中国中东部地区不同气候背景下城市乡村气温差异研究

本文利用中国中东部424个气象站常规观测资料与再分析气象资料,研究了1981—2014年中国中东部地区(京津冀、黄淮和长三角)不同气候背景下城市和乡村的气温差异(ΔT_(城乡))。研究发现,中国中东部ΔT_(城乡)昼夜基本皆为正,北部的京津冀和南部的长三角地区ΔT_(城乡)存在显著昼夜差异:白天长三角地区ΔT_(城乡)大于京津冀地区;夜间则反之,京津冀地区ΔT_(城乡)大于长三角地区;黄淮地区昼夜ΔT_(城乡)特征介于前两个区域之间。分析发现,各地区昼夜ΔT_(城乡)与城市和乡村的地表温差(ΔT_(d城乡))有很好的相关关系。城市规模不是造成南北方昼夜ΔT_(城乡)差异的原因。结合大气热源(汇)Q_1和水汽汇Q_2等要素进一步分析其物理机制发现,大气热源(汇)Q_1是表征南北方ΔT_(城乡)昼夜差异的较好物理指标:(1)白天,南方乡村和城市比北方乡村和城市Q_1皆较大,但南北方城市下垫面类型类似导致其Q_2基本相同,而南方乡村地表蒸散发强烈、地表大气升温较慢,使得南方地区ΔT_(城乡)大于北方地区ΔT_(城乡);(2)夜间,北方乡村地区Q_1负值绝对值高于南方乡村、也高于北方城市,即北方乡村感热降温显著强于南方乡村和北方城市,而南北方城市Q_1值基本相同,使得北方地区ΔT_(城乡)大于南方地区ΔT_(城乡)。本文研究结果表明,高温湿润地区白天城乡温差更大,而低温干燥地区夜间城乡温差更大。     

南京信息工程大学60年来在大气物理学领域的若干重要研究进展

着重对南京信息工程大学建校60年来在云雾理化特性及微结构、冰雹形成微物理机制、电线积冰机理、人工影响天气理论与实践、大气气溶胶的理化特性及其对云降水的影响、大气边界层物理以及雷电过程等大气物理学领域的几个主要方面所开展的科学研究工作做简要回顾。     

泽当、景洪大气气溶胶粒子的物理、化学特性

利用 1 997～ 1 999年在西藏泽当、云南景洪观测地飞得到的大气气溶胶资料 ,分析了气溶胶粒子的物理化学特性 ,包括质量浓度、数浓度、光学吸收系数和化学组成 ,初步讨论了有关的影响因子 ,并同国内外其它地区的观测结果进行了比较。结果表明 ,大气气溶胶粒子在以上两地以及与其它地区之间存在明显的差异     

南京北郊 O3、NO2和 SO2变化特征分析

利用 2008年1-12月南京北郊O₃、NO₂及SO₂质量浓度连续观测资料,分析了南京北郊气体污染物(O₃、NO₂、SO₂) 的质量浓度变化规律。结果表明：南京北郊O₃浓度夏季较高,日变化曲线呈单峰型,NO₂和SO₂浓度夏季较低,日变化曲线呈双峰型,NO₂与O₃的日变化呈现负相关关系,该地区SO₂浓度整体较高,夏季周末效应NO₂和SO₂较O₃更明显。     

GNSS-R信号测量海面有效波高的应用

全球导航卫星系统反射信号GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflection)可以用来探测海面状态,如海面有效波高。介绍了利用GNSS反射信号测量海面有效波高的观测设备和技术原理,对2009年博贺实验的数据进行了分析,证实了反射信号相关复数场的有效相关时间与有效波高之间存在相关,利用前期观测的数据进行拟合,得出反演公式,并与测波雷达数据进行了结果对比,平均误差0.136m,相对偏差12.02%,均方根偏差0.169m。     

天津大气能见度与相对湿度、PM10及PM2.5的关系

为研究大气气溶胶及空气中水汽与大气能见度下降的关系,利用2009年天津大气边界层观测站大气能见度资料和同期观测的相对湿度、PM₁₀及PM_2.5资料,对三者与大气能见度的关系进行了分析。结果表明：大气能见度与相对湿度线性相关系数最高,PM2.5次之;大气能见度随相对湿度的增大而明显降低。相对湿度低于60 %时,大气能见度与PM_2.5的非线性相关性较好,与PM₁₀次之,与PM₁₀与PM_2.5差值的相关性最差。相对湿度高于60 %时,大气能见度与PM₁₀的非线性相关性较好,与PM₁₀-PM_2.5差值的相关性次之。大气能见度与相对湿度非线性相关系数高于线性相关系数。利用相对湿度、PM₁₀及PM_2.5数据计算得到了具有季节变化的非线性大气能见度拟合公式,经验证,该公式能较好地模拟天津地区的大气能见度。     

老虎嘴水电站右坝肩边坡稳定性研究

岩土高边坡稳定性问题一直是水电工程研究的重难点之一。本文以老虎嘴水电站右坝肩边坡稳定性作为研究对象,针对边坡卸荷显著、节理发育、施工安全稳定问题突出的特点,采用数值分析软件FLAC3D,结合点安全系数法,对天然情况、导流洞泄洪洞开挖工况、边坡分级开挖分级加固工况以及开挖完成后降雨工况等不同状况下的相应稳定性问题进行了分析研究。结果表明,老虎嘴水电站右坝肩边坡在无支护加固状况下稳定性较低,不能保证施工期的安全,但在严格分级加固后各工况处于稳定状态,满足工程设计标准下的工程稳定要求。     

城市空气污染持续维持机制研究 I.2002年西安市空气污染持续维持过程分析及其气象成因

为研究城市大气污染持续过程的形成机制及区域输送问题, 利用 2002 年西安市环境监测站 SO2、NO2和PM10日平均污染物浓度资料分析了西安市大气污染的时空分布特征及其与气象条件的关系。分析结果表明: 一年中西安出现3天以上空气质量为3级以上的持续污染过程18次, 累计污染超标日为192天, 出现3级以上的概率为53%。西安市区的污染物以可吸入颗粒物为主, PM10污染超标日较多。重点分析了2002年1月9~12日造成西安市持续污染过程的气象条件及天气形势, 可见4天的气象条件有着共同的特点: 平均风速小, 气温较低, 出现逆温, 相对湿度较大。西安地处高压后部, 气压较低, 高空为较平直的西北气流, 天气形势持续稳定。     

苏州-无锡-常州城市带热岛效应个例研究

应用WRF（weather research and forecasting）及其耦合的多层城市冠层模式BEP（building energy parameterization）,对2013年8月13日长江三角洲地区一次高温天气过程进行了模拟.此次过程盛行东南风,风向与苏州-无锡-常州城市带走向一致.模拟结果表明：苏州-无锡-常州城市带热岛效应明显,热岛强度向下游城市逐渐增加;在东南风作用下,三座城市的热岛连成一片,形成了一个更强大的热岛环流.夜晚,边界层逐渐趋于稳定,热岛环流减弱,有利于热岛温度向下游地区输送.热岛效应导致城市边界层高度明显上升.白天太湖产生强盛的湖风对其周边城市影响显著,来自太湖的冷气团导致无锡和常州边界层内热岛强度明显下降,抑制城市热岛向上发展,削弱了无锡与常州两城市热岛间的联系.白天太湖使得无锡和常州边界层高度明显下降.     

硫酸盐气溶胶直接辐射效应对东亚副热带季风进程的影响

本文利用全球气候—大气化学模式CAM5 并结合NCEP/NCAR（National Centers for EnvironmentalPrediction/National Center for Atmospheric Research）1950～2009 年再分析资料,讨论硫酸盐气溶胶直接辐射效应对东亚副热带季风爆发、发展和结束进程的影响。模拟结果表明:硫酸盐气溶胶通过直接辐射效应引起东亚大陆大部分地区近地面降温,进而降低了中纬度东亚大陆与西太平洋之间的纬向热力对比,延迟春初、提早夏末海陆纬向热力差异逆转时间,由此引发东亚副热带季风爆发时间延后了4 候左右,结束时间提前了3 候左右;减小的海陆热力差异导致东亚大陆偏南风减弱、东亚季风减弱以及季风降水的区域调整。我们通过NCEP/NCAR 再分析资料分析亦发现,1980 年以后中纬度东亚大陆与西太平洋之间的纬向热力差异逆转时间比1980 年以前在春初延迟、夏末提前,导致了副热带季风爆发时间比1980 年之前延后,结束时间提前,东亚大陆偏南风减弱,副热带夏季风系统性减弱,硫酸盐直接辐射效应可能是造成这一结果的原因之一。以往的观测和模拟都表明,由于人为活动的增加,导致1980 年后东亚大陆硫酸盐气溶胶负荷较之前大幅增加,而东亚夏季风减弱,本文的研究进一步确认了两者间关系。