香河站太阳辐射识别晴空方法的评估

根据位于华北平原的重污染站点——香河5年的分钟级别地表太阳辐射和人工订正的全天空成像仪数据,对21种晴空识别(CSD)方法进行了评估:晴空识别准确率较高的方法云天识别准确率较低,反之亦然;由于CSD方法采用的参数阈值不适用于污染情况,当气溶胶含量增加时,识别准确率呈下降趋势.研究结果显示,利用太阳辐射数据识别晴空的方法...     

基于MODTRAN模式与卫星资料的晴空净太阳辐射模拟

探讨了中分辨率大气辐射传输模式MODTRAN4.0与卫星资料同化在模拟净太阳辐射中的应用,并利用CERES卫星资料作为MODTRAN模式输入参数,对2005年北京上甸子进行了晴空下的地表净太阳辐射模拟与比较。结果表明:利用MODTRAN4.0模式和CERES卫星资料可以较为精确地模拟晴空天气下的净太阳辐射,平均绝对误差为25.74 W/m2,平均相对误差为4.98%。此外,对净太阳辐射的影响因子的研究表明:太阳天顶角、反照率、水汽含量、大气光学厚度与臭氧浓度等因子与净太阳辐射均呈负相关关系,且太阳天顶角与反照率影响较大,其余因子影响较小。     

自动站与人工站太阳辐射观测数据的对比分析

本文根据《对比观测期间监测资料评估技术方法》，对济南、福山、莒县三站的2003年人工和自动站平行观测的辐射资料进行了对比分析。结果表明：福山和莒县站总辐射对比差值较小、一致率较高，而济南站10—12月总辐射对比差值较大，一致率低；济南的冬季净辐射对比差值较小，一致率较高，而夏季对比差值较较大；福山7-8月的净辐射对比差值较大，其他月份对比差值较小，一致率较高。     

中高层大气环流模式的初步评估与敏感性分析（英文）

提高大气环流模式的模式顶层高度对中高层大气(如平流层准两年振荡)的准确模拟至关重要.本研究将IAP大气环流模型(IAP-AGCM)延伸至中层大气顶(～0.01 hPa,～80 km)并提高垂直方向分辨率(91层),发展了一个中高层大气环流模型(IAP-AGCML91).结果表明,与低层模式相比,该中高层大气模式在整体上显著减小了平流层尤其是上平流层的冷偏差.研究发现这种改善与两种机制有关:与低层模式相比,高层模式模拟的短波加热更大,极区平流层附近的经向涡动热通量更大.上述结果表明,垂直分辨率和模式顶层高度对IAP-AGCML91的气候模拟有重要影响.     

华北香河站一次霾污染事件的综合观测研究

利用激光雷达、太阳光度计、系留气艇低空探测数据及MODIS卫星数据等多源资料,对2007年2月初发生在我国中东部地区的一次大范围霾污染事件进行了综合分析,重点分析了华北香河站垂直向气溶胶光学特性的变化特征,并初步讨论了气溶胶区域输送。分析结果表明:霾污染中心位于大城市、城市群或者盆地等污染物源排放强度大或者地形不利于污染物扩散的地区,形成了6个污染中心;2日霾最严重时,近地面气溶胶消光系数(355nm)达到1.8 km~(-1),是霾发生前的3倍;霾最严重时气溶胶光学厚度(340 nm)为1.4,较前后日的高;随着边界层高度的下降,底层气溶胶快速积累;香河站气溶胶在垂直向存在明显的分层现象,上层600—1000 m高度气溶胶受区域输送的影响,其光学厚度占整层气溶胶的比值能达到43.6%,甚至更高;本次霾过程以细粒子为主;弱高压系统、低至100 m左右的逆温层高度及低风速等气象条件对此次霾的形成起到了重要的作用;而3日出现的大风则很可能是驱散霾的重要因子。     

高频探空温度和风速的质量控制方法研究（英文）

针对中国高分辨率探空资料,本文提出了一种计算气候学界限值的方法以满足业务中对资料进行质量控制的需求.首先在垂直方向上将整个大气划分为64层,将落在每层范围内的观测数据都收集到一起进行排序并计算百分位,在此基础上通过比较不同百分位廓线值来获得气候学界限值.除了业务台站,本文还使用了TIPEX-III的探空数据来验证本方法在科学试验数据中的应用效果.评估表明,应用气候学界限值可以有效检测到业务站和试验站观测数据中的粗大误差;百分位廓线则可以清晰的体现出探空观测的整体变化特征并揭示出误差的整体分布范围.     

吉林省单站暴雨特征分析及评估方法

利用吉林省50站1951-2007年逐日降水资料,对暴雨的时空分布规律和气候变化特征进行了分析,对单站暴雨采用等级、序位、异常气候重现期等方法进行了评估.结果表明:吉林省暴雨一般集中出现在7月上旬到8月下旬,且有一半以上的县市暴雨的气候倾向率呈上升的趋势,1980s中期以来,吉林省中东部地区暴雨出现次数处于偏多阶段.对吉林省单站暴雨采用等级、序位、异常气候重现期等方法进行了评估,对2005-2007年吉林省出现的大暴雨进行了试评估.     

吉林省单站暴雪特征分析及评估方法

利用吉林省50站1951—2007年逐日降水资料,对暴雪的时空分布规律和气候变化特征进行了分析,对单站暴雪采用等级、序位、异常气候重现期等方法进行了评估。结果表明：吉林省暴雪一般集中出现在11月上旬到11月下旬以及3月上旬至4月上旬,吉林省东南部地区以及四平大部、松原北部暴雪的气候倾向率呈上升的趋势,20世纪末以来,吉林省暴雪出现次数处于偏多阶段。对单站暴雪可以采用等级、序位、异常气候重现期等方法评估,这些方法实用可行,可以满足快速、及时评估等气象服务的需求。     

与飞机观测资料对比评估WRF微物理方案集合的模拟能力（英文）

使用WRF模式中的Morrison,WSM6,SBM,P3四种微物理方案的集合,模拟中尺度对流系统降水过程.研究发现不同的微物理方案模拟的对流云区液态含水量,冰水含量的垂直分布各不相同,而模拟的层状云区液态含水量,冰水含量的垂直分布结果相似.总的来说与其他方案相比,Morrison方案和集合平均的结果最接近观测值.我们也注意到在一些区域,所有成员均高估了液态含水量2-8倍,这也导致了在这些区域集合平均值与观测相比仍然有很大的差距.     

基于IAP AGCM4的欧亚大陆春季雪水当量可预报性评估（英文）

欧亚大陆积雪是重要的气候预测因子,评估其在气候模式中的预测潜力可为季节气候预测和模式发展提供重要参考。本文利用IAP AGCM4的多年集合后报结果,分析了欧亚大陆春季雪水当量的可预报性。结果表明该模式对提前1月后报的欧亚大陆春季雪水当量的空间分布,主要模态及变化趋势具有较好的可预报能力。此外模式对欧亚中高纬积雪的年际异常也具有较高的预报技巧,特别是高纬度区域。可预报性来源分析则表明,大气初始异常对欧亚中高纬积雪可预报性的影响与海温异常相比显得更为重要。     

上甸子大气本底站太阳辐射观测数据的质量评价

采用了基准地面辐射观测网络(BSRN)推荐的辐射观测数据质量评价方法,对2005年上甸子大气本底站太阳辐射观测数据进行了质量评价,并通过分析晴空地面太阳总辐射观测值与计算值之间的均方根误差和变差系数来替换BSRN质量评价方法中的"辐射观测值序列的目视"检验步骤.结果表明,通过前3步检验的直接、散射和地面太阳总辐射数据的百分比,除7月和8月外其他月份均在95%以上;地面向上辐射除3、4、7、8和11月在74.7%～85.5%之间外,其他月份均在91%以上.通过前3步检验的晴空地面太阳总辐射观测值与计算值之间的均方根误差均在23.5 W·m-2以下,除11月和12月外其他月份的变差系数均在0.05以下.     

太阳辐射经验系数插值方法的比较

利用江苏省南京、吕泗、淮安3个日射站以及周边省市共10个日射站逐月日照百分率资料和太阳总辐射资料,利用最小二乘法拟合经验系数a、b,并利用除南京、吕泗2个日射站以外的8个日射站的经验系数a、b,采用多种插值方法计算江苏省70个站的经验系数a、b,并据此求出70个站点逐月太阳总辐射值并分析其分布特征。结果表明：采用反距离权重插值法得到的经验系数a、b,误差最小。结论可为求解江苏省各地太阳总辐射提供科学参考。     

基于MFD及实时路况的城市道路机动车排放计算方法（英文）

本文提出了基于交通流宏观基本图(MFD)以及实时路况数据的城市道路机动车排放计算方法,并以环境保护部发布的指导方法为参照,对所述方法进行了对比验证。以2015年3月北京市五环路高速,国道京福路,省道京周路的氮氧化物排放为例,两种方法计算结果平均偏差分别为-27.7%,-12.9%,-12.0%。因此,基于MFD及实时路况数据对交通流量及机动车排放的估算,可以较好地反映道路机动车的运行情况及排放特征,在构建应用于街区尺度模型的排放清单,城市区域道路机动车排放的时空分布特征等方面具有非常好的应用潜力。     

最新版海冰模式CICE的优势：基于北极海冰时空特征的评估（英文）

【研究目的】海冰模式CICE (Los Alamos sea ice model)作为当前国际上的主流海冰模式之一,已被耦合进了大部分地球系统模式,对该模式模拟能力的评估工作是发展地球系统模式的重要参考依据。【创新点】通过观测数据与不同版本CICE模式对北极海冰数值模拟结果进行对比分析,研究了最新版本CICE6.0模拟能力及优势。【重要结论】CICE6.0模拟结果的年际误差最小,且季节变化与观测值最为吻合。相较而言,CICE4.0严重高估了冬季海冰总面积及低估了夏季海冰总面积,而CICE5.0在冬季的误差明显大于其他版本。此外,我们也关注了三个模式对多年冰和季节冰的模拟效果,从其均方根误差空间分布看出:模拟误差主要出现在中央海区及其周边海域。CICE4.0和CICE5.0在这些区域模拟的多年冰偏少、季节冰偏多,均低估了多年冰的变化趋势,且高估了季节冰的变化趋势;CICE6.0很好地解决了这些问题,其模拟的多年冰和季节冰的趋势最接近观测值,特别在北冰洋中部。总的来说,CICE6.0模拟的北极海冰在各方面都优于其他版本。     

太阳辐射经验系数插值方法的比较

利用江苏省南京、吕泗、淮安3个日射站以及周边省市共10个日射站的逐月日照百分率资料和太阳总辐射资料,利用最小二乘法拟合经验系数a、b,并利用除南京、吕泗2个日射站以外的8个日射站的经验系数a、b,采用多种插值方法计算全省70个站的经验系数a、b,并据此求出70个站点逐月太阳总辐射值并分析其分布特征。结果表明： 采用反距离权重插值法得到的经验系数a、b,误差最小。结论可为求解江苏省各地太阳总辐射提供科学参考。     

自然灾害影响及（预）评估

对达州市自然灾害的总体特征、影响情况和形成原因进行了分析。并对21世纪初期(2000～2010年)自然灾害可能发生的情况和造成的影响进行了预评估。     

高架地铁线（站）防雷若干问题探讨

地铁是机电系统、电气系统和电子系统高度集中的工程建设项目,雷电对地铁各控制系统的功能、对乘客及相关人员的人身安全带来严重的威胁.通过计算北京地铁新城五线高架车站的年预计雷击次数,对地铁在特大型城市中的重要性、发生雷电事故后果严重程度进行分析.结果表明,地铁高架车站(及高架区间)应为第二类防雷建筑物.运行列车遭受雷击可能性分析表明,充分利用高架区间灯杆的高度,在接触轨和走行轨上按一定的间隔安装专用电涌保护器有利于加强和完善列车和牵引电源的雷电防护.分析了在高架桥梁的防雷接地中大量使用地极保护器的利与弊,探讨了通过加强对杂散电流防腐的设计来减少或不使用地极保护器的基本构思.