Enhanced modeling of latent heat flux from urban surfaces in the Noah/single-layer urban canopy coupled model

The numerical modeling of the impacts of urban buildings in mesoscale meteorological models has gradually improved in recent years. Correctly representing the latent heat flux from urban surfaces is a key issue in urban land-atmosphere coupling studies but is a common weakness in current urban canopy models. Using the surface energy balance data at a height of 140 m from a 325 m meteorological tower in Beijing, we conducted a 1-year continuous off-line simulation by using a coupled land surface model and a single-layer urban canopy model and found that this model has a relatively large systematic error for simulated latent heat flux. To improve the numerical method for modeling latent heat flux from urban surfaces, we combined observational analysis and urban land surface model to derive an oasis effect coefficient for urban green areas; to develop a temporal variation formula for water availability in urban impervious surfaces; and to specify a diurnal profile and the maximum values of anthropogenic latent heat release for four seasons. These results are directly incorporated into the urban land surface model to improve model performance. In addition, this method serves as a reference for studies in other urban areas.     

基于脆剪分析的岩体非线性强度特性在统一强度理论中的实现

针对统一强度理论（UST）拟合非线性强度的局限和岩土材料强度特点,提出拟合岩土非线性强度特征的脆性剪切分析方法,建立了过渡式双线性强度分解公式。以脆断、剪切双重破坏机制,解释Hoek-Brown准则的非线性特征机制,并推导出体现岩石、岩体类材料非线性强度特征的脆剪强度公式。Mine-by隧道和北山花岗岩强度数据分析显示,在岩体折减强度、试验数据直接拟合实例分析中,脆剪强度与Hoek-Brown强度相关性系数均在0.98以上,在该基础上建立岩体非线性强度脆剪分析的双线性过渡式,并提出对应的统一强度理论形式,实现统一强度理论在拟合岩土非线性强度准则中的扩展。     

内蒙古二连盆地凝灰岩潜山多期风化壳形成及油气成藏效应

火山喷发的多期性是导致凝灰岩潜山纵向多期风化壳(带)发育的重要原因。从地球化学、测井响应特征和岩石学 证实了二连盆地凝灰岩潜山多期风化壳(带)的存在及其特征:(1)哈31井凝灰岩地层在1062~1080 m和1165~1179 m两 个井段表现为 K,Na,Ca 等元素淋滤,CIA 指数较大,而 Al,Fe,Mn,P 等元素相对富集,S/A 指数变小;(2)这两个层段 测井响应表现为风化壳的特征,而且其测井曲线在纵向上具旋回特征并有连井上的可对比性;(3)不同喷发期次形成的凝 灰岩结构、组分以及粒度不同。凝灰岩潜山多期风化壳(带)的存在对潜山油气藏的形成具有重要作用,成藏效应主要表 现在储集层垂向分带性、风化壳油藏(晚期风化壳中)和内幕油藏(早期风化壳中)纵向叠置和复式油气聚集成藏模式等 3 个方面。文中对多期凝灰岩古风化壳的认识扩展了火山岩潜山的勘探深度,为火山岩潜山内幕油气勘探提供了理论依据。     

1960―2012年安徽省降水和气温变化特征及其与ENSO的相关性分析

使用安徽省1960―2012年气温与降水资料,采用线性倾向估计法、反距离加权插值法、最小二乘法和相关分析法分析安徽省近53年来气温和降水的时空变化特征及其与ENSO的关系。结果表明：1）近53年来安徽省年降水量和年平均气温分别以0.93 mm/a和0.02℃/a的倾向率呈增加趋势;季节变化表明,夏季和冬季降水量呈明显的增加趋势,而春、秋两季则呈减小趋势;四季气温均有所升高,春季气温增幅最大。2）不同季节降水量的年代际变化特征并不明显,降水主要集中在夏季,约占全年降水量的45.95%;与降水量年代际变化不同,年均温和四季气温的年代际变化呈波动上升趋势。3）降水存在显著的空间差异,夏、冬两季降水量由北向南减小幅度逐渐增大,春季降水量由北向南增加幅度逐渐增大;气温的空间变化并无一定规律,但宿州是四季以及全年增温幅度最大的地区。4）不同时间尺度的降水和气温均与Nino 3.4区海表温度距平和南方涛动均存在一定的相关性,其中3、9和11月的降水与Nino 3.4区海表温度距平以及南方涛动有较为显著的相关性,而在9月,气温受Nino 3.4区海表温度距平和南方涛动影响较显著;Nino 3.4区海表温度距平对年降水量和年均温的影响更明显。5）近53年来,El Nino事件和La Nina事件的出现频数分别为16和15次,La Nina事件对降水的增加的影响强于El Nino事件,而El Nino和La Nina事件对气温的影响均不显著。     

杭州市高温致灾因子危险性风险区划

利用杭州市各气象观测站和自动气象站多年气温资料,以及数理统计方法和Arc GIS空间分析技术,采用极端高温与高温日数作为高温致灾因子风险的主要评价指标,分析杭州市高温天气的气候特征,对杭州市高温灾害致灾因子危险性进行了区划。结果表明,杭州市高温天气灾害较为严重,常出现38.0℃以上的高温,40.0℃以上也不少见,最高达到42.9℃;高温日数较长,最长持续时间超过50 d。杭州市高温灾害危险性风险高值区大部分集中在杭州城区所在的东北部平原,包括上城区、下城区、拱墅区、江干区、滨江区、西湖区西南部、萧山区及余杭区大部。另外,富春江、分水江等沿江两岸,西南部的河谷、盆地以及中部地势较复杂的谷地、盆地等低海拔地区也处于高温危险性中高值区域;北部天目山、西北部昱岭及白际山、西南部千里岗山及龙门山脉高海拔地区均属于危险性风险低值区域。     

中国地区下垫面特征对强对流天气影响研究进展

下垫面所具有的非均匀性特征会对强对流天气产生很大的影响作用,这种影响主要通过改变边界层热力、动力过程及地气之间的热量输送与水分循环,进而改变大气的温湿结构和垂直运动来实现。该文主要介绍利用陆面模式研究下垫面特征的成果,并且讨论不同类型下垫面,包括自然形成的地表特征、植被覆盖及城市化作用等对强对流天气影响的研究成果,重点分析中国地区,就陆面模式的模拟方法和下垫面变化时所产生的问题进行深入的探讨。     

自动与人工测温仪器观测地温极值差值分析

对门头沟气象站2004-2009年不同温度传感器(自动和人工)在地温测量中得到的日极值差值序列的特征分析发现:地面最高温度月均差值在-2.5～2.0℃之间,并呈现季节和年际波动,平均差值超标率为17.5％,但呈现逐年下降趋势;地面最低温度月均差值在-0.5～2.0℃之间,并呈现季节和年际变化,平均差值超标率为3.8％.分析了铂电阻温度表和玻璃液体温度表仪器自身误差和土壤状态、降水等因素对差值的影响.由地温表接触的土壤环境、安装状态、太阳辐射强度、天气条件等外部因素影响所产生的误差比仪器自身原因引起的误差要显著;外部因素造成的误差可以通过规范安装、改良土壤环境等方法减小或消除.提出了降低人为误差的具体建议,为观测人员正确维护地温表、提高观测质量提供参考.     

张家口市一次持续高温天气成因分析

利用天气图资料、NCEP 1°×1°再分析资料和地面观测资料以及热流量方程,从天气学角度分析了2010年7月下旬张家口地区高温天气产生的主要原因。结果指出:高温是在大陆高压持续稳定控制的天气形势背景下产生的,然而在这种情况下,温度平流因子对高温所起的作用不是最主要的,非绝热条件才是高温日出现的关键;地面温度较高且持续时间较长,也为7月29日最高气温创下历史新极值做出了一定贡献;对高温日最高气温与当日14:00 850hPa温度做了对比分析,认为二者相差9℃可以作为高温日最高气温预报的参考。     

气候变化对沈阳冬季供暖期的影响

利用1961-2010年沈阳市的年平均气温和供暖期及供暖期前一个月、供暖期后一个月的逐日平均气温资料,采用线性趋势分析方法及度日法,分析近50 a沈阳市年平均气温和供暖期平均气温变化的总体趋势,并对供暖初日、供暖终日和供暖期长度及供暖强度的变化特征进行分析。结果表明：近50 a沈阳市年平均气温与供暖期平均气温均呈上升趋势,近50 a年平均气温上升明显,通过了显著性检验;气候变暖使得供暖初日推迟;供暖终日提前;供暖期长度缩短;气候变暖使实际供暖强度逐渐减弱。     

近6年陕甘宁三省5—9月短时强降水统计特征

利用2005—2010年5—9月加密自动气象站1 h降水资料对陕甘宁三省不同强度短时强降水时空分布特征、天气学概念模型以及物理量特征进行研究,结果表明:短时强降水在陕甘宁三省存在4个活跃区和3个不活跃区;7—8月是短时强降水的多发期,两大峰值出现在7月下旬和8月中旬,日变化呈双峰分布,1 h降水量≥30 mm的短时强降水具有夜间多发性;通过典型个例的综合分析,建立了低槽-副高型、低涡-远距离台风型、两高切变型3类短时强降水概念模型;从物理量场来看,3类短时强降水均具有丰富的水汽和不稳定层结 (能量)、高于发生冰雹的0℃层高度、较厚的暖云厚度,且均发生在弱风切变环境中;低槽-副高型最为典型,其抬升凝结高度最高,500 hPa与850 hPa假相当位温差Δθ_se、抬升指数,K指数,对流有效位能量值最低,短时强降水发生频次高,1 h降水量大多在25 mm以内。低涡-远距离台风型水汽条件最好,深厚湿区、次天气尺度Ω系统和较低的抬升凝结高度使短时强降水发生范围最广,强度更强。两高切变型降水强度最大、持续时间最短并具有突发性, 其Δθ_se、抬升指数、K指数、对流有效位能最高,0～3 km垂直风切变最强,对流性特征明显,特别是强天气威胁指数接近300,强降水发生的同时往往伴有雷暴。