内蒙古科尔沁沙地临界起沙阈值的范围确定

临界起沙阈值可表征地表土壤的可蚀性,是风蚀起沙研究中非常重要的物理量之一。基于微气象学方法,将沙尘浓度和垂直沙尘通量均开始增加且至少持续0.5 h所对应的摩擦速度(或风速)确定为临界起沙摩擦速度u_*t(或临界起沙风速U_t)。利用内蒙古科尔沁沙地地区2010-2013年春季大气环境综合观测资料,分析了不同沙尘天气过程(扬沙、沙尘暴和强沙尘暴)起沙阶段沙尘浓度和垂直沙尘通量随摩擦速度的演变特征,精细确定了该地区临界起沙摩擦速度(u_*t)和临界起沙风速(U_t)的范围分别为0.45±0.20和6.5±3.0 m/s,同时讨论了不同起沙判据对确定临界起沙阈值产生的影响。相比而言,采用的起沙判据尽可能地排除了沙尘输送和沉降过程的影响,适用于不同的沙尘天气类型,使沙尘粒子进入大气的起沙结果更趋于合理,其结果可为建立统一、合理的起沙判据提供参考。     

江苏沿江地区一次强冰雹天气的中尺度特征分析

利用常规气象资料、卫星、多普勒天气雷达、风廓线雷达等资料,对发生在江苏沿江地区一次强冰雹天气形势背景、环境热动力条件、强冰雹发生前地区环境场变化、超级单体雷达回波中尺度特征等进行了详细分析。结果表明:(1)在东北冷涡槽后干冷气流影响下,中高层干冷、低层暖湿的不稳定层结,高低空急流以及地面辐合系统的配置为此次强对流天气的产生提供了有利热动力条件;高CAPE值、逆温层、低层适当水汽条件及较强的深层垂直风切变有利于强冰雹天气的发生。(2)利用多普勒天气雷达、风廓线仪数据反演垂直分布的物理量场(平均散度、平均垂直速度、相对风暴螺旋度、垂直风切变)能够反映本站上空环境场的快速变化情况:强对流系统移入本站前雷达站上空逐渐调整为低层辐合、中高层辐散的风场配置结构,螺旋度和垂直风切变数值逐渐增加,表明环境场有利于强对流系统的维持发展。(3)强降雹超级单体除具有三体散射现象、入流缺口等雷达回波中尺度特征外,持久深厚的中气旋存在造成了显著的有界弱回波区和高悬垂强回波区。应用双多普勒雷达风场反演技术揭示了超级单体内部环流结构:低层气旋性旋转,中层旋转加强,高层风场辐散。超级单体内部涡旋特征的出现和维持有利于支撑空中大冰雹的增长。     

风廓线下落速度在浙江冬季降水相态识别中的应用

利用浙江7部风廓线雷达探测资料,进行了不同相态降水粒子下落末速的数据分析,统计得到不同降水相态的下落速度阈值,液态降水粒子的下降速度为1.8~6.0 m·s~(-1),固体降水在0.1~1.8 m·s~(-1)。同时对浙江省2011—2014年4年冬季8次雨雪转化过程中的探空资料和地面降水观测资料进行分析,得到最适合浙江省冬季降水相态识别判据是2 m温度、1000 hPa温度、0℃层高度和850和1000 hPa高度差。通过计算各指标的空报率、漏报率和TS评分,得到了最佳阈值,预报雨和雪最佳阈值的TS评分都可达到0.8以上。对雨夹雪的判断,需结合中层暖层指标,可以使判别准确率明显提高。     

一次基于综合探测资料的山东半岛冷流暴雪特征分析

利用多普勒天气雷达、风廓线雷达、加密自动站、浮标站、常规探空和地面等多种观测资料,对2014年12月山东半岛东部一次冷流暴雪的发生、演变特征进行了分析。结果表明:(1)此次冷流暴雪发生时渤海上空500 hPa气温在-36℃左右,850 hPa气温在-18~-16℃,海面西北风12 m·s~(-1)。700 hPa以下为混合层,1000~700 hPa混合层内近乎饱和。浮标站资料显示海表面到850 hPa的较大海气温差和山东半岛较强海岸锋是产生暴雪的重要原因。(2)暴雪发生时雷达回波的PPI在30~45 dBz;每6 min雷达回波垂直剖面显示1个较强降雪回波单体持续时间可达到1h。雷达资料反演0.8 km以上风场表明:强降雪回波位于NE与NW风辐合区的东侧,冷流暴雪的水平风辐合主要在3 km以下。风廓线雷达资料表明:暴雪发生前在100m以下有弱西风存在,暴雪发生时1 50~700 m弱的西北风(6 m·s~(-1))和低层切变线辐合的共同存在,有利于降雪对流的加强;当这种弱西北风层消失后,降雪即停止。     

基于风速高相关分区的风电场风速预报订正

为了提高风电场风速预报和功率预测的精度和准确率,并考虑风机测风数据的不稳定因素,以多年服务的内蒙古中部某风力发电场A为研究区,在勘察风电场地形及风机布局后,按照季节、风向进行风机间风速时空相关性分析,划分出风机轮毂高度风速高相关为典型特征的风机网格分类片区,采用卡尔曼滤波方法,通过直接和间接两种订正方案,分别进行风机片区风速订正。结果表明:风速高相关风机片区的划分,对于提高风电场风速预报及功率预测精度和准确率具有一定作用,利用风电场区测风塔梯度观测风速,对风机片区进行间接订正,可有效改善数值模式预报风速,15个片区类型下相关系数由0.18~0.72提高至0.67~0.91,误差绝对值由1.6~2.9 m·s-1降低至1.0~1.5 m·s-1。     

Application of MK-PRISM for interpolation of wind speed and comparison with co-kriging in South Korea

The spatial distribution of wind speed is important information required to understand climate-related regional phenomena. This paper presents the Modified Korean Parameter-elevation Regression on Independent Slopes Model (MK-PRISM) as a method for spatial interpolation of monthly wind speeds. A database of gridded monthly mean wind speeds with a spatial resolution of 1 km for the period of March 2011–February 2014 is constructed by MK-PRISM. Wind speed observation data collected from the 529 to 641 meteorological stations in South Korea were utilized as the input data for interpolation. The wind speed distribution estimated by co-kriging is used for comparison with the MK-PRISM results. Research demonstrates that the efficiency difference between the two models, MK-PRISM and co-kriging, is insignificant. The Kling and Gupta efficiencies of both models were 0.68-0.78 and the root mean square errors (RMSEs) were 0.44-0.68 m/s. The spatial distribution of wind speeds, however, differs between MK-PRISM and co-kriging, which can be considered a reflection of the influence of topographic features such as terrain convexity, aspect, and coastal proximity. MK-PRISM can perform more appropriately to represent the phenomena where similar wind speeds appear continuously along ridges and coastlines. This suggests that a knowledge-based approach that considers topographic features can be successfully applied to the interpolation of monthly or seasonal wind speeds, similar to temperature and precipitation. The wind speed distribution generated by MK-PRISM can be utilized as important data for different geographical studies.     

顾及等级的城市公园绿地空间布局合理性分析

针对简单两步移动搜索法忽略资源辐射范围差异、对所有资源采用相同阈值范围的缺点,该文依据公园建设的不同标准对研究区域内的公园进行分类,为不同等级的公园设置不同的搜索半径,使得模型与现实情况更为相符,结果更为可靠。以深圳市龙岗区为例,综合运用距离分析、面积分析和改进的两步移动搜索法对研究区域的公园布局评价,评价结果较好地反映了龙岗区公园的布局情况。     

改进两步移动搜索法的焦作公共交通可达性

针对大部分城市公交发展滞后、公交站点和公交线路供需不平衡等问题,该文采用统计数据与实调数据相结合的方式,利用两步移动搜索法,从供需的角度研究分析城区公交站点服务的空间可达性。以河南省焦作市为例,以城区街道办为基本研究单元,分别采用固定阈值的简单两步移动搜索法和基于实测数据拟合的增强两步移动搜索法,对焦作市公交设施可达性的空间布局和差异性进行研究。实验结果表明:焦作市城区公交站点服务可达性整体上比较差;城区公共交通资源发展不平衡,空间差异比较明显,公交站点供需相对平衡区域主要集中在城区中心城区,低值区主要集中在城区边缘;增强两步移动搜索法考虑了距离衰减对人们公交出行的影响,更能反映焦作市真实的公交状况。     

中国北方地区风力因子空间特征分析

中国北方大多数地区遭受着严重的风力侵蚀,风力侵蚀可导致土壤中有机物流失、土壤肥力下降,最终会导致土地荒漠化。中国北方地区风力侵蚀问题日益突出,由此带来的扬沙天气、沙尘暴等灾害天气增多,给人们的生产生活带来许多的不利,并且严重影响人们的身体健康。从影响风蚀区地表景观的风力方面出发,利用全国209个气象站2001~2011年全年的某一风速等级累计时数,借助GIS技术,生成中国北方风蚀区地表大于5 m/s的风速年累计时数空间分布图和冬春季节累计时数空间分布图,研究中国北方风蚀区风力侵蚀因子参数特征。同时,在分析扬沙风速年累计时数空间分布及时间变化基础上探讨与风蚀景观空间分布和时间变化关系,提出防治风蚀区风力侵蚀的措施。这一研究对于北方风蚀区防治沙尘暴等灾害天气,防灾减灾、减少灾害带来的损失,具有重要的意义。     

固定沙丘风蚀坑风沙动力学观测研究

风蚀坑是固定沙丘活化的标志,也是沙漠化的首要环节。本文利用三杯风速仪、风向标及阶梯式集沙仪,对浑善达克沙地南缘固定沙丘风蚀坑的气流及输沙进行了观测。结果表明,气流进入风蚀坑后,经历了扩散减速—辐合加速—分离减速—逐渐恢复的过程。入风方向的微小变化、地形及植被导致风蚀坑气流结构、强度及输沙模式趋于复杂。与轴线平行（< 10°）的纵向气流使侵蚀坑内减速区西移,风速及输沙率由坑底向两侧壁及积沙区增加;与轴线斜交（≥ 10°）的气流使减速区东移,气流沿两侧壁向东加速及输沙。积沙区顶部的气流汇集与植被的作用使其加积增高。气流—形态相互作用使风蚀坑加深和纵向延伸并伴随侧向扩展。