AMIP模式对大气经向质量输送的模拟评估

从描述南、北半球间大气经向质量传输的角度人手,考察IPCC第4次评估报告提供的8个AMIP大气环流模式对越赤道质量通量输送的模拟性能。结果表明:NCAR、MPI和UKMO模式模拟出的越赤道整层大气质量通量与观测大体相一致;MIROC3模拟的整层大气质量通量年循环与观测结果相去甚远,尤其在夏季模拟出较强的虚假向北大气质量输送;IAP模拟的整层大气质量通量年循环方向与观测结果在7个月份中相反;把垂直大气分为4层.各模式对700 hPa以下(I_1)和300-70 hPa(I_3)两层质量通量的模拟能力普遍较好;对700-300 hPa层(I_2)质量通量模拟结果偏差较大;除MIROC3外,其余模式基本能够模拟出70-10 hPa(I_4)大气质量通量的季节变化.显然,不仅南、北半球间大气存在质量交换,越过其他纬度同样存在着经向大气质量输送,无论冬季、夏季还是年平均,各模式对越过其他纬度(60°S-60°N)经向大气质量输送的模拟结果与观测差异明显。整体权衡,UKMO_HADGEMl在模拟越赤道大气质量通量方面表现突出,MPI_ECHAM5模式优势较明显;NCAR、GISS和GFDL 3个模式在某些压力层内具有较好的模拟水平;MIROC模式对整层、700-300 hPa层的模拟能力较低,而对700 hPa以下层和300-70 hPa层的模拟水平较高;IAP_FGOALS和CNRM模式在模拟越赤道大气质量通量方面存在一定的不足.     

质量守恒律在国家气候中心气候谱模式中的应用

概述了在国家气侯中心气侯谱模式中,引入参考大气和大气质量守恒律,消除了原模式由于模式大气质量不守恒引起的气候漂移计算误差,改进了气候模拟,提高了预报精度.     

美国国家环保局现行大气质量模式的特点和应用

现在,大气质量模式已成为美国环保机构实施大气质量管理的重要组成部分。本文介绍了美国国家环保局在《空气质量模式指南》和《大气污染应用模式用户网(UNAMAP)》中发布和推荐的有关模式的特点与应用。     

参考大气和大气质量守恒格式对气候模式月预报效果的改进试验

为了考查参考大气和大气质量守恒格式对气候谱模式月预报的改进能力,我们在国家气候中心气候谱模式中引入了这两个方案,选取了两个个例进行验证。对不同方案的月平均预报结果与实况进行了比较,并讨论了不同方案对高度场距平相关系数和均方根误差的影响。本文个例试验结果表明,这两个方案对月平均预报结果均有改进,参考大气方案的改进比大气质量守恒方案更为明显。     

城市大气污染物扩散模拟系统开发

简单介绍了一个应用于复杂地形，下垫面条件下的中尺度大气污染物扩散模式的开发和利用；并为城市大气质量数值模拟和预测的实施，以兰州为例进行了初步的理想数值试验，其结果将对改进模式和城市污染源描述提供依据并积累经验，同时这也是最终形成城市大气质量预测系统的前期工作。     

CMIP6模式大气中南北半球际涛动的季节循环

利用1958—2014年47个CMIP6模式输出资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了模式大气中南北涛动(InterHemispheric Oscillation,IHO)的季节变化特征,且评估了CMIP6对IHO季节特征的模拟能力。结果表明:47个CMIP6模式都能模拟出IHO的季节演变特征,但模式间存在一定差异。通过比较,筛选出模拟IHO季节循环较好的16个模式,它们能成功模拟出半球大气质量的时间演变和空间结构。进一步分析表明,水汽对IHO季节变化有抵消作用且半球内部水汽质量变化可驱动越赤道质量流的产生;地表净短波辐射夏高冬低,其加热造成的水汽蒸发在水汽质量变化中起到重要作用;地表净长波辐射在春秋变化幅度较大,与大气质量逐月变化吻合。对比再分析资料表明,CMIP6模式模拟的半球大气质量的峰谷值变化有明显的月份偏差,且CMIP6模式模拟的地表气压异常值的偏差主要出现在北太平洋、欧亚大陆、南半球中纬度地区和两极极区,模拟的南北半球的蒸发和降水量、赤道风场、地表净长波和短波辐射通量等均存在明显的偏差。     

秋季大气质量海陆间迁移与南北涛动年际变化不同位相配置及其对中国气温异常的影响

利用NCEP/NCAR逐月再分析资料,通过构建秋季欧亚大陆-太平洋区域的大气质量海陆间迁移(MAMLO)指数和大气质量南北涛动(IHO)指数,对大气质量海陆间迁移和南北涛动的不同位相配置下环流特征及其对中国秋季气温的影响进行了研究。结果表明,大气质量海陆间迁移与南北涛动指数相关系数仅为-0.06,二者在统计学意义上相互独立。二者存在4种位相配置类型,即大气质量海陆间迁移和南北涛动均为正位相(第Ⅰ类配置);大气质量海陆间迁移和南北涛动均为负位相(第Ⅱ类配置);大气质量海陆间迁移为正位相而南北涛动为负位相(第Ⅲ类配置);大气质量海陆间迁移为负位相而南北涛动为正位相(第Ⅳ类配置)。大气质量海陆间迁移和南北涛动呈现不同位相配置类型时,大气质量的重新分布造成了不同的地表气压场分布并显著地影响到了中国北方地区秋季气温异常分布。当二者为第Ⅰ类配置时,南北涛动削弱北太平洋地区大气质量的负异常,减弱了该区域的异常低压,增强欧亚地区大气质量正异常并加强了欧亚地区的地面高压环流,共同造成中国秋季气温异常成东西反位相型分布,东部暖而西部冷;当二者为第Ⅱ类配置时,南北涛动削弱欧亚大陆大气质量的正异常,增强北太平洋地区大气质量负异常。此时大气质量海陆间迁移和南北涛动通过影响地表风场使得气温异常成全国一致型分布,全区偏暖;而第Ⅲ类配置与第Ⅰ类配置对气温的影响类似,但为东部冷而西部暖,第Ⅳ类配置与第Ⅱ类配置的影响类似。这些表明大气质量海陆间迁移对秋季欧亚地区气温异常起到主要作用,而南北涛动则在大气质量海陆间迁移影响中国北方气温异常分布中起到干扰作用。这些结果对深刻认识秋季大气环流变化机理及中国北方乃至欧亚地区秋季气温异常具有重要意义。     

区域大气质量评价数值模式系统的建立及试用

区域大气质量评价数值模式系统是以CALPUFF的应用开发为核心,根据陕西省的实际情况和大气环境业务服务需求,利用预报实时业务的网络环境,通过VB6.0编程,建立了一个具有自动数据处理、操作简便、比较实用的区域大气质量评价数值模式系统平台。依据2004年1月1日至12月31日的气象资料及源排放清单,对某工程的5个拟建地进行了大气质量数值模拟评价分析。结果表明,5地日均浓度超标的概率分别为27%、11%、5%、3%、8%。年平均浓度5地中3地未出现超负荷浓度值,满足2级标准要求,其他2地出现超负荷浓度值。其中一地污染超标最重,其可能原因是由于山体的影响,山谷中低层水平风速相对较小,不利于污染物的水平扩散,同时易形成地形山谷风次级环流,次级环流的存在把输送出去的污染物带回原地,形成二次污染。     

北半球大气质量的平均月际变化

本文根据1930-1939年间北半球逐月海平面平均气压图,计算逐月之间南北两半球大气质量的输送,以及北半球海洋区与大陆区之间的大气质量输送。本文获得以下几点主要的认识: (1)每年自1月至7月北半球的大气质量逐渐减少,自7月至1月则逐渐增加,半年增减的总质量约为10.3×10~(18)克,但半年增加与半年减少期中增减的速度并不一致。 (2)5—6月与10—11月两半球之间的大气质量输送最为强烈。 (3)两半球之间的质量输送一般大于北半球海陆区之间的质量输送。 (4)两半球之间的质量输送主要决定于亚欧大陆区逐月间的大气质量变化。 (5)亚洲区与太平洋区月际大气质量变化异常时,对我国月平均温度距平分布及水旱区域分布有明显的影响。     

北半球夏季亚洲—北太平洋间大气质量迁移规律及其与气候异常的联系

通过构建海陆间大气质量迁移(MAMLO,Migration of Atmospheric Mass over regions between Lands and Oceans)指数,对北半球夏季亚洲—北太平洋上空大气质量的迁移规律及其与气候异常的联系进行了研究。结果表明:在北半球中高纬亚洲大陆和中低纬北太平洋上空异常大气质量呈现反相变化。夏季MAMLO指数总体呈缓慢下降的趋势,同时还具有准3 a振荡周期以及显著的年代际变化特征。亚洲大陆中高纬地表气压变化与北太平洋低纬气压变化的反相关关系主要归因于:异常大气质量环流;海陆异常加热对比;Rossby波能传播。MAMLO与欧亚、太平洋地区夏季气候异常关系密切,尤其在中国地区。MAMLO为正(负)时,中国大体呈现出北方降水偏多(偏少)南方降水偏少(偏多)、北方偏冷(偏暖)南方偏暖(偏冷)的空间分布。     

广西桂林市大气环境质量特点和污染物弥散过程的研究

桂林市是国家级自然风最游览区,要求空气新鲜清洁,达到国家大气环境质量一级标准。本文从桂林市环境质量现状出发,着重研究污染物在桂林岩溶盆地中弥散的基本规律,并根据现有大气质量模式进行计算和介绍,探求桂林市大气环境质量提高到和保持国家大气环境质量一级标准的途径。      

季风及季风与西风带相互关系的数值模拟研究

利用中国科学院大气物理研究所九层大气环流模式积分20年,分析其对季风的模拟能力并探寻季风与西风带的相互关系.模式计算得到的全球广义季风区的分布和大气质量的跨纬圈输送,与由实测资料算得的结果十分接近;行星热对流环流和地表特性差异对大气质量跨纬圈传输的功效比夏季约为1.8:1,冬季为2.2:2,此值也与实测十分接近;模拟结果还发现西风带和热带的降水性质有着本质差别,前者与风暴轴有关,为大尺度抬升凝结降水,后者受控于大气层结,为对流性降水;西风带和季风降水都受两半球副热带辐散源的驱动影响,冬季风加强北半球的西风带,进而加强西风带降水,夏季风则削弱北半球西风带和其降水;起自南半球的两支夏季风气流在印度洋和南亚一带同位相叠加,引发强大的亚-澳夏季风,并伴有最强的降水中心,而冬季风会在西太平洋暖池形成一对南北对称的辐合中心,并形成冬季最强的降水中心.     

两种积云对流参数化方案对1998年区域气候季节变化模拟的影响研究

利用区域气候模式RegCM3,选择Kuo-Anthes积云对流参数化方案和基于FC80假设的Grell积云对流参数化方案,对1998年东亚气候分别进行年尺度模拟,模拟结果对比分析表明:在春、夏季转换时期, 两者模拟的降水形势差别较大, 对江淮、中南和华南地区的夏季降水量模拟差别最为明显。对流层上层模式变量和模式大气质量对积云对流参数化方案的选择不敏感, 而对流层中、下层模式变量对积云对流参数化方案比较敏感。不同积云对流参数化方案对8天时间尺度的天气系统模拟差别比较大。在积云对流比较活跃的夏季,不同参数化方案会导致模式大气出现不同的系统性偏差。由于模式在陡峭地形处动力过程计算方案存在缺陷,在高原与盆地的交界处,模式误差会产生明显的突变。     

环境大气质量变化对社会的影响

一、环境大气质量变化今昔 随着人类社会的发展,人类活动的增多,致使影响大气质量的人为因素与日剧增。工农业生产和日常生活排放的废气,加上农业开发和化肥、农药的大量使用,把大     

平流层大气质量环流脉冲事件与北半球冬季大陆尺度寒潮低温的次季节尺度预测

次季节预测是无缝隙天气预报气候预测业务的重要环节和难点所在,丰富次季节尺度预报因子、提高次季节尺度预测水平对防灾减灾工作的决策部署具有重要意义和显著价值。本文着重介绍了北半球冬季大陆尺度寒潮低温事件的次季节尺度预测新因子——平流层大气质量环流脉冲事件。平流层大气质量环流脉冲指数具有一定的次季节尺度可预测性,与逐个大范围极端温度事件存在物理联系,实时计算可行,可搭建以平流层大气质量环流变率为基础、以北半球中纬度地区冬季低温灾害次季节尺度预测为目标的动力-统计预测模型。     

杭州市大气质量状况

本文利用1987年12月杭州市半山工业区环境评价中监测的二氧化硫、氮氧化物及一氧化碳三种大气污染物浓度资料,按上海大气质量指数法,评价分析了杭州市区四个功能区大气质量状况。结果表明,西湖风景区大气污染严重,混合区和工业区次之,农业区最好。     

山区复杂地形上区域大气质量模式的试验研究

由于复杂地形上的气流多变，所以，进行区域空气质量模拟是比较困难的。根据大气污染总量控制和环境规划的需要，发展了一种可适用于山谷城市的大气质量模式，该模式的主要特点；（１）采用目前尚少的复杂地形上的三维边界层模式作为大气扩散模式所需城三维边界层要素场；（２）用复杂地形上的三维以模式和斯扩散氏架源（包括面源）和主架源所造在的地面ＳＯ２浓度，然后将两者的模拟浓度在相应网各上叠加。验证结果表明，该混合模式     

江西省“中国天然氧吧”气候资源与创建条件分析

利用江西省1974—2016年气象资料和2016年空气负氧离子、环境空气质量、断面出境水质等监测资料,重点分析了全省旅游气候要素、大气质量、水质状况的时空分布特征,采用天然氧吧评价指标(T/CMSA0002—2017),对江西省"中国天然氧吧"创建条件进行了评估。结果表明,江西北部、中部、东部和南部区域空气负(氧)离子浓度等级均在6—7级,环境空气质量达标率在92%以上,空气质量、出境水质均达到国家Ⅱ类以上标准,旅游资源丰富,交通便利、设施配套完善,综合指标评分高,符合天然氧吧的评价标准。     

全球大气角动量变化的比较分析

利用日本气象局ＧＳＭ９６０３大气数值模式和客观分析资料以及美国环境预报中心大气再分析数据研究比较全球大气角动量变化。分析表明，三者大气质量再分布角动量东经９０°Ｅ分量的符合程度要好于格林威治方向的分量；而且ＧＳＭ９６０３对大气轴向相对角动量季节变化的强度模拟与其他两者一致，并明显优于第一阶段 ＡＭＩＰ ２３个大气环流模式的平均模拟结果。另外，ＧＳＭ９６０３大气相对角动量的年际变化基本显示了厄尔尼诺变化的主要历程。     

中等工业城市大气环境的综合研究

本文系“六五”国家科技攻关项目《常州市经济发展对环境影响预测及环境保护对策研究》大气课题的综合论述。在外场试验的基础上,评价大气环境现状,分析空气污染气象特征,建立适用于平原地区中等工业城市的空气质量模式,合理选用参数,并用实测数据进行严密验证。应用模式,根据经济发展、城市发展规划和能源预测研究,预测1990年与2000年常州市的大气环境质量,并提出多种综合防治对策,定量地评估其环境效益。我们结合应用研究的需要,对大气环境容量理论,大气质量预测方法,污染气象参数和环境效益计算方法等一系列基础性问题,进行了有益的探索研究。