全国各省市气象科技期刊文摘(18)

1黄河上游地面点源催化剂的扩散《气象科学》2003年第3期张加昆青海省气象科学研究所810001摘要应用高斯地面点源催化剂质点扩散模式,分层考虑风向、风速垂直变化和逆温层、混合层顶反射,模拟估算了多云天地面点源发生的碘化银质点在垂直方向上的扩散分布。结果表明:从地面到2km的范围内,12时以前碘化银质点基本能扩散到距地面2km的高度,但浓度极值约100L-1。14时以后其浓度极值能达到250L-1以上,从地面扩散到1km高度并进入低云云体的时间约25min,到达2km高度的时间约48min,其浓度能达到人工影响降水的需要。2农田生态系统大气硫沉降通量的…     

黄河上游地面点源催化剂的扩散

为研究黄河上游河曲段地面点源碘化银质点的垂直扩散范围，作者引用高斯地面点源催化剂质点扩散模式，分层考虑风向、风速垂直变化和逆温层、混合层顶反射，模拟估算了多云天地面点源发生的碘化银质点在垂直方向上的扩散分布。结果表明：从地面到2km的范围内，12h以前碘化银质点基本能扩散到距地面2km的高度，但浓度极值约100L^-1。14h以后其浓度极值能达到250L^-1以上，从地面扩散到1km高度并进入低云云体的时间约25min，到达2km高度的时间约48min，其浓度能达到人工影响降水的需要。     

西峡县设置地面燃烧炉的可行性及放置位置研究

根据西峡县1971-2000年的降水资料,12月一次年2月的月平均降水量不足20 mm.降水量偏少,为山区火灾埋下隐患.因此,利用地面燃烧炉实施人工增雨(雪)作业,可抑制森林火灾.西峡县冬季有降水时,桦树盘西南山坡盛行南一西南风,气流在耍荷关开始被山坡抬升,因此桦树盘海拔1424.89 m山顶处放置燃烧炉,沿山坡的上升气流可把碘化银烟粒送至云中-4℃以上高度,实现催化增雨(雪)目的.     

天山及周边地区空中水资源的稳定性及可开发性研究

本文利用天山及周边地区大气含水量序列的方差值和降水转化率,分析了天山地区空中水资源的稳定性和可开发性,结果表明：天山山区大气含水量的稳定性与大气含水量多少有密切关系,大气含水量低的地区,水资源稳定,而大气含水量高的地区,水资源不稳定。夏季是四季中方差最大的季节,稳定性较差;冬季是大气含水量方差最低的季节,特别是山区大气含水量稳定,秋季略高于春季。天山东部和西部地区的大气含水量方差明显要小,而中部地区的较大,这主要是由控制风带的强弱及水汽输送决定的。大气含水量的稳定性和海拔成反相关关系,这主要与水汽凝结的高度有关。地形高度变化和降水转化率密切相关,随海拔高度上升,降水转化率增大,降水转化率在2000m左右形成一个高值,天山山区年降水转化率最大,伊犁河谷冬季降水转化率最大。     

天山及周边地区空中水资源的稳定性及可开发性研究

利用天山及周边地区大气含水量序列的方差值和降水转化率,分析了天山地区空中水资源的稳定性和可开发性,结果表明：天山山区大气含水量的稳定性与大气含水量多少有密切关系,大气含水量低的地区,水资源稳定,而大气含水量高的地区,水资源不稳定。夏季是四季中方差最大的季节,稳定性较差;冬季是大气含水量方差最低的季节,特别是山区大气含水量稳定,秋季略高于春季。天山东部和西部地区的大气含水量方差明显要小,而中部地区较大,这主要是由控制风带的强弱及水汽输送决定的。大气含水量的稳定性和海拔成反相关关系,这主要与水汽凝结的高度有关。地形高度变化和降水转化率密切相关,随海拔高度上升,降水转化率增大,降水转化率在2000m左右形成一个高值,天山山区年降水转化率最大,伊犁河谷冬季降水转化率最大。     

气象条件对石家庄PM_(2.5)浓度的影响分析

利用2013~2014年石家庄逐小时PM2.5监测浓度与地面及探空等气象观测资料,从大气的垂直扩散、水平扩散和地面局地环流等方面,探讨气象条件对PM2.5浓度的定量影响关系。结果表明:(1)石家庄PM2.5浓度具有明显的日、月和季节变化特征,早晨08时前后PM2.5浓度最高,下午16时前后浓度最低;冬季PM2.5浓度最高,夏季最低;(2)2 a共出现485 d逆温,其中10~12月出现频率最多,达82.8%~86.2%,逆温致使低层大气垂直运动受阻,不利于污染物扩散;(3)大气混合层高度与PM2.5浓度呈反相关,PM2.5浓度75μg/m3(空气质量优良),对应大气混合层高度平均为1 448 m,而PM2.5浓度≥150μg/m3(空气重污染)的混合层高度降到878 m;(4)受地形影响,石家庄地面风与边界层附近风对污染物的影响明显不同:925 h Pa西南风、地面偏东风不利于污染物扩散;925 h Pa西北风、地面偏西风有利于污染物浓度降低。925 h Pa风速4 m/s、地面偏西风风速2 m/s、地面偏东风风速3 m/s,有利于污染物扩散;(5)降水对污染物有湿清除作用,清除量不仅与降水量有关,还与前期PM2.5浓度有关,且冬季降雪过程对PM2.5的清除作用是降雨的4倍。     

人工影响天气飞机播云作业有效催化范围的模拟评估

针对人工影响天气飞机播云作业效果评估需求,提出一种基于拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART-WRF的催化剂催化范围模拟评估方法.以典型催化剂碘化银为例,开发催化剂物理化学特性参数清单模块,结合飞机播云特点和模式源项特点,将飞机不规则线性播撒方式离散化为连续移动点源播撒方式,实现模式对飞机播云的模拟能力.通过对一次飞机播云作业的模拟试验,证实了模拟评估方法的可行性和有效性.     

对流云点源催化剂扩散模拟系统及应用

基于对流云云中催化剂扩散理论建立了一个适用对流云的云中点源催化剂扩散模拟系统,介绍了该系统的设计思想和应用情况.讨论了催化剂扩散与扩散时间、风速、湍流系数、垂直速度等因素的关系,得到以下结论:对流云中催化剂的扩散速度较快,几分钟后就能扩散到一个相对稳定的范围;风速和湍流系数越大水平扩散范围越大;在垂直方向上催化剂扩散主要集中在爆炸层高度之上附近的地方.这些研究结果可为对流云的增雨作业方案的确定提供科学依据,同时对增雨效果的评估也有意义.     

非轴对称对流云中点源爆炸（前倾梯度）催化剂的叠加浓度的计算方法

对流云，特别是强对流云就其生成条件和类型的不同，有的是输对称结构，有的是非轴对称结构。但无论对哪种结构的对流云进行人工影响作业时，每次都以不同射击组合形式发射几十发至上百发炮弹．这些炮弹在空中爆炸后就会形成众多的点源，而且每个点源在环境风场和湍流场的影响下互不干涉地扩散，这样在它们扩散的空间范围内必然会形成叠加的催化剂浓度场，但是高炮发射炮弹的射击组合有多种形式，本文仅在作轴对称对流云中点源爆炸催化剂扩散的基础上来探讨高炮以前倾梯度射击组合形式发射时多点源产生的催化剂叠加浓度场的计算方法，初步得到了对流云中点源的扩散规律和特点。     

混合层厚度、风速和稳定度对地面SO2浓度分布影响的数值试验

利用Euler平流扩散方程和K模式闭合方案的数值解,讨论了混合层厚度、风速和稳定度3因子对银川市冬季地面SO₂浓度分布的影响。结果表明,在极不稳定层结(A级)下混合层厚度增加250m时能使地面SO₂浓度减少40%～75%,而在稳定层结下混合层厚度增加200m时仅减少20%的浓度;而当混合层厚度和风速分别增加250m和3.8m·s^-1、层结由稳定(F)变为极端不稳定(A),并且当混合层最大厚度和最大风速分别限制在650m和4m·s^-1时,老城西部地面浓度减少了90%,稀释效应最显着。     

层状云中垂直线源的扩散问题

下投式飞机和火箭焰弹分散的催化剂一般都形成若干条垂直线源。该文利用湍流扩散的梯度输送理论,提出了层状云中垂直线源催化剂扩散的理论模式,并给出了顺风向和垂直于风向发射的多条线源催化剂浓度叠加效应的计算公式。     

层状云中垂直线源的扩散问题

下投式飞机和火箭焰弹分散的催化剂一般都形成若干条垂直线源。该文利用湍流扩散的梯度输送理论，提出了层状云中垂直线源催化剂扩散的理论模式，并给出了顺风向和垂直于风向发射的多条线源催化剂深度叠加效应的计算公式。     

多普勒天气雷达产品在人工增雨效果检验中的应用

利用湖南省境内的多普勒天气雷达探测资料,结合湖南省中小尺度地面降雨量资料,对催化作业前后日标云与对比云的多普勒天气雷达参数(回波顶高、最大反射率因子、垂直积分液态水含量、回波面积等)的变化特征进行对比分析.结果表明,催化后,目标云体雷达回波参数值均增大,约20～30 min后都能达到最强,而对比云增大率比目标云要小;作...     

Large-Eddy Simulation of air Pollution Dispersion in the Nocturnal Cloud-Topped Atmospheric Boundary Layer

Effects of stratocumulus clouds on the dispersion of contaminants are studied in the nocturnal atmospheric boundary layer. The study is based on a large-eddy simulation (LES) model with a bulk parametrization of clouds. Computations include Lagrangian calculations of atmospheric dispersion of a passive tracer released from point sources at various heights above the ground. The results obtained show that the vertical diffusion is non-Gaussian and depends on the location of a source in the boundary layer.     

对流云中点源爆炸催化剂的扩散问题

本文探讨了对流云中点源的扩散问题。在考虑了云中上升速度随高度变化的情况下求得了扩散方程的解。利用我国南方对流云探测的平均数据和点源所在的一般高度,计算了不同时间催化剂的扩散范围和浓度分布,并作了分析讨论,初步得到了对流云中点源的扩散规律和特点。     

94GHz云雷达回波及测云能力分析

重点利用英国的94 GHz Galileo测云雷达,结合35 GHz云雷达、地面雨滴谱仪、雨量计和探空资料等,分析了94 GHz 雷达的回波特征及测云能力。结果表明：（1）94 GHz云雷达能清楚反映出云及弱降水过程的云系结构变化和云内小尺度变化,可以探测到雾,雾的多普勒速度杂乱;（2）94 GHz云雷达区别于厘米波雷达的较显著的回波特征是层状云降水的0℃层亮带下面雷达反射率因子降低不明显或没有降低及0℃层亮带上面存在0℃层暗带,分别是因为雨滴较大及冰晶较大产生非瑞利散射引起的,暗带区域的宽度一般在600 m以下,暗带区域的许多冰晶聚合物最大尺度可超过3 mm,有些暗带区域的许多冰晶聚合物最大尺度可超过6.8 mm,多普勒速度及谱宽显著增大的地方是融化层顶;（3）与35 GHz测云雷达相比,由于衰减和非瑞利散射,降水时的94 GHz雷达反射率因子远小于35 GHz雷达反射率因子,使探测到的高云云顶高度偏低,但94 GHz云雷达抑制地物杂波的能力更高,在晴空低云探测方面具有优势。这些结果为中国正在研制的94 GHz云雷达回波可靠性分析提供了参考。94 GHz云雷达与其他探测手段结合,可揭示各种天气形成的物理机制,对天气预报、云物理的发展、人工影响天气、气候变化的研究均有重要意义。     

对流云中冰相过程的三维数值模拟——Ⅱ:繁生过程作用

在可压缩三维冷云数值模式里对冰晶繁生过程进行了参数化,显式考虑了过冷滴冻结破裂和Hallett-Mossop两个繁生机制,并对冰晶浓度进行了订正。对暖底孤立积云的模拟实例表明繁生作用对对流系统宏观特征没有显著改变,地面总降水略有增加,最大雨强增大且时间提前。繁生过程的主要作用是改变了云的微物理结构特征,使云中冰化时间提早,冰化程度大大加强,引起云上部增暖并抬高云顶。在所考虑的两个繁生机制中,冻结破裂繁生机制是引起微物理结构发生变化的主要过程。还对各冰相微物理过程的相对作用进行了分析。     

基于卫星和雷达资料的对流云团识别跟踪

强对流天气是福建汛期最主要的气象灾害之一,利用我国自主研制的风云系列气象卫星资料,结合天气雷达和自动站雨量资料,采用多阈值法、面积重叠法、统计法对福建省对流云团的识别、跟踪、未来3h短时降水预报等方法进行研究,在此基础上建立福建省对流云团卫星遥感监测预报业务软件系统。根据2015年5—9月福建省4次典型对流天气过程的业务试运行,结果表明该业务软件系统能准确识别跟踪对流云团的发生发展,对流云团移动过程的降水落区与地面气象观测的实际降水分布一致,对流云团最大降水量的预报准确率为61%,空报率为33%,漏报率为6%。研究成果对对流云团的监测和预报有较好的指导作用。     

估算模式 AERSCREEN的参数敏感性研究

《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2018）推荐的估算模式AERSCREEN在气象和地形资料的处理以及建筑物下洗等多个方面做了改进。利用估算模式AERSCREEN,针对30 m左右高度的点源,进行了不同排放参数、不同气象条件下最大落地浓度的敏感性试验。结果表明：随着烟气出口流速的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着波文比的变化,地面浓度最大值没有明显的变化;随着地面粗糙度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟气出口温度的增高,地面浓度最大值逐渐减小;当烟气温度为75℃,粗糙度达到1.3 m时,地面浓度达到最小;随着反照率的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟囱高度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;在各种烟囱高度条件下,随着最高环境温度的增高,地面浓度最大值逐渐增大;而在各种环境温度条件下,随着烟囱高度的增高,地面浓度最大值在逐渐减小;模式中,随着最低环境温度的增高,地面浓度最大值没有变化;但随着最小风速的增大,模拟得到的地面浓度最大值会逐渐减小。