酸雨观测异常数据的试验分析和处理方法

本文就酸雨观测仪器在测量操作中出现的异常状态进行了试验和分析,且对校错电极常数、测温系统故障、“后测K值”3种异常状态,结合酸雨观测业务实践进行了试验、分析和讨论.推导出校错电极常数的电导率订正公式;制定了仪器测温系统故障的应急观测方案;指出“后测K值”会导致数据严重失真,测量中必须严格遵循“先测K值”规程;并建议在《酸雨观测业务规范》修订时,增加本文有关的分析和处理方法.     

江淮之间夏季雨滴谱特征分析

分析了2011—2013年夏季(6—8月)滁州地基雨滴谱观测资料,根据雨强及其随时间的变化将降水分成对流降水和层云降水,分析不同降水类型的雨滴谱特征。结果表明:滁州地区对流降水的质量加权直径D_m和标准化参数lgN_w的平均值分别为1.67 mm和3.91 mm^-1·m^-3,层云降水D_m和lgN_w的平均值分别为1.18 mm和3.57 mm^-1·m^-3,对流降水雨滴平均尺度更大。N_w相比Γ分布参数N₀能更好地反映总数浓度N_t的大小。Γ分布3参数均随雨强的增大而减小,当雨强增长到一定程度时,μ(谱型)和Λ(斜率)趋于常数。研究了μ-Λ关系和Z(反射率因子)-R(雨强)关系。对流降水和层云降水的Z-R关系分别为Z=408R^1.20和Z=301R^1.21。新的Z-R关系和经典Z-R关系(Z=300R^1.40)反演的雨强相比实际观测值均偏小,但新的Z-R关系反演的雨强与实际观测值更接近。     

线状中尺度对流系统内多个强降水单体的结构演变及闪电活动特征

利用多普勒雷达、SAFIR3000三维闪电定位系统和气象自动站等观测资料,以线状中尺度对流系统内多个γ中尺度强降水单体为研究对象,揭示了单体之间、单体与β中尺度线状对流系统的多种相互关系,设计多种雷达参量对单体的结构演变进行定量化描述,进一步建立了对流单体结构演变与闪电活动的相互关系。得到以下结论：（1）线状中尺度对流系统内顺义、房山、固安、宝坻对流单体分别造成了1 h降雨23、50、27、70 mm,在其演变过程中,顺义单体被另一个单体追逐、供给,房山单体包括2个更小单体的合并过程,而固安、宝坻单体的初生和发展与线状中尺度对流系统是被喂养、吞食的关系。（2）设计的雷达参量V₄₀（40 dBz强回波核的体积大小）、V_40UP-6（6 km高度以上40 dBz强回波核的体积大小）、S_ET11（回波顶在11 km处的回波范围大小）量化描述了单体的三维结构演变特征,F_ic（云闪频数）和F_cg（地闪频数）与上述雷达参量关系密切,如与V_40UP-6的相关系数为0.63—0.97;而F_ic比F_cg更敏感地呼应单体结构的变化。（3）固安单体在成熟阶段,主正电荷区（即辐射点最大密集区所处的地方）维持在较低位置,远低于其他单体在成熟阶段主正电荷区的高度。（4）在对流单体合并后,F_ic和F_cg增大且主正电荷区明显抬升、闪电频数陡增对应降水强度增大、闪电频数峰值超前于降雨强度极值等特征,对灾害天气的预警具有积极意义。     

雷电监测预警对雷击风险评估的影响分析

利用雷电监测设备预警雷电,以便于及时采取规避措施减免人员伤亡和经济损失,从而降低评估场所的雷击风险值。本文从这一角度出发,分析了雷电监测预警系统的应用,着重研究了采取预警措施后影响到的参数L_X及其取值方法,结合预警系统的命中率、漏报率,推导建立了风险评估计算公式。给出了安装预警设备后的风险评估流程图,归纳总结了重要场所安装预警设备后影响到的主要风险类型。并以某石化工厂为例,进行了实例应用分析和风险对比。为采取雷电监测预警措施的场所进行合理的雷击风险评估提供可借鉴的方法。     

酸雨观测仪器原理及常见故障判识

1酸雨观测仪器的基本原理PH计是用来测量溶液PH值的仪器,实验室常用的酸度计有雷磁25型、PHS-2型和PHS-3型等。酸雨观测仪器测PH值的方法是电位测定法,利用溶液的电化学性质测量氢离子浓度,以确定溶液酸碱度。氢离子浓度的负对数称为PH值。通常PH值为0～14。25℃中性水的PH值为7,PH值〈7的溶液为酸性,PH值〉7为碱性。     

近5年安徽酸雨站未知水样考核结果分析

通过对安徽省气象酸雨台站近5年参加中国气象局组织的未知水样考核结果统计分析,认为仪器电极换型,是2014年安徽酸雨站未知水样电导率考核质量下降的主要原因,用990型酸雨测定仪和铂黑电极测量电导率会产生较标准值偏大的系统误差;光亮型电导电极物理形状未变,其电极常数基本不变,通过标准液标定可以长期使用;为提高电导率测量质量,台站可以通过市购84.3或146.5μS·cm-1电导率标准液每年定期对仪器电极进行标定。对酸雨仪器设备的保障检定体系提出了建议。     

自动气象站数据错情分析与处理方法

自动气象站(以下简称自动站)是我国气象业务现代化建设的重要标志。自动站的建立减轻了观测员的劳动强度,提高了观测时效,同时也减少了因观测、计算、抄录报表等原因引起的错情。由于自动站从探测设备、处理方式工作流程等与人工观测相比有很大区别,其测报数据的错情也与人工观测有所不同。本文就自动站数据错情进行分析并提出防错措施。1自动站数据错情原因1.1观测员责任心不强主要表现在观测员班前不注意休息或接班后精神不振而出现迟测、漏测和缺报;在值班过程中做其他事情,当仪器发生故障和异常时未及时发现而造成的数据资料丢失、仪器…     

一次测报错情的反思

陕西省自２００３年以来已陆续实现了气象要
素的自动观测。观测仪器的自动化代替了以往的
人工观测方式,测报业务质量有了很大提高,而
测报错情的类型也与以往人工观测方式下的错情
有明显区别。陕西省汉台区曾发生一次测报错情,
在自动气象站错情中较具代表性。

     

江淮地区龙卷超级单体风暴及其环境参数分析

利用多普勒雷达探测资料和NCEP再分析资料,对2003—2010年发生在江淮地区的6个龙卷超级单体风暴及其环境参数进行了分析。研究表明：（1）龙卷超级单体风暴H_BASE平均为1.7 km,H_TOP平均为9.1 km;H多在风暴的下部,近于下部的1/4处。H_BASE平均值比江淮地区各种超级单体的平均值低得多,H_TOP则略低。（2）龙卷超级单体I_VIL平均为25.6 kg/m²,Z_MX平均为54.8 dBz。和江淮地区超级单体相比,龙卷I_VIL要小得多,而龙卷Z_MX略低。（3）龙卷超级单体的中气旋M_BASE、M_TOP和M_SHR平均值分别为1.2 km、3.9 km和14.4×10^-3s^-1,和江淮地区超级单体相比,龙卷M_BASE、M_TOP明显低,而M_SHR略高。（4）TVS参数最强时的V_AD在12—45 m/s,V_LLD多大于30 m/s,V_MXD多超过30 m/s,V_MXD的高度不低于0.8 km,T_DPT在2.4—6.4 km,T_BASE在0.7—1.5 km,T_TOP在2.3—6.4 km,T_MXSHR超过22×10^-3s^-1。TVS参数最强时间与龙卷实际时间基本吻合,平均相差4.2 min;平均而言,TVS出现后6 min有龙卷发生。（5）雷达推算的龙卷超级单体的0—6 km风垂直切变比江淮地区超级单体的风垂直切变平均值高15.2%;龙卷发生前I_CAPE平均为1752 J/kg,I_K为38℃,850 hPa到地面风切变平均超过12 m/s,850—500 hPa温差平均为23.7℃。龙卷发生前能量处在中等到强的状态,大气不稳定性较强,风垂直切变大。     

酸雨观测中pH测量负偏差来源

通过现场调查、实验室测试,对酸雨观测中发现的pH测量负偏差现象进行了验证和分析。现场个例调查发现,在正常保存、使用期限内的pH电极也有可能出现老化现象,老化的pH测量电极给出的pH测量结果为负偏差,其数量级与文献指出的在观测资料质量评估中发现的pH测量负偏差相吻合。实验室测试结果显示,老化的pH测量电极的测量负偏差与模拟雨水样品的电导率和pH值有关:电导率越小,pH测量偏差则越大;在电导率差别不大时,该负偏差大小与水样pH值呈现一定的正相关线性关系,且电导率越小时两者的线性斜率越大。经过综合分析,初步确认pH电极的老化是造成历史观测资料中pH测量负偏差的重要原因。根据分析结果,提出了在台站检测pH测量电极老化的替代性技术方法,以更好地保证酸雨观测数据质量。     

金沙大气本底站酸雨观测质量考核的质量控制

酸雨水样测量结果的准确性对于研究酸雨时空分布、治理和防治十分重要。湖北金沙大气本底站现用质量控制的极值法和比较法,无法保证酸雨观测数据的准确度。结合金沙大气本底站多年的考核工作情况,从酸雨样品考核的目的和评分标准、测量误差的分类、酸雨测量误差的来源等方面进行分析,提出酸雨测量的质量控制方法,有利于台站提高酸雨观测质量的提高。     

北京地区酸雨特征及影响因素

利用2003—2008年北京地区3个酸雨观测站(北京市观象台、昌平站、上甸子站)的酸雨观测资料并结合探空及大气成分资料,分析了近年来北京地区的酸雨变化特征,研究了不同气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明:2003—2008年降水平均pH值均小于5.6,且近6年来,降水pH值呈波动下降的趋势。北京地区夏、秋两季降水平均pH值及K值较春、冬季节低;pH值及K值随降水量的增大呈下降趋势,而强酸雨频率则随降水量的增大呈上升趋势;在偏南气流影响下,降水酸度增强且酸沉降量大,酸雨污染严重;当连续发生逆温状况时,酸雨出现频率增大;大气污染物SO_2,NO_2,PM_(2.5)的浓度与降水pH值成负相关关系,说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

无锡梅雨期湿沉降综合分析

利用2008—2014年梅雨期间酸雨观测资料及2014年6月16—27日降水个例加密采样资料,结合大气污染物资料分析了近7 a无锡梅雨期酸雨特征,研究降水过程中空气污染物、p H值、电导率的变化及降水对污染物的清除作用。结果表明:无锡市梅雨期酸雨年平均p H值呈现逐年递增趋势。降水过程中,颗粒物质量浓度显著降低;气体浓度变化受其自身日变化及排放源影响大于雨水的清除作用;样品的p H值、K值每个过程变化并不一致,K值变化与颗粒物质量浓度变化大致保持一致。降水、风对颗粒物质量浓度影响大于对气体浓度的影响。长时间连续降水时,降水对颗粒污染物的清除存在极限。小时雨量在0~0.5 mm时,降水对颗粒物浓度做负清除,其值反而略有增加;小时雨量在0.6~5.0 mm时,降水对颗粒物质量浓度做正清除;小时雨量达到5.1 mm及以上时,对PM_(2.5)和PM_(2.5-10)做正清除,对PM_(10)做负清除。降水对SO_2有稀释清除作用;对NO_2的稀释作用取决于其开始浓度值;对CO、O_3的清除作用不显著。     

2003-2007年日照市酸雨变化特征与成因研究

根据2003-2007年日照市酸雨观测资料和气象观测资料,统计分析了近年日照市降水pH值的年变化、季节变化和强度月变化等,探讨了酸雨的变化特征,并对酸雨成因进行了初步分析。结果表明：日照市酸雨发生频率为20％,降水pH最低值为4．37,属较强酸雨,最高值为7．12,年平均值呈下降趋势,酸性逐渐增强;酸雨发生频率按季节呈冬、春、夏、秋季递减,月变化也表现出一定的规律性,月平均值未在酸雨标准以内,ESE风向、稳定性云系和轻雾天气现象容易产生酸雨;酸雨的出现与日照市当地地形、工业布局、外来源和自然源等因素有密切关系。     

2003年—2007年日照市酸雨特征及成因分析

根据2003-2007年日照市酸雨观测资料和气象观测资料,统计分析了日照市降水pH值的年变化、季节变化和强度月变化等,探讨了酸雨的变化特征,并对成因进行了初步分析。结果表明：日照市酸雨发生频率为20％,降水pH最低值为4.37,属较强酸雨,最高值为7.12,年均值呈下降趋势,酸性逐渐增强,酸雨发生频率按季节呈冬、春、夏、秋季递减,月变化也表现出一定的规律性,月平均值未在酸雨标准以内,ESE风向、稳定性云系和轻雾天气现象容易产生酸雨,酸雨的出现与日照市当地地形、工业布局、外来源和自然源等因素有密切的关系。     

杭州市区酸性降水现状分析

我国酸雨主要发生在长江以南地区和西南地区,杭州是长江以南地区经常发生酸雨的城市之一。本文在单点降水酸度监测基础上,用一九八三年九个测点所监测的降水酸度资料,分析了杭州市区目前酸性降水的现状。初步得到一些有意义的结果。为今后进一步开展这方面工作提供参考。 1.资料来源及处理方法 根据杭州市城市布局的特点,我们在市区设置了八个降水采样点。工业区和风景区各一个(③、⑥),其它测点基本上属居住区和商业区(见图3)。同时还在市区远郊(35公里)富阳县中国水稻研究所试验场设了一个测点(⑨),进行对比监测。     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993~2004年的观测资料,研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。      

乌鲁木齐市酸雨特征及变化趋势

通过对乌鲁木齐市1991—2007年降水pH值、K值(电导率)以及相关的天气气候资料的处理,分析了酸雨特征和变化趋势。结果表明:pH平均值有逐年降低的趋势;从2000年开始K平均值呈下降趋势;降水pH平均值和K平均值具有明显的季节变化;供暖对pH平均值和K平均值造成很大的影响,是形成酸雨的重要因素之一。     

2007—2008年昆山市酸雨变化特征浅析

利用2007年4月至2009年3月昆山市气象站酸雨监测资料和气象观测资料,采用有关数理统计方法,对昆山酸雨特征进行了初步分析。结果表明：近两年昆山酸雨频率均超过80%,年均降水pH值低于4.70,为重酸雨区,其中2008年酸雨污染较2007年进一步加剧,酸雨频率季节分布趋势为：秋季大于冬季大于春季大于夏季。酸雨的强度与风向风速、降水量及霾等气象因子均有一定相关性。     

江西省酸雨变化特征及其与气象条件的关系

利用江西省气象部门12个酸雨监测站2007—2011年的观测资料,分析了江西省酸雨的时空分布特征。结果表明,近年来江西省酸雨污染总体上有缓和趋势。夏半年酸雨污染较轻,其中8月的污染最轻;冬半年酸雨污染较重,其中1月的污染最为严重。整个江西省都受到酸雨污染的威胁,但污染程度分布不均,江西中西部的吉安、宜春以及东北部的景德镇污染较为严重,江西中东部的鹰潭、上饶以及西部的萍乡污染较轻。通过对酸雨与气象条件的关系分析发现,江西省降雨的pH值随降雨量的增加先减小再增大,小雨、中雨和大雨的pH值较小,而暴雨和大暴雨的pH值较大。850 hPa层为北风(N)、东北偏北风(NNE)、东北风(NE)或东北偏东风(ENE)(总方向角为348.75°—78.75°)时,南昌降雨pH值较高,东南偏东风(ESE)时南昌降雨的pH值较低;850 hPa层为东风时赣州降雨的pH值较高,北风(N)时赣州降雨的pH值较低。