积云对二氧化硫和硫酸盐气溶胶作用的研究

利用一个冰雹云模式与云化学模式耦合而成的二维积云化学模式,研究对流云的输送、微物理转化、云内化学过程、湿清除对SO2及硫酸盐气溶胶的作用。云化学模式的结果表明,由于SO2在向上输送的过程中可溶解于云水和雨水中,从而阻止了SO2向上部的转移,因此对气相SO2来说,云的输送是一个相当无效的过程,而液相清除起主要作用。硫酸盐气溶胶的收支分析表明,降水清除了1.67 mol的SO2-4,占气溶胶总量的64%,其中液态降水清除了0.72 mol,固态降水清除了0.95 mol,说明了冰相过程在硫沉降中的重要性。     

用积云数值模式估算和分析梅雨锋降水

本文根据梅雨锋上中尺度或中间尺度积雨云团的某些基本特征,参照胡志晋积云模式和徐华英积云模式以及国内外有关文献,对积云的动力学微物理学联立方程组等作了选择、简化与调整,初步调试出一个一维半非常定简化暖积云数值模式。将南京1982年7月18—21日及徐州1982年7月21—24日的特性层探空资料输入本文云模式进行了数值试验,得到模式云内的垂直气流、温度、比湿、云水量、雨水量、雨滴数密度、雨滴半径、雨滴落速等特征量的高度分布及其随时间的变化。据此探讨了梅雨期降水性云的演变过程及其宏、微观结构的主要特征,初步探讨了用模式云的雨量、雨强来估算梅雨锋降水的雨量和雨强的可能性。     

太行山东部两次典型酸雨天气过程对比分析

针对太行山东部地区2008年4月出现的2次酸雨天气过程,利用表征大气热力和动力学物理量对其进行分析,结果表明:弱酸雨天气太行山区为强盛的上升运动所控制,上升运动可达200 hPa,致酸污染物可通过垂直运动向外扩散。强酸雨天气中低层为下沉运动,抑制了污染物的扩散。强酸雨区域处于850 hPa全风速的最大值轴线的右前方,该处为下沉气流控制,不利于致酸污染物的扩散。两次酸雨过程低层均为对流性不稳定,但强酸雨日假相当位温垂直变率明显小于弱酸雨日垂直变率,且中高层与弱酸雨日相比为稳定性层结。     

上海梅雨季节云水和雨水的化学组分分析

1986年6—7月梅雨季节在上海进行了云水和地面雨水的pH值测量和化学组分分析，结果表明:上海酸雨属于硫酸型酸雨；雨水酸度与其化学组分有关，pH≥6的云、雨水中含有大量的Ca2+离子浓度，而pH＜5的云、雨水中有大量的SO2-4离子浓度；As雨水的酸化以云下冲刷过程为主；Ns雨水的酸度可能主要决定于云内雨除过程，NS云内云水的酸化过程，不仅受向上输送局地污染物的影响，而且受平流输送外来污染物的影响。     

三种不同的机制对硫化物清除的贡献

本文分析讲座了成核、氧化和云下清除过程对硫酸盐清除的相对贡献。结果表明,成核和氧化过程对硫酸盐的清除作用一般在95％以上;而当云内硫酸盐浓度较小,云底以下浓度较大时,云下冲刷作用才较明显。     

雨雪对大气中硝酸蒸气的清除作用

本文在一些近似条件下推导出雨和雪对大气中HNO_3蒸气的湿清除系数,它们可代表有弱上升气流的大雨带或锋面系统中的平均清除,因此可用于区域模式或中尺度模式中。这些系数与冬季降水采样的离子成分观测一致,表明雪对HNO_3蒸气的清除比雨更有效。     

中国西南典型地区酸雨形成过程研究

本文根据云水和雨水化学特性的观测和雨水酸化模式的模拟计算，研究了中国西南地区酸雨的形成过程。结果表明:在重庆和贵阳等重污染城市，云下过程对雨水的酸化起主要作用，在污染较轻的中小城镇和乡村地区，雨水酸度主要决定于云内过程。 但是云下过程对雨水中的主要酸碱离子浓度都有不可忽视的明显影响。雨水的酸化主要是由于SO2与H2O2和O3的氧化，气溶胶起较弱的缓冲碱化作用。在重庆和贵阳等地，当地SO2浓度已高达饱和，其值增减50％，都不会对该地雨水酸度有明显影响，起控制作用的是氧化剂浓度。     

同时考虑可逆与不可逆吸收的雨水酸化和冲刷的数值实验

同时考虑可逆与不可逆吸收的雨水酸化和冲刷的数值实验周斌斌，徐家骝，莫天麟（上海城市建设学院环境工程系，２０００９２）（南京大学大气科学系，２１０００８）云中清除（ｒａｉｎｏｕｔ）和雨水清除（ｗａｓｈｏｕｔ）是两种重要的污染物冲刷机制。在这两种过程中，...     

AgI焰剂对层状云催化的数值模拟

使用包含详细微物理过程的一维层状云全分档模式,并加入AgI焰剂催化方案,对2007年吉林省长春市一次层状云降水过程进行AgI播撒试验。分别选取云内过冷水含量峰值区(4000 m)、最大冰面过饱和度区(5000 m)和低温度区(5500 m)作为播撒试验区,播撒时间选择云体未充分发展阶段和充分发展阶段。结果显示,在同等播撒剂量下,地面降水对云内AgI播撒高度较为敏感。ST2方案模拟400 min后地面累计降水量增加10.4%。同等条件下,播撒时间越早,催化效果越佳。在充分发展的云体内播撒AgI焰剂,40 min后云内过冷水含水量减少70%以上,表明云内过冷水消耗量与地面雨强增加量之间具有良好的正相关性。4种播撒方案均显示,云内AgI主要靠凝华核化机制产生冰晶,而接触核化机制对AgI核化过程贡献较小。与未催化云体相比,催化后云内冰晶粒子总凝华速率增加明显。同时,地面雨强增加,最大雷达回波强度减小。地面水滴粒子谱分布显示,相比于未播撒时,各播撒方案均使直径400 μm左右的水滴粒子浓度增加1个数量级以上,而水滴粒子谱宽均略有下降,这表明AgI播撒后主要通过增加可降水粒子数量来影响地面降水强度和累计雨量,而对降水粒子谱型拓宽的贡献有限。     

AgI焰剂对层状云催化的数值模拟研究

使用包含详细微物理过程的一维层状云全分档模式,并加入AgI焰剂催化方案,对2007年吉林省长春市一次层状云降水过程进行AgI播撒试验。分别选取云内过冷水含量峰值区(4000m)、最大冰面过饱和度区(5000m)和低温度区(5500m)作为播撒试验区,播撒时间选择云体未充分发展阶段和充分发展阶段。结果显示,在同等播撒剂量下,地面降水对云内AgI播撒高度较为敏感。ST2方案模拟400min后地面累计降水量增加10.4%。同等条件下,播撒时间越早,催化效果越佳。在充分发展的云体内播撒AgI焰剂,40min后云内过冷水含水量减少70%以上,表明云内过冷水消耗量与地面雨强增加量之间具有良好的正相关性。4种播撒方案均显示,云内AgI主要靠凝华核化机制产生冰晶,而接触核化机制对AgI核化过程贡献较小。与未催化云体相比,催化后云内冰晶粒子总凝华速率增加明显。同时,地面雨强增加,最大雷达回波强度减小。地面水滴粒子谱分布显示,相比于未播撒时,各播撒方案均使直径400μm左右的水滴粒子浓度增加1个数量级以上,而水滴粒子谱宽均略有下降,这表明AgI播撒后主要通过增加可降水粒子数量来影响地面降水强度和累计雨量,而对降水粒子谱型拓宽的贡献有限。     

凝结潜热对锋生的影响

本文在二维半地转峰生模式中，考虑了水汽凝结加热和边界层抽吸作用对锋生及越锋环流的影响。水汽凝结加热考虑了大尺度凝结加热和对流凝结加热两种方式。计算结果表明：水汽凝结加热和边界层抽吸对峰区环流具有显著的作用，凝结加热使锋生加快，使锋区上升运动倍增，并使其水平尺度明显减少。边界层抽吸作用也使垂直环流加强。现在     

NUMERICAL SIMULATION ON ACIDIFICATION OF CLOUD WATER

The numerical simulation on the acidification of cloud water has been carried out withthe assumption that the cloud droplets forming on the sulfuric acid, sulfate and nitrate nucleidissolve acidic and alkaline gases and achieve a gas-liquid equilibrium in a very short time. The resultshows that the acidification of cloud water is not only related to the initial concentration ofacidic, alkaline gases and aerosol of cloud air, but also to the cloud water content.     

暴雨环境场非线性扰动特征

本文着重讨论大尺度运动中常被略而不计的非线性流场扰动和温湿场扰动的作用。为此选择三个不同类型的暴雨个例,分析表明需要重视非科氏力场中运动的特性,它表现出旋转流体自身的涡度场和散度场之间的相互作用引起暴雨系统的急剧变化。其次,环境场的层结稳定度水平扰动与垂直运动场的非线性相互作用也会激发出次级环流,促使暴雨过程发展。      

东亚地区凝结加热的中期变动与西太平洋副高准双周振荡的关系

本文用ECMEF/WMO的2.5°×2.5°网格点资料对1980—1983年夏季月份的12次西太平洋副高中期进退过程进行了合成。用此合成场计算不东亚地区的凝结加热率,讨论了凝结加热的分布及其中期变动规律,以及其与西太平洋副高进退的关系。分析表明,由于热带西南季风气流涌入我国大陆引起的大陆东部地区凝结加热的变动是西太平洋副高进退的最直接动力,它是这一地区的加热场与东亚季风环流系统内部各成员之间的相互反馈过程中相互影响、相互制约的必然结果。      

天气尺度系统稳定性结构、相路特征的分岔及热源时间振荡影响问题的探讨

本文研究了有关天气系统突变的非线性因子的影响效应,指出环境大尺度基本流场的平流输送及不同尺度系统的能量转换可能对天气尺度系统异变起了重要作用;由大气扰动偏离与趋于平衡态的过程,看出扰动发展与衰减的速率与平流输送、不同尺度能量转换的非线性作用有关,还研究了扰动稳定性结构与相路特征的分岔问题和热源对扰动解的影响效应,揭示出热源时间振荡与大气扰动存在着非线性的相关,可能导致扰动的突变。     

STUDY ON THE STABILITY STRUCTURE OF SYNOPTIC SCALE SYSTEMS,THE BIFURCATION OF PHASE PATH CHARACTERISTICS AND THE INFLUENCE OF THE TIME-OSCILLATION OF HEAT SOURCE

This paper discusses the stability structure and the bifurcation of phase path characteristics of synoptic scale system.The analytic results show that the catastrophe of the synoptic scale disturbance may be caused by the nonlinear effects of barotropic and baroclinic instability and advection of ambient large-scale flow.Also,foregoing nonlinear effects on the speed of development and decay of the system are presented in the processes deviating from or approaching to equilibrium state.It has been found that there is a resonance phenomenon between the time-oscillation of heat source and the atmospheric disturbance.     

非绝热加热对热带气旋非对称结构影响的数值试验

利用含非绝热加热强迫的正压涡度方程。将非绝热加热作适当的参数化处理。对初始对称 热带气旋作了一系列数值试验,结果表明：不仅β项、平流项在热带气旋非对称结构的形成中有重要作用,而且非绝热加热对热带气旋的非对称结构亦有重要影响,从而验证了非绝热加热是热带气旋非对称结构形成的一种可能机制的结论。     

ENSO事件对中国南方冬春季气温的影响

本文分析了赤道东太平洋水温对中国南方冬春季气温的影响,讨论了这种影响的可能物理过程。结果表明,中国南方冬春季节,在El Niño年当年多偏暖天气,在反El Niño年当年多偏冷天气。同时指出,这种影响可能是通过赤道东太平洋海洋对大气的异常加热、对北半球冬季Hadley环流和中纬度西风环流型的影响来实现的。      

Impact of cloud dynamics on tropospheric chemistry: Advances in modeling the interactions between microphysical and chemical processes

A chemical module describing the tropospheric photochemistry of ozone precursors in both gaseous and aqueous phases for a remote continental atmosphere has been developed within the framework of a two-dimensional cloud model. Dynamical, microphysical and chemical processes are fully interacting in order to study the influence of clouds on ozone chemistry and to quantify the relative importance of the different processes on the budget and evolution of 12 chemical species. Whereas the concentrations of highly soluble species are strongly affected by evaporation and sedimentation, less soluble species are affected primarily by accretion. The model reproduces previously observed chemical phenomena such as the enrichment of formic acid at the top of the cloud.