290—0.400μm)和紫外B辐射(0.290—0.325μm)的分布,并进一步计算出臭氧总量减少5％、15％时紫外B的变化.结果指出,由于臭氧总量的减少,中国北部地区紫外B的增加比南部地区显著.平均而言,臭氧总量减少1％时,冬季紫外B将增加1％左右,夏季紫外B将增加0.6％—0.7％.     

中国近30a臭氧气候场特征

利用1979—2005年TOMS（total ozone mapping spectrometer）和2006—2007年OMI（ozone mo-nitoring instrument）的卫星观测资料,分析中国地区对流层臭氧含量（tropospheric ozone residue,TOR）、整层臭氧含量（total ozone,TO）的空间分布和季节变化特征,利用二项式加权平均法、Mann-Kendall突变检验法以及小波分析法分析南方典型地区广州臭氧序列的趋势、突变以及周期特征。结果表明,中国地区多年平均对流层臭氧柱含量为35.89DU,东中部地区高于西部,四川东部和重庆西部存在极高值区,青藏高原为极低值区;对流层臭氧夏季平均值最高,冬季最低,春季高于秋季。中国地区多年平均臭氧总量为298.61DU。臭氧总量随着纬度增大而增大,成带状分布,青藏高原为极低值区;臭氧总量春季平均值最大,秋季为最低。南方广州地区的对流层臭氧在1979—2007年之间存在明显的上升趋势,时间变率为0.38DU/（10a）;TOR时间序列在1997年发生突变,存在显著的1a及2a的周期。臭氧总量在1979—2007年之间存在明显的下降趋势,变化率为-2.1DU/（10a）;TO在1993年发生突变,存在显著的2a周期     

辽河水中PAHs的污染水平及源解析

在辽河的干支流选择12个例行监测断面,分别于2007年8月和11月采集水样,分析16种US EPA（美国环保署）优控多环芳烃（PAHs）的浓度变化。结果表明：辽河丰水期16种PAHs总量的浓度范围为216—848 ng/L,平均值为430 ng/L,枯水期16种PAHs总量的浓度范围为221—1360 ng/L,平均值为660 ng/L。特征指数表明,辽河水中PAHs主要来源于燃料的高温不完全燃烧,燃烧源为机动车、煤和生物质等。     

我国近20年太阳辐射时空分布状况模式评估

利用NCAR/PSU联合研发的第5代中尺度气象模式(MM5),结合最优插值方法,模拟获得高时空分辨率的我国太阳辐射分布特征。MM5模式模拟中采用敏感性分析方法挑选参数化方案,结合1975—1997年辐射日平均值资料验证模拟效果,采用最优插值方法优化辐射的模拟效果,并导入GIS平台进行统计分析。分析表明:最优插值后辐射模拟平均标准绝对误差由原来的24.4%下降到8.5%,平均标准偏差由20.6%下降到3.5%。模拟获得的全国平均年太阳辐射总量为5648.6 MJ·m~(-2),空间分布上,呈现以内蒙中西部—宁夏—甘肃西北部—四川西部—云南西北部为分界线的西高东低特征,分界线以西太阳辐射在6000 MJ·m~(-2)以上,东部以华北太阳辐射为最高;1975—1997年年太阳辐射总量呈现上升—下降—上升的变化趋势,1978年太阳辐射最高,1989年最低。此外,基于Arc GIS 8.3统计获得各省份平均年太阳辐射总量,对各省份太阳辐射丰富程度进行等级划分,统计结果表明:西藏、青海、新疆是太阳辐射最丰富的省份,其中,西藏平均年太阳辐射总量在6900MJ·m~(-2)以上。     

对流层中工业源低化学活性气体全球分布的简要模式

提出了一简要稳态扩散模式,描述来自工业源气体浓度的纬向分布,这些气体在对流层中的生命周期远大于它们在对流层中混合的特征时间。模式中考虑了气体传输性质与大气大尺度湍流规模的关系。模式的检验是通过对比大气中二氧化碳气体全球浓度场的计算值和观测值实现的。结果表明,气体浓度在接近北纬70—80°处达到最大值(当大气涡流尺度在1000km时),而工业源强度最大值分布在北纬50°附近。随着涡流尺度增加,工业源强度最大的地区的气体浓度下降,而该地区外浓度增加,浓度最大值移向北极。作为实例,计算得出羰基硫化物(平流层中本底硫酸气溶胶层主要由它形成)在北半球明显随纬度变化。