利用FY-4A卫星光学数据对中国近地面PM2.5浓度的估算和检验分析

对FY-4A卫星的气溶胶光学厚度（AOD）产品进行检验,并根据卫星相关观测资料,通过改进后的PMRS方法,反演得到中国近地面PM_2.5质量浓度网格化分布。结果表明,FY-4A卫星反演不同站点AOD与地基观测网（AERONET）观测结果吻合较好,但存在一定的低估或高估现象,相关系数区间为0.54—0.87。将细粒子比（FMF）以0.4为界进行划分,FMF＞0.4时,拟合结果较FMF≤0.4时更接近于AERONET观测结果;但FMF≤0.4时,卫星反演的AOD稳定性优于FMF＞0.4时。通过引入AOD的大小,改进FMF＞0.4时对细粒子柱状体积消光比（VE_f）的估算算法,并通过改进后的PMRS方法对中国近地面PM_2.5浓度进行逐时反演,其反演结果和地面观测结果相关较好,其中,乌鲁木齐、石家庄和徐州观测点的相关系数均高于0.7,但数值上仍存在高估或低估,误差结果由多种因素决定。空间分布中,卫星反演的中国2019年近地面PM_2.5浓度月均值与近地面观测的结果有较好的对应关系,二者逐月演变趋势基本一致,基本可以反映出中国近地面大气细粒子的空间分布,特别是秋、冬季京津冀周边区域、汾渭平原等污染高值区均与地面观测对应较好。      

不同地区工程勘察的高分辨率地震反射探查

通过４个实例介绍了利用高分辨率浅层地震反射技术在不同地区进行工程勘察的方法特点及资料特征．结果表明,浅层地震反射法在岩层划分、探测地下岩溶和隐伏断层等方面有独到作用,可为工程的设计和建设提供可靠的地质依据     

横观各向同性含液饱和多孔介质黏弹性瞬态反应

在考虑横观各向同性含液饱和多孔介质固体骨架和流体可压缩性以及固体骨架的黏弹性特征下,基于横观各向同性含液饱和多孔介质u-w形式的三维动力控制方程,以固相位移u、液相相对位移w为基本未知量,综合运用Laplace变换、双重Fourier变换等方法,在直角坐标系下通过引入中间变量,将六元2阶动力控制方程组化为两组各含4个未知变量的常微分方程组,给出了直角坐标系下横观各向同性含液饱和多孔介质三维黏弹性动力反应的积分形式一般解;作为理论推导的验证,通过引入初始条件和边界条件,对横观各向同性含液饱和多孔介质半空间黏弹性瞬态反应问题进行了求解。解答的退化验证表明,所推导的理论解是正确的。     

2019年12月大气环流和天气分析

2019年12月大气环流主要特征为:北半球极涡为偶极型分布,环流呈三波型,东亚槽略偏弱,南支槽偏强,且副热带高压位置偏西。12月,全国平均降水量为11.2 mm,较常年同期(10.5 mm)偏多6.7%;全国平均气温为-2.7℃,较常年同期(-3.2℃)偏高0.5℃。月内共出现3次较强降水过程和3次中等强度冷空气过程。另外,7—10日、20—26日我国中东部地区发生了两次持续性大范围雾-霾天气过程。     

起始水力梯度对饱和黏土一维固结的影响

采用考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程,修正了Terzaghi饱和黏土一维固结理论,给出了相应的有限差分格式,并据此探讨了起始水力梯度对渗流前锋、孔隙水压力和土层固结度的影响。计算结果表明,如果起始水力梯度大于0,离排水面较远土层的渗流就存在滞后现象,这样土层的固结要慢于Terzaghi固结理论。此时土层的最终平均固结度小于1,这可归结为土层中存在一定的残余孔隙水压力无法完全消散的缘故。     

2019年11月大气环流和天气分析

2019年11月大气环流主要特征为:北半球极涡呈偶极型分布,环流呈四波型,东亚槽略偏弱。全国平均降水量13.6 mm,较常年同期偏少27.7%,出现一次较强降水过程。全国平均气温4.0℃,较常年同期偏高1.2℃,共出现5次冷空气过程,其中1次为寒潮。22—24日,华北中南部、黄淮西部、汾渭平原等地发生1次霾过程。     

全国网格化多模式集成空气质量预报的初步建立

为降低单个模式预报的不确定性和提高多模式集成空气质量预报系统的精细化程度,利用Cressman插值初步建立了我国0.25°X0.25°网格化污染物实况。结合4套空气质量数值预报模式,通过均值集成、权重集成和多元线性回归集成分别逐格点建立了集成预报。在预报当天各单一模式和集成方法前50 d预报效果评估基础上,建立了最优集成预报。对2018年12月19一22日一次重污染过程中集成预报的PM_(2.5)浓度评估结果显示:在污染较重时刻,最优集成预报与观测之间的归一化平均偏差(NMB)值在重污染地区保持在—20%～40%,对污染程度为良及以上区域的预报范围相较于单个模式更接近观测。整个过程中,最优集成在大部分污染区域与观测之间的NMB值为—20%～20%,均方根误差(RMSE)值为35～75μg·m~(-3),相关系数(R)值大于0.4。相较于所有单一模式和其他集成方法,最优集成在全国最多的格点有着较高的总体评分。在污染最重区域的8个城市,最优集成预报的污染过程平均开始和结束时间分别比观测时间早1.8和6.9 h。未来需融合卫星反演和地表观测来提高网格化污染物实况的精细化程度,利用降尺度、主客观融合和滚动订正等方法进一步提高网格化多模式集成空气质量预报的准确率。     

青岛“上合峰会”保障期间臭氧污染特征及其来源贡献分析

利用地面常规气象要素和逐小时污染物浓度资料,对青岛上合峰会期间的臭氧污染特征及气象条件进行了统计分析。结果表明,在峰会保障期间,各类污染物浓度均有不同程度下降,其中日最大8 h滑动平均臭氧浓度下降至94.1μg/m~3,较峰会保障前期下降2.9%。白天大气氧化性主要受O_3控制为主,所占比例达到93.4%。此外,臭氧日变化曲线相较于温度日变化曲线存在1 h滞后性,且风速小于2 m/s的条件下,容易出现臭氧污染情况。基于CAMx空气质量数值模型中的臭氧来源追踪方法(Ozone Source Apportionment Technology,OSAT),对青岛臭氧的污染来源进行了模拟分析。研究结果表明,峰会前期,江苏、安徽对青岛臭氧贡献分别达到32.5%和11.1%,而峰会期间除青岛本地贡献较为突出之外,来自山东、河北及辽宁的贡献有所增加,分别达到了21.7%、9.8%及4.3%。     

基于国际大气化学—气候模式比较计划模式数据评估未来气候变化对中国东部气溶胶浓度的影响

气候变化引起的地面气溶胶浓度变化与区域空气质量密切相关。本文利用“国际大气化学—气候模式比较计划”（Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project, ACCMIP）中4个模式的试验数据分析了RCP8.5情景下2000~2100年气候变化对中国气溶胶浓度的影响。结果显示,在人为气溶胶排放固定在2000年、仅考虑气候变化的影响时,2000~2100年气候变化导致中国北部地区（31°N~45°N, 105°E~122°E）硫酸盐、有机碳和黑碳气溶胶分别增加28%、21%和9%,硝酸盐气溶胶在中国东部地区减少30%。气候变化对细颗粒物（PM_2.5）浓度的影响有显著的季节变化特征,冬季PM_2.5浓度在中国东部减少15%,这主要是由硝酸盐气溶胶在冬季的显著减少造成的;夏季PM_2.5浓度在中国北部地区增加16%,而长江以南地区减少为9%,这可能与模式模拟的未来东亚夏季风环流的增强有关。     

2018年12月大气环流和天气分析

2018年12月大气环流主要特征为：北半球极涡为单极型分布,欧亚中高纬呈两槽一脊型,环流经向度大,有利于引导冷空气南下;南支槽偏强,且副热带高压位置偏西,有利于水汽向我国南方地区输送。12月,全国平均降水量为18.7 mm,较常年同期偏多73.1%;全国平均气温为-3.8℃,较常年同期（-3.2℃）偏低 0.6℃。月内共出现2次大范围降水过程、3次冷空气过程和2次雾 霾天气过程。其中,12月5—11日及12月27日至2019年1月1日,我国中东部地区出现两次大范围持续性低温雨雪天气,多地最低气温突破历史极值。