首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理

本项目在2004年取得的主要成果如下: (1)城市边界层大气物理和大气化学特征。在城市边界层的强化立体观测的基础上,针对冬、夏季城市大气环境及奥运会期间首都北京大气环境“背景”特征、急需认识的问题以及调控治理理论应用技术难点,着重分析研究了城市冬、夏季建筑群边界多个污染物种化学成分相关性,城市“冠层”建筑群楼顶单点长期时间演变特征,冬、夏季城区污染过程大气多尺度特征,冬、夏季气溶胶垂直分布特征及其与天气和气象条件的关系以及冬、夏季城市边界层感热、潜热通量特征等重     

大气环境数值模拟研究新进展

近五年来,中国科学院大气物理研究所(简称大气所)在大气环境数值模拟方面取得了丰硕的成果,通过自主发展和引进,建立了完备的多尺度、多成分的大气环境数值模式,包括全球大气化学输送模式、区域和城市空气质量预报模式。大气所利用这些模式研究各种空间尺度上污染物浓度时空分布以及污染物的输送和演变,研究了多种污染过程的成因和污染变化规律,在污染物输送、低对流层臭氧高污染、区域及城市污染等方面取得了很多成果,并对区域或城市空气质量进行业务化实时预报。大气所还拓展了我国大气环境模拟研究的新领域:大气化学资料同化、污染模式集合预报、污染源反演新方法。初步建立了空气质量模式的资料同化系统(分别基于最优插值技术和集合卡曼滤波技术)和多模式集合预报体系,提高了模式预报水平;在污染源反演新方法方面进行了初步的探索。结合我国目前仍然面临着的大气环境问题,对今后大气环境数值模式的发展方向进行了展望。     

城市气象研究动向的思考

基于近年来城市气象观测与模拟研究的最新进展,展望了城市气象未来的发展方向和重点研究领域,主要包括以下六个方面：城市气象数值模拟、新观测技术及同化应用、观测与数值模拟互动、城市化对天气气候影响机理、城市气候资源利用与热岛效应减缓措施,以及城市化对大气环境及人体健康的影响。指出了城市冠层模式发展、城市水文过程及城市降水、城市边界层及其他模式物理过程和模式评估等方面亟需解决的关键科学问题。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

广州城市大气环境监测系统建设的探讨

根据WMO城市气象观测指南,在充分考虑广州城市结构和局地气候特征的基础上,针对广州高温高湿的天气特征,利用现有大气探测体系,结合广州实际情况和气象部门特点,提出建立一套布局合理、密度适宜、技术先进的城市大气环境监测系统,试图实现城市大气环境的预报预警服务。     

大气边界层和大气环境研究进展

大气边界层物理和大气环境是大气科学的重要领域,中国科学院大气物理研究所自成立以来在这一研究领域取导了丰硕的成果.作者重点介绍最近十多年来在大气边界层探测、大气边界层结构特征、大气湍流理论、城市和区域大气污染预测预报模式研究等方面取得的重要进展,并对大气边界层和大气环境研究的未来发展作了展望.     

新书架

<正>城市环境综合观测与大气环境动力学研究徐祥德等著该书系统地介绍了城市边界层动力学特征,城市大气动力—化学过程三维结构模型,城市气溶胶空间结构与相关模型,城市大气污染周边源影响域与源追踪模型,城市热岛多尺度与山谷     

模糊综合法在城市环境质量评价中的应用

通过对城市环境质量指标的综合分析,确定了多层次模糊评价法,将其应用于城市空气质量评价中。此法能够将复杂的多层次评价转化为定量评价,从而更合理有效地对区域的大气质量状况加以分析比较。对铜川市2003、2004年度大气环境中SO2、NO2、PM10浓度年的日均值采用模糊综合评价法进行分析,从而评价铜川市的大气环境质量等级。对比分析年度变化趋势,结果客观地反映了城市区域的大气环境状况,从而为改善和治理城市环境提供必要的理论依据。     

2010年广州亚运限行减排对大气环境的影响

通过对亚运会、亚残运会期间限行减排各个阶段的广州和相邻城市监测到的污染物浓度以及同期的天气背景进行分析,探讨污染源、城市的地理位置、天气条件和限行减排对亚/亚残运会期间广州大气环境的影响,结果表明:由于人为限行减排、城市的地理位置和气象扩散条件等各种因素综合作用,使得亚运会期间广州统计平均的能见度基本大于10 km;机动车的限行减排对PM10的削减作用不如PM2.5和PM1明显;限行减排对广州O3浓度控制"不敏感",但是会导致浓度峰值时间相对广东东莞出现1小时左右时间"滞后";珠江三角洲(简称珠三角)的大气环境问题呈现区域性,而且污染程度不容乐观,将来对该区域的大气环境治理需要进行长期持续的联防联控。     

辽阳市大气环境监测优化布点研究

1 前言 10多年来,随着经济建设的巨大变化,辽阳市城市规模及布局变化很大,原有的大气环境监测点位的监测结果已经不能全面反映辽阳市大气环境质量水平,其可比性、代表性欠佳,优化布点研究势在必行。2 辽阳市大气环境监测点位代表性分析 1975年,按照辽宁省环保局的部署,辽阳市环保局组织专家论证确认既兼顾各类功能分区,又有采样条件的原则,确定了4个大气环境监测采样点,分别代表清洁区、工业区、生活区、     

水银气压表温度重力修正和重力引用问题

温度、重力修正是影响水银气压表在使用和校准中测量不确定度的重要因素。文章介绍了水银气压表温度、重力修正的原理，引用重力加速度时出现的问题，以及重力引用误差对气压测量的影响。     

浙江省夏季旱涝年及前期异常特征

采用1951－1960年浙江省4站和1961－1999年浙江省36站的夏季降水资料划分了浙江省夏季旱涝年。研究了夏季旱涝的同期及前期环流异常特征，研究了浙江省夏季旱涝的预报方法。     

一种经验建模的客观分型方法及其应用

介绍一种应用常规历史天气图资料进行天气学客观分的思路和方法,首先建立某种天气 若干环不充模型,然后确定各模型的判别条件和顺序,由计算机进行自动分型,和到各环流型样本,实现客观分型。此方法于威海市冬季分区降水预报系统 天气分型,卫水模型物理意义明确,识别近前和,系统自动化。指出了天气分型在数值预报产品释用中的重要性及应注意的问题。     

南北极海冰的时空变化特征

本文分析了南北极海冰多年平均覆盖资料，给出南北极海冰的年内变化特征，极地海冰最多最少月份的空间分布。计算了２月及９月海冰年际变化方差分布，并对２月及９月南北极海冰７个分区域覆盖面积作了ＥＯＦ分解，为进行南北极海冰影响全球气候的数值试验提供了海冰变化的空间配置     

INTERDECADAL AND INTERANNUAL VARIABILITIES OF AIR AND SEA AND THEIR RELATIONS OVER THE PACIFIC*

Regional differences and relations of the atmospheric and oceanic interdecadal and interannual variability in the Pacific are addressed in terms of period analysis and singular value decomposition(SVD) method.Results show that the interdecadal anomalies are more significant in the North Pacific(NP) than in the tropical Pacific(TP),and the interannual anomalies in the TP than in the NP in the variance of air-sea anomalies:the interdecadally variational character of a surface(shallow) layer sea and air is unanimous in the same season and region,and the transition of a high mode to a low one both occurred at the end of 1970s and the beginning of 1980s,with an exception for July in the NP,which is related to the stability of the stratification of sub-surface layer sea temperature:the interannual scale air-sea anomalies are associated with ENSO,which is most typical for January,then July in the TP,followed by January in the NP,and there is no visible relationships for July in the NP.     

SIMULTANEOUS DETERMINATION OF AEROSOL SIZE DISTRIBUTION AND REFRACTIVE INDEX AND SURFACE ALBEDO FROM RADIANCE-PART III: PARAMETRIZATION AND APPLICATION

Based on the radiative transfer calculation results, three approximate expressions of the sky radiance in almucantar and its increment caused by surface albedo are presented. They are simple, but accurate enough. The dependence of the fitted aerosol scattering phase functions on refractive index is also studied, and its reasonable form is given. For Junge size distribution, the approximate equations of the phase functions with some special scattering angles are obtained. These approximate equations significantly simplify the retrieval algorithm of simultaneous determination of aerosol size distribution and its refractive index and surface albedo. This method can be realized with a microcomputer, and has been used to process and analyse the experimental data measured in Hefei of Anhui Province.     

江西省旱涝灾害风险评估与农业可持续发展

采用旱涝受灾率、成灾率、降水变率、脆弱度、灾害损失率、干旱指数等要素,评估了江西省旱涝灾害风险的时空分布特征.并根据江西省旱涝风险的时空分布特征,提出防灾减灾对策,防御和减轻旱涝灾害,以达到农业可持续发展的目的.研究结果表明,江西省每年都存在不同程度的旱涝风险,且洪涝风险大于干旱风险;干旱风险的变异程度小于洪涝风险.其空间分布为干旱风险北部重于南部、山区轻于平原;洪涝风险东部重于西部、南部轻于北部.     

降雨型滴谱与反射率因子及雨强关系研究

利用C＋＋Builder对激光降水粒子谱仪的原始雨滴谱数据进行解码,应用M-P分布对2008年6月8—9日庐山的一次降雨过程进行拟合。结果表明,M-P分布的拟合曲线与雨强有关,但不利于对比分析雨滴谱。以无量纲粒子直径和无量纲粒子密度分布的自然对数为自变量和因变量,建立M-P分布、线性最小二乘拟合、Γ分布的雨滴谱拟合关系式,通过误差分析得到Γ分布相对最优。比较雨滴谱反演的回波强度和南昌雷达观测取样点上的回波强度,发现它们随时间的变化趋势大体一致,但反演的回波强度略大于雷达观测。按平均直径、中数体积直径对降雨进行分类,分别建立层状云和对流云降雨的反射率因子和雨强之间的关系式（Z-I关系式）,2种降雨类型关系式的系数存在明显的不同。     

热带大气和海洋的半地转适应和发展运动

半地转适应和半地转发展是热带大气和海洋运动的两种基本形态,它们在时间上是可分的,反映了不同的物理过程。当初始扰动作用于大气或海洋时,首先将激发出重力惯性波,当重力惯性波频散后,建立起半地转的平衡状态,此后运动进入到以Rossby波（长波或短波）、Kelvin波和混合波中的Rossby短波为主导的发展状态。文中研究的纬圈半地转适应和发展运动,是Gill长波近似模式的理论基础。同时研究了经圈半地转适应和发展运动,实际上这相当于短波近似模式,它可以应用到研究海洋经圈边界附近的一类问题。     

1984～2000年印度洋与中国地区上空对流层中上层及平流层气溶胶变化和输送特征

利用美国SAGE II (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II)卫星最新版（6.0版）1.020 μm通道逐日气溶胶消光系数资料，得出了对流层中上层及平流层（10 km以上高度）气溶胶光学厚度的平均分布和变化特征。结果表明:气溶胶光学厚度在低纬度大，在印度洋的岛屿上空有三个高值中心，气溶胶光学厚度高值中心与对流层中上层的上升气流的高值中心相对应。与17年(1984～2000年)年平均相比，近6年（1995～2000年）孟加拉湾至青藏高原东南部上空气溶胶光学厚度明显增加；中国东部地区上空气溶胶光学厚度增加，中西部地区则减小。气溶胶光学厚度存在三个经向的增加带和两个经向的减小带。中纬度与赤道之间的布鲁尔-多普森环流（Brewer-Dobson Circulation）带来的低层大气与对流层中上层及平流层之间的气溶胶输送是导致气溶胶这种经向一致变化的主要因素。气溶胶的这种输送产生的近地面大气污染物向中上层大气输送有可能产生重要的气候变化。