气象观测塔的几个技术问题

一、概况用气象塔或其它现成铁塔研究低层大气的特性是一种行之有效的观测工具,它的主要特点是能够全天候、连续、精度高和上下同时地观测气象要素的垂直分布及其随时间的演变规律。早在本世纪四十年代,英美等国就着手建立专用气象塔,如英国曾于1943年在卡丁顿(Cardinton)基地建立高122米     

稳定层结140米以下风廓线的研究

在稳定层结情况下,考虑到140米以下大气中局地摩擦速度u_*随高度的减小及混合长l随高度的非线性变化,将近地层由理论获得的通量—梯度关系推广到140米以下大气,得到了改进的风廓线公式.利用北京325米气象塔的资料进行检验,误差较小.若将近地层的廓线公式直接应用到140米以下大气,则误差明显比改进的风廓线公式的误差大.     

深圳气象梯度塔与测风激光雷达观测对比分析

为了更好的了解WindView 10多普勒风廓线激光雷达的准确性,2017年7月在深圳石岩气象综合观测基地进行了一次成功的风速风向观测对比试验(时间为2017年7月20—30日),利用356 m气象梯度塔与测风激光雷达测得的风数据进行了不同时次和不同高度(40、80、100和150 m)的对比,结果表明:梯度塔和雷达在300 m以下高度范围内风速风向的观测结果比较一致,各层风速风向结果的标准差、最小最大值、均值、中位数都非常接近。风速的均值偏差最小为-0.000 09 m/s,标准差偏差最小为0.002 63 m/s,风向均值偏差最小为0.169 83°,标准差偏差最小为-1.304 83°。4层高度风速风向的相关系数都很高,风速的相关系数普遍在0.95以上,风向由于360°的过零问题导致相关系数较低,但也普遍大于0.75。同时,激光雷达测得的风速均值普遍小于梯度塔,风向均值在低层小于梯度塔,在高层则偏大。验证结果表明,该型多普勒测风激光雷达是一款观测结果可靠的低层大气风廓线测量仪器。     

吴圩机场非降水性低云的分析和预报

吴圩机场的非降水性低云多形成于冬春季节的早晨和上午10点前,云底高度一般在200—300米之间。它形成迅速,突然,通常只十几分钟即可布满全天,所以,对飞行安全影响很大,为了更有效地提高气象保障能力,我们对其进行了分析研究,利用模糊数学的原理建立预报方法,效果显著。     

边界层大气气溶胶浓度与尺度谱分布的时空变化

1980年8月初,用光学粒子计数器,在北京325米气象塔上获得了从地面至300米六层的大气气溶胶浓度与尺度谱的垂直分布。由实测浓度N_z,按公式,用最小二乘法原理确定气溶胶标高H_p。分析指出,大气气溶胶浓度和尺度谱的时间、空间变化明显。采用三参数谱分布模式描述各层的平均谱,其谱分布参数随高度而变化。     

中美青藏高原边界层联合气象试验

根据中美气象科技协定,双方协议于1986年开始联合开展高原气象试验。试验分两个阶段进行。第一阶段,1986年6—7月,双方各派8名专家,共赴西藏自治区参加现场观测。测点分别建在拉萨和那曲。试验观测期间,美方提供两个60英尺高的气象塔、两套辐射仪、两套湍流通量仪、两套探空接收站、一台太阳光度表、150套小球探空仪。中方将为这次试验观测提供其它有关设备和同期上述两个测点的常规观测资料。美方还将提供同期的卫星探测资料。 第二阶段,1986年8月—1987年8月,双方就试验观测资料各自进行处理、分析、研究。根据工作需要,中方将派专家赴美参加有关工作。 通过联合观测试验,将对青藏高原的辐射状况、热量通量、地气交换系数以及卫星资料反演与实况     

合肥市郊低层大气的激光雷达探测研究

利用L300米散射激光雷达对合肥市郊大气边界层进行长期系统观测.分析讨论了大气边界层气溶胶消光系数与温度、湿度的关系, 大气边界层气溶胶消光系数垂直分布和时间变化的主要特征, 给出了激光雷达探测的大气边界层高度的统计特征及其与无线电气象探空仪探测大气边界层高度的比较结果.     

Multi-level CO2 fluxes over Beijing megacity with the eddy covariance method

本文基于北京325米气象塔在47,140,和280米三层高度的5年涡动相关观测资料,研究了城市下垫面与大气间的CO2交换过程.由于北京市2011年开始实行工作日汽车尾号限行,140米高度CO2通量的年增长率由2008-2010年的7.8％降低到2010-2012年的2.3％.140米高度通量源区内植被比例最小且人口密度最大,因此140米高度的5年平均CO2通量年总量)6.41 kg C m-2 yr-1(大于47米)5.78 kg C m-2 yr-1(和280米)3.99 kg C m-2 yr-1(.在年尺度上,北京汽车总保有量和总人口是最重要的CO2通量控制因子.CO2通量随风向的变化主要与风向对应的通量源区内下垫面土地利用方式有关.三层高度的夏季CO2通量均与道路的比例呈正相关关系.47,140,和280米的决定系数分别为0.69,0.57,和0.54(P＜0.05).植被比例的下降,会导致CO2年总量上升,两者存在近似于指数的关系.城市人口密度的上升会引起CO2年总量上升.     

珠峰地区雨季对流层大气的特征分析

利用2007年7月中国科学院珠穆朗玛峰综合观测站的边界层塔、无线电探空和风温廓线仪观测资料,分析了珠穆朗玛峰地区雨季低层大气风温湿等特征.珠峰地区雨季近地层风速、风向、温度等有明显的日变化.近地层风的日变化有两个很明显的阶段,00:00～14:30受谷风的影响而刮偏北风,14:30～24:00受冰川风的影响以偏南风为主.白天的冰川风比夜间的谷风要强些.中午13:30在600m以下存在强水平风速垂直切变,这可能是珠峰地区发生降雨的重要原因之一.低空急流在夏季比较常见.对流层平均降温率为0.685K/100m.低层大气的相对湿度一般有两个峰值高度,最大值在4000m以下,第二峰值高度不固定,到16000m以后相对湿度超不过10%.各层大气的风速风向差别较大.     

在希望的田野上——访辽宁省气象科研所风能课题组

在渤海湾沿辽宁海岸线 ,冬天的海呈黑蓝色 ,和着东北风 ,波涛层层叠叠 ,蔚为壮观。海岸上风力田中 ,高高的白色风塔林立 ,风车夸张地伸展着叶片 ,随风或急或缓地旋转着 ,成为冬日里寂寞海湾一道美丽的风景。渤海湾的摇钱树　　去年年末 ,记者在辽宁省气象科研所副所长王奉安的陪同下 ,到该所风能课题组工作过的渤海湾走了一趟 ,有幸涉足海洋红、仙人岛等风电场。在海边高高低低的土地上 ,参差错落地屹立着许多高度近 5 0米的风力发电塔。风力在 4米 /秒— 2 5米 /秒时 ,风车处于旋转状态 ,开始发电。这是地方经济发展的见证 ,也是该所风能课…     

盐湖沉积的气象指标

青海省海西蒙古族藏族哈萨克族自治州察尔汉钾肥厂气象站根据达布逊盐湖(察尔汉盐湖地区的西南部分)新生光卤石矿沉积的气象指标预报矿生。盐湖是一个高浓度的卤水湖泊,含盐量高达300—350克/升,盐湖卤水面积不断变化。湖水深度每年均在0.39—1.02米,最深处可达1.70米。湖水海拔高度为2377米,四周盐湖干涸区高出湖面约1—2米成为     

深圳风廓线雷达与气象梯度塔对风速观测的对比分析

为更好地了解风廓线雷达低层风速观测的准确性,利用356 m气象梯度塔和风廓线设备在深圳石岩气象综合观测基地进行了一次成功的风速观测对比试验(时间为2017年6月1日—8月15日)。试验对两种探测设备测得的风速资料进行了不同时次和不同高度的对比,结果表明:由两种手段获得的所有4层(100、160、300和350 m)匹配高度上风速平均值一致性很好,30 min相关系数在0.6以上,风廓线雷达探测的风速相对偏小。使用矢量法对4层高度上的风向资料进行平均,得到风向的30 min和日平均值,两者的相关系数都在0.75以上。6月12—13日"苗柏"台风影响深圳期间,两者的风速风向变化趋势一致,较好地刻画了台风的变化过程。     

探测气球施放高度的技术探讨

高空气象探测是天气预报保障工作的基础,其探测高度和探测要素的准确性,对国民经济建设和航空兵活动具有十分重要的意义。我区鞍山场站气象雷达站为提高探测气球的施放高度,确保探测质量,从1982年到1986年,针对影响施放高度的各种因素进行了一系列的研究和探讨。在严格执行《规范》规定的基础上,作了综合性的技术改进,通过5年多的实际验证.效果良好。1983—1989年的平均施放高度为25121米,比1982年以前的平均施放高度提高了4251米。这一施放高度     

苏联关于高耸建筑物积冰研究的进展

高耸建筑物如广播铁塔、电视塔、跨江送电线路铁塔等,在冬季一定的天气形势下会有雨淞、雾淞冻结于其构件上面,形成积冰。特别当低云垂及铁塔,积冰尤为严重。例如,苏联设在奥布宁斯克高达310米的气象塔1964—1966年间一次最大的积冰总重量达14183公斤,占此桅杆自重的4.6%。高达541米的莫斯科奥斯坦坚斯基电视塔一次积冰总重量达30000公斤。无论是积冰所造成的垂直荷载,或是由于积冰而增大受风面积所增强的水平风荷载,都是设计高耸建筑物所必须预先考虑到的。高耸建筑物积冰的规律如何,因为长久以来缺     

地面气象探测遥测自动仪器功能规格及安装环境要求

世界发达国家较重视气象探测仪器自动化、遥测化的研制和推广工作,随着计算机技术和网络技术的飞速发展,气象探测仪器日新月异,发展迅猛,日本、美国等发达国家自动化观测网络所拥有的自动化、遥测化站的规模都超过上千个台站.随着计算机应用的普及,现在的自动化观测仪器更是集计算机、通讯和电子技术、工业工艺设计为一体的综合体系,从数据传输、存档和分发到系统网络实现了自动化,并投入业务使用.我国“九五”期间地面自动化仪器的研制方面取得了很大进展,目前我国自行研制已进行业务化考核并有部分型号投入业务使用的地面遥测自动化仪器有五大类.随着改革的不断深入,各类气象台站将逐步推广使用遥测自动仪器(含中小尺度观测点),为保证地面气象测报自动化业务的规范、统一,避免在建设、安装使用过程中重复建设或因不符合使用规定,工作环境不规范、设备安装不当造成不必要的损失,本文对我国研制和生产的地面测报遥测自动仪器的性能特点作简单介绍,并重点介绍有关自动遥测仪器的使用规定及地面有线综合遥测气象站(Ⅱ型)的现场环境要求,供有关气象台站作地面测报遥测自动仪器建设规划及工作环境综合改善参考.     

苏联农业气象地面观测工作的现状与前景

苏联农业气象地面观测工作包括农业气象试验站(下称农试站)、水文气象观测站及农业气象哨的农业气象观测。一般而言,在资料完整、探测可靠、旦有熟练专家(站上有1-3个农气工程师)的农试站,均能进行一些农业气象检验测量方法和仪器及作物与牧草产量气象预报的研究。然而,苏联的农试站一般只占观测站网总数的3.5％,但在地面农业气象观测点中水文气象观测站占有很大的比重,水文站上一般有一名农业气象技术员,主要从事农田农业气观测工作。     

北京城区大气边界层空气污染特征观测研究

2001年1～3月共分3期,在北京城市地区大气边界层进行了大气化学和气象现埸观测.结果表明北京城市低层大气中主要的气体污染物是NOx,其次为SO2;各高度SO2和NOx之间的关系有较好的一致性,NOx大约为SO2浓度的2倍或2倍以上;污染源排放是造成北京城市低层大气空气污染严重与否的主要原因之一;同一季节中空气污染状况很大程度上取决于天气条件;NO2/NO和NO之间有着较好的负幂指数相关关系;近地层不同高度和不同地点观测到的大气污染物随时间变化趋势有较好的一致性.     

基于探空风资料的大气边界层不同高度风速变化研究

利用1981—2014年我国资料齐全的93个高空气象观测站(距离雷达300、600、900 m高度)的探空风资料,按照气象地理区划,借助GIS分析了边界层内不同高度风速及其趋势的时空变化,得到以下结论:300～900 m,东北和华北地区累年平均风速较大,西南和西北地区累年平均风速较小;边界层内各高度同一地区平均风速的月变化趋势基本一致,但各地区季节风速变化不同,同一地区月平均风速的年较差随高度上升而增大;300 m.各地区年平均风速均显著减小:在600和900 m.华北、西北、华中地区年平均风速呈增加趋势,东北地区年平均风速呈减小趋势,但均未通过显著性水平检验;各高度年平均风速空间分布均为东北地区较大,尤其大兴安岭和东北平原地带;从沿海到内陆,由东至西风速逐渐减小;在300 m.全国年平均风速以减小趋势为主;在600 m,全国大部分地区年平均风速呈增加趋势,尤其是中部、西北和华东沿海地区;在900 m高度,全国年平均风速变化趋势呈现由边界向内部的包围态势,中心地区呈增加趋势,边界地区均呈减小趋势,但是通过显著性水平检验的地区不多。     

基于天津255m气象塔对近年天津近地面风和气温变化特征的研究

通过分析2010—2018年天津气象塔风、温度资料,对近年来天津城市边界层粗糙度、大气稳定度和逆温特征进行研究。结果表明:随着城市发展,气象塔周边各方向粗糙度和零平面位移明显增高,气象塔周边建筑物对80 m高度以下风场的影响较为明显。受湍流强度日变化影响,各季节中气象塔高层和低层风速日变化特征差异明显。通过温差-风速法计算大气稳定度发现稳定类层结多出现在秋冬季的夜间,稳定层结条件下逆温情况多发,其逆温强度、逆温层厚度和贴地逆温比例也明显高于不稳定和中性层结。天津城市热岛强度的时间分布表现出夜间强于白天,秋冬季强于春夏季的特征。城市热岛强度与大气稳定度时间分布具有一定相关性。     

Ⅱ型遥测仪与常规气象仪器对比观测资料的差异

Ⅱ型地面气象综合有线遥测仪 (以下简称Ⅱ型遥测仪 )于 1999年 11月在荆州市气象台投入试运行。从其运行情况来看 ,其仪器性能稳定 ,人机对话界面友好。为进一步了解Ⅱ型遥测仪的观测效果 ,并确保历史气象资料的均一性 ,自 2 0 0 0年 1月起 ,对Ⅱ型遥测仪与常规气象仪器进行为期三年的对比观测。通过对 2 0 0 0年 1～ 12月荆州站对比观测数据所作的分析发现 ,利用两种观测手段所测得的地温、气温、相对湿度、气压、雨量等气象要素均存在一定差异。这里 ,对其差异产生的原因作了分析 ,并提出了相应的处理方法。1　地温差异形成的原因及其消除…