精细PBL模式及其诊断应用

在已建立的一种三维非静力细网格Ｅ－ε湍能闭合的动力学框架基础上,作了一些改进的技术处理和试验,包括：（１）利用ＧＩＳ提供的地形资料,较精确地计算太阳辐射,进而诊断地面温度;（２）引进位势流概念,处理稳定层结条件下初始内插风场的风向变化;（３）引入动力学调整项Ｇ（αｏｂｓ－α）。在此基础上,就地理信息系统（ＧＩＳ）提供的一个 ６０ｋｍ×４８ｋｍ区域作了边界层结构和湍流特征的数值模拟试验,并与实测作了比较,讨论了精细ＰＢＬ模式的模拟效果,结果表明,新建的ＰＢＬ模式能较好地模拟表征出复杂下垫面地域的陡峭地形和不规则海岸线对局地风场和湍流场的动力和热力学作用。     

城市规划大气环境影响多尺度评估技术体系的研究与应用

实施城市的可持续发展应当首先从城市规划着手,城市大气环境是实现城市可持续发展的重要课题.从规划部门对不同尺度的设计方案进行分析比较、定量评估的需求出发,在高分辨地理信息数据的基础上,建立了城市规划大气环境影响多尺度数值模拟系统,提出了多尺度评估指标体系,构成了城市规划大气环境影响多尺度评估技术体系,并在城市规划编制(北京城市化发展)及奥林匹克公园两种规划方案优选工作中进行了应用.从而在城市规划实施之前对其进行不同尺度大气环境影响的定量评估,为优化城市整体规划和局部布局提供了科学依据.     

南京市主城区大气颗粒物来源探讨

在2005-05-03——05-27期间,用Anderson九级采样器在南京市两个采样点采集大气气溶胶样品,同时进行了部分排放源的采集。用X射线—荧光光谱仪(XRF)分析得到气样及源样中PM10的化学成分,分析了南京市大气气溶胶的元素质量谱分布,进行了PM10的富集因子分析,并应用化学质量平衡法(CMB)计算各类源对气溶胶PM10的贡献。结果表明,各类污染源对南京市气溶胶PM10的贡献率分别为:建筑尘(35.45%)、煤烟尘(22.13%)、土壤尘(20.27%)、硫酸盐(5.43%)、汽车尘(4.61%)、海盐(1.91%)、冶炼尘(1.69%)、其它源(8.51%)。文中还结合了南京市TSP和PM2.5的来源解析结果,分析了南京市不同粒径气溶胶颗粒物的污染特征。     

山谷风转换期的漫烟扩散模式

根据渡口市空气污染监测资料首次鉴别出一种特殊形式的空气污染过程——山谷风转换期的漫烟过程。这种类型的空气污染在春、秋、冬季都经常发生,尤以冬季较严重。为此,发展了山谷风转换期的漫烟扩散模式,可以满意地解释上述观测事实。分析表明,模式不但能对高地面污染浓度的大小、而且能对其发生的时间和地点给出较准确的推断。 在上述情况下,SO_2地面浓度比该地区日平均浓度大几倍至一个数量级以上,是影响渡口市的主要空气污染过程之一。模式的分析为进一步开展空气质量预测及控制污染的对策研究提供了基础。     

Hilbert方法在大气边界层湍流特征分析中的有效性

介绍一种新的建立在经验模态分解(EMD)方法基础上的非线性、非平稳数据分析技术一Hilbert分析技术,并首次将其应用于大气边界层(PBL)湍流数据的分析,初步探讨了其在PBL湍流研究中的有效性.通过对城市与森林冠层上湍流资料的能量分布特征和统计平稳度进行分析、比较,结果表明:Hilbert谱分析能有效地对PBL湍流信号进行分析.它的边缘谱分析能够有效地探测PBL湍流信号的能量分布特征,统计平稳度分析也能有效地给出PBL湍流信号平稳性的定量化测量,这些将有助于建立合适的数据质量控制方法,以及对现有空气质量与扩散模式中扩散参数的计算加以改进.文中个例分析中,城市和森林冠层上空的湍流有一定相似性,湍流混合都比较充分,但森林冠层上湍流信号的能量更多地集中在大尺度湍涡,且扰动风速的高频部分具有更强的间歇性.对于相近高度的湍流信号来说,多数情况下,森林冠层上相同尺度的湍涡表现得比城市冠层上更不稳定,但湍涡的含能量要更低.     

复杂下垫面模拟域大气边界层非局地闭合模拟研究

在非局地闭合大气边界层模拟研究基础上,选取黑河实验研究资料（HEIFE）,利用二维模式对绿洲和沙漠交界地区的内边界层结构进行了模拟研究,模式考虑了两种下垫面条件下动力、热力特性的不同,并加入了湿度及水汽通量的预报。模拟结果表明:二维非局地闭合模式能得到合理的TIBL结构的基本特征,包括平均场、湍流场等,并能模拟给出一些由下垫面特性形成的大气现象,如沙漠地区逆湿现象的生消过程、绿洲的冷岛效应、绿洲与沙漠因热力差异而形成的局部环流形势等细致结构,符合沙漠站白天观测事实的典型特征。