用常规探空资料估算C^2n和ε垂直变化初探

用南京，射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数Ｃ＾２ｎ的湍能耗散率ε垂直变化理论模式。结果表明：用该理论模式计算的ε值与用天气脉冲多普勒雷达探测的速度谱宽σ＾２ｒ再估算得到的ε值有较好的一致性。     

用常规探空资料估算Cn2和ε垂直变化初探

用南京、射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数C_n²和湍能耗散率ε垂直变化理论模式。结果表明:用该理论模式计算的ε值与用天气脉冲多普勒雷达探测的速度谱宽σ_r²再估算得到的ε值有较好的一致性。     

大气折射率湍流结构系数C_n~2的观测试验

以美国ＮＯＡＡ波传播实验室估算大气折射率湍流结构系数的模式为基础，经过数值试验和观测对比调试，给出了一个得到我国雷达测值验证的实用的估算模式．     

大气折射率湍流结构系数C2n的观测试验

以美国NOAA波传播实验室估算大气折射率湍流结构系数的模式为基础，经过数值试验和观测对比调试，给出了一个得到我国雷达测值验证的实用的C2_n估算模式。     

风廓线雷达对大气折射率结构常数的探测研究

基于湍流散射理论,构建了风廓线雷达（WPR）强度信息对大气折射率结构常数的估算方法。经过对WPR多种探测模式探测数据的估算分析,发现雷达参数的确切选用、信噪比(SNR)测量方法的合理性以及信号累积得益的认定对大气折射率结构常数的准确估算有较大的影响,为此提出适合WPR多种探测模式对该估算值规范化处理方法。利用北京两部对流层风廓线雷达五种探测模式于2005年获取的部分观测数据,进行了规范化计算及对比分析。结果表明,邻近时刻的不同风廓线雷达探测估算结果有较好的一致性,其垂直分布结构合理,呈指数形式, 统计结果与国内外的分析研究结果较为吻合。     

由GMS资料估算夏季青藏高原地区地面总辐射

用辐射理论导得了卫星测值与地面总辐射的关系，据此建立了用卫星资料估算地面总辐射的七种模式，选择效果最佳的一种估算了青藏高原地面总辐射，结果表明，这种方法能弥补高原地区资料不足的缺憾。     

由GMS虎夏季青藏高原地区地面总辐射

用辐射理论导得了卫星测值与地面总辐射的关系，据此建立了用卫星资料估算地面总辐射的七种模式，选择效果最佳的一种估算了青藏高原地面总辐射，结果表明，这种方法能弥补高原地区资料不足的缺憾。     

新疆风区下垫面动力学粗糙度估测值与模式定义值的对比

按风向风速标准差法估算了新疆风能资源详查区17座测风塔一定范围内的动力学粗糙度,并与期间利用的3 km和1 km分辨率的数值模式中的动力学粗糙度理论定义值进行了对比。结果表明:除了采用的landuse基数据在一些区域的错误判识而导致本研究的估测值与中、小尺度模式中的动力学粗糙度理论定义值有较大差别外,大多数比较接近,今后有必要对这些区域的landuse的分类进行客观订正;夏季强风区的动力学粗糙度估测值普遍小于中尺度模式的理论定义值;对于主、次风向上动力学粗糙度值极不均匀区域,风向与风速标准差估算法需结合使用;本研究估算的动力学粗糙度是在中性层结条件下进行的,对于中性层结条件较少发生的区域,该动力学粗糙度估算值的普适性将受到限制。     

用卫星资料探讨有云情况下的地面辐射收支

对晴空和有云情况进行了研究，用辐射理论导出了这两种情况下卫星测值和地表太阳总辐射、净辐射的关系，将卫星测值与地面辐射观测站的实测值进行拟合，建立了几种利用卫星测值估算地面太阳总辐射和净辐射的模式，经研究比较选出几种最佳模式。据此利用卫星资料估算晴空和有云情况下的太阳总辐射和净辐射，以弥补我国辐射测站稀少，资料短缺的不足。     

利用LAP-3000型风廓线雷达资料对深圳地区湍流耗散率特征的研究

利用2010年1-2月深圳LAP3000型风廓线雷达资料,对湍流耗散率进行了估算,针对典型晴天条件下的湍流耗散率ε、折射率结构常数C2n、水平风速和风切变,分析了其时空变化特征.得出如下结论:(1)深圳地区低空大气ε的量级在10-7 ～10-1 m2 ·s-3之间,与理论模拟值基本一致;(2)时间分布特征表现为,2 km以下ε有很明显的日变化特征,夜晚和上午ε较大,下午及傍晚减小;(3)空间分布特征表现为,ε随高度大致呈递减分布;ε量级达10-2.5 m2 ·s-3所在高度可作为深圳地区2010年1月14-15日边界层顶高度的判断依据.     

利用非流体静力伴随模式同化大气无线电折射率

近来，基于全球定位系统（ＧＰＳ）提出了一种遥感水汽的新途径。根据ＧＰＳ折射率测量结果能够反演出温度和水汽和垂直廓线。对于气象部门来说，这是一种有价值的潜在资料源。基于宾州／ＮＣＡＲ的中尺度模式的绝热版本及其伴随模式发展了一种四维资料同化系统。然后，进行了一系列观测系统模拟试验来评估ＧＰＳ推算的大气折射资料的效果。结果表明，大气折射率同化在反演水汽垂直廓线中是非常有效的。推算出的水汽场的精度明显比用传统反演技术得到的精度要好。大气折射率同化也能提供有效的温度信息。资料同化结果对于附加在模拟折射率观测值上的随机误差较不敏感。而它们对于观测值的空间分辨率却非常敏感。谱分析表明，湿度场具有较小尺度的变化且对大气折射率观测值的分辨率比温度更敏感。当折射率观测值分辨率较粗时，单个观测值同化得到的结果比在模式格点上内插的观测值同化的结果要好。沿大约２４０ｋｍ距离（ＧＰＳ折射率观测的特征尺度）平均的折射率观测值的同化对温度和湿度场的反演仍得到相当好的结果。     

一个利用热量平衡方法对融雪、雪面温度和冻结深度的预报模式

研究出一个以热量平衡方法为基础的融雪模式。这个模式考虑了雪面和整个雪盖两方面的热量平衡,并同时预报雪面温度和冻结深度。运行此模式需要实测的或估算的入射辐射资料。融雪和雪面温度的计算值与观测值是一致的。检验了融雪与最大液水含量、热传导率和雪反照率等几个参数的关系。发现随着液水含量或热传导率增加,融雪量就减少。反照率对估算融雪具有很大的作用。利用本模式,估算了583km~2流域的径流量,并且用水坝的入流量资料加以证实。     

行星边界层模式中中性层结条件下的E-ε-l湍流闭合方案

由标准Ｅ－ε模式得到的行星边界层厚度似乎太大，之所以如此，可归因于湍流动能（Ｅ）的耗散率（ε）方程，特别是方程中耗散生成和损失项的参数化方法。在大气边界层的模拟研究中，我们认为谱能储存部分的谱串级输送过程必须作为耗散生成的一部分加以考虑，并用特征长度ｌε表示。与标准模式一样，耗散局地生成和损失作用之间的“平衡”的不稳定性，当作正比于Ｅ２／Ｅ的量处理。文中提出Ｅ－ε－ｌ湍流闭合方案，同时包含了混和长度ｌｍ和ｌε。虽然ε仍决定Ｅ方程中的耗散率，但其重要性减弱了。     

作物蒸散的研究:无水分亏缺条件下大豆田间蒸发与蒸腾的分别计算

分别用茎杆热量平衡和鲍思比法来估算无水分亏缺时的大豆田间的蒸腾(T)和蒸散(ET)。从ET中减去T就直接得到了大豆冠层下土壤蒸发的估算值。T/ET比值的日变化可用一条午间值最低、早晨和傍晚值较高的拋物线来表征。这种变化是由冠层吸收太阳直接辐射的日变程而决定的。结果表明,在土壤水分充足的条件下,大豆生育早期冠层稀疏时的田间蒸发,几乎与生育后期冠层稠密时田间的蒸散量相等。冠层下面的土壤日蒸发量随叶面积指数(LAI)增加而非线性下降。将估算蒸散的Makkink太阳辐射模式和冠层太阳总辐射的传输函数结合起来,形成一个估算冠层蒸腾的简单模式。由此模式估算的蒸腾量随叶面积指数的增加而非线性地增大,这种关系可由叶面积指数的负指数函数很好地逼近。     

用雷达回波参数估算积云降水的交叉检验

本文用湖南和广东雷达回波参数估算积云降水的方法进行异地交叉检验,对雷达估算值和雨量计测量值进行比较。结果表明,两地估算关系式交叉检验精度较高,证明两地估算关系可以互用。     

由平均风速和其标准差估算Weibull参数的近似公式及其精度

在风资源的研究工作中,理论计算结果往往与对样本进行统计处理的结果不一致,原因是多方面的,主要和下列因素有关:1)样本(包括测试仪器的精度、测试方法和数据处理等),2)拟合理论(用什么样的概率分布函数拟合实际观察值分布),3)估算拟合理论中参数的方法和近似公式。本文不涉及前两个问题。 若采用双参数Weibull概率分布函数拟合实际观察值分布时,Justus等人给出了五种估算参数的方法,本文只讨论其中的第三个方法。     

IPCC确定的几种未来大气CO_2浓度水平对人为CO_2排放的限制

用三维海洋碳循环模式和一个简单的陆地生物圈模式计算了ＩＰＣＣ（政府间气候变化委员会）未来大气ＣＯ２情景中海洋和生物圈的吸收，并结合上地变化的资料得出燃料的排放值。结果表明：尽管在所有的构想下，为了使大气中ＣＯ２浓度达到稳定必须减少排放，但对应不同的ＩＰＣＣ未来大气ＣＯ２情景，对人为ＣＯ２排放的限制是很不相同的。     

海洋中碳及营养物自然分布的数值模拟

用海洋生物化学环流模式（Ｂ－ ＧＣＭ） 模拟了工业化前碳及营养物在海洋中的分布, 并得到了较为合理的结果。模式考虑了海洋表面化学和一个简单的生物过程。模式的主要预报变量有总ＣＯ２ 、碱度和磷酸盐。决定生物化学物质分布的三个参数的取值为： ＰＯＣ 通量的垂直廓线的指数ａ 取观测值０－８５８ 、生物生产效率ｒ ＝ ２／ 年和下落比Ｒ＝ ０－０６ 。用Ｂ－ＧＣＭ 模拟出的结果与ＧＥＯＳＥＣＳ观测值基本相符。     

京、津、冀累年月平均5cm地温场的估算

采用两种方法，对河北、北京及天津地区１月、４月、７月和１０月累年平均５ｃｍ地温场进行了估算。一是采用以纬度、经度和海拔高度为因子的多元线性回归模型进行估算；二是利用Ｋｒｉｇｉｎｇ最优内插法对所选站点实测地温资料进行内插估算。结果表明，以地理位置坐标为因子的多元线性回归估算模型的剩余标准差为０．４－０．７℃，Ｋｒｉｇｉｎｇ内插估算的剩余标准差为０．２—０．３℃。此外，回归分析表明，各月累年平均５ｃｍ地温随纬度、经度和海拔高度值的增加而降低。纬度每增加１°地温下降０．２—０．８℃，夏季地温随纬度变化不明显；经度值每增加１°地温下降０．３—０．７℃；海拔高度每升高１００ｍ地温下降０．５—０．７℃。     

青藏高原珠峰地区戈壁下垫面上实际蒸散发量和蒸发皿蒸发量的关系研究!

根据互补理论得出了中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(珠峰站)的蒸发皿蒸发量和实际蒸散发量之间的关系,结果显示,湿季(7-10月)的ε值(即使潜在蒸发量增加的那部分感热的比例)小于全年的ε值,干季(1-6月,11-12月)的ε值最大。其次,对珠峰站的实际蒸散发量进行了计算,结果显示,在湿季应用互补理论计算得到的实际蒸散发量更加接近于观测值,而干季实际蒸散发量的计算值与观测值的差距比较大。最后,通过研究珠峰站蒸发皿蒸发量和实际蒸散发量分别与风速、气温、相对湿度、净辐射以及降水之间的关系,发现由于蒸发皿蒸发量在干季主要受风速和温度影响,受相对湿度影响比较小,进而随湿度指数没有明显的变化,所以在干季应用互补理论计算得到的实际蒸散发量与观测值的差距比较大。所以互补理论可能比较适用于湿季,在干季并不适用。