波状云

“风翻白浪花千片,雁点青天字一行”。我们借用唐代大诗人自居易的著名诗句来形容波状云是恰到好处的(照片1、2)。 大气中在垂直方向上的波动所造成的云叫波状云,它包括卷积云、高积云和层积云。 大气中的波动类似于水中的波浪,在密度和速度不同的两层空气交界面上必然会产生波状运动。大气中常常存在着逆温层和等温层,在其附近的空气密度和速度有明显的差异,因     

关于目测层积云云高的一点体会

按云的形状外貌特征和形成系统可分为积状云、波状云和层状云三类,而层积云则归于波状云之类。波状云顾名思义由空气波动形成的云系,其原因主要是大气的湍流作用所造成。从观测记录来看,层积云出现的机率相当可观。它的常见高度在400—2500M之间,这在山东潍坊机场是极为平常的。     

污染气象观测实验

用数学模式模拟大气污染物在评价区内的传输扩散,最终得到污染物浓度的分布形态,是大气环境污染影响预测评价工作主要采用的方法。这一数学模式,是建立在大气流场特征基础之上,由污染气象特征参数所控制。因此,合适的污染气象特征参数,决定模式的模拟结果是否与真实大气的污染状况相吻合,也是我们进行大气环境污染预测评价的主要工作之一。　　污染气象特征参数,主要包含以下几个方面：大气湍流扩散的能力（大气稳定度）;污染物质点的水平运动（地面风场）;污染物传输中的上边界条件（逆温层高度、厚度及强度）;污染物在大气中具…     

沙尘暴热力结构的个例研究

利用民勤站L波段探空雷达2004年5月23—24日的一次强沙尘暴过程加密探测资料,从气象要素的垂直廓线和能量天气学两个方面,分析了沙尘暴发生发展过程中大气层结及其演变特征。结果表明：沙尘暴过境前,500hPa以下的高空风速较小,低层800hPa以下基本为偏东气流,中高层为偏西气流,沙尘暴过境时近地层风速明显加大,700hPa以下为西北气流,高层为西南气流;相对湿度在沙尘暴过境前,高层明显高于低层,而过境后,整层大气的湿度明显增加,且800hPa附近出现逆湿现象,沙尘暴过境前后整层大气相对湿度在垂直方向上的变化趋势基本一致。沙尘暴发生前,近地层气温较高,200hPa附近存在超低温现象,250hPa附近存在比较厚的下沉逆温层,随着沙尘暴过境,低层的气温显著下降,近地层约800hPa处出现逆温层,而250hPa处的逆温层逐渐减弱;地面气象要素的变化为：沙尘暴过境之前,地面气压比较低,温度较高,风速也比较小,而沙尘暴一到,顿时气压升高,风速猛增,温度下降;沙尘暴过境前,500hPa以下处于对流不稳定,过境期间饱和能差逐渐减小,不稳定能量由高层向低层传递,单站的垂直运动发展加剧;沙尘天气结束后．整层大气的结构基本稳定．不稳定能量衰竭,饱和能差进一步减小,整层大气湿度有了较大的增加。     

成都地区2012年PM10污染过程气象条件分析

利用PM10日平均值统计资料、NCEP 2.5°×2.5°分析资料以及温江站探空资料,针对2012年发生在成都的13次PM10典型污染过程进行了环流背景、动力条件、稳定度条件以及水汽条件的分析.结果表明：（1）PM10典型污染过程多发生在南支波动较弱的环流型下,我省受偏西气流或西北气流控制.（2）大气中低层垂直运动较弱,低层为弱辐合,辐合层次较低,不利于污染物的水平和垂直扩散.（3）对流层中下层中常有逆温层或等温层存在,大气热力状态较稳定.（4）大气多为上干下湿的状态,湿层较浅薄.     

垂直切变气流中热带波动的结构

认识热带波动的垂直结构对于揭露热带大气运动在上、下层间联系的本质以及天气预报实践都有重要意义。由于低纬地区风、压场的地转风关系不再适用,同时,水平温度场比较均匀,因而,大气上、下层间的联系不再象中、高纬度地区那样可以简单地用热成风关系来描述;又由于大气上、下层的基本气流往往有不同的方向,基本气流垂直切变的作用不容忽视.可以预料,热带大气波动的垂直结构是有其独特性的。本文利用伽辽金方法.导出一个求解切变气流中热带波动的一般性解法,并通过数值计算结果的分析,讨论垂直切变气流中热带波动的垂直结构特征.在本文中,我们将集中讨论热带对流层的Rossby波.      

微波辐射计资料在大雾预报预警中的应用

MP-3000A 是一种新型大气探测仪器,可以连续得到从地面到10 km 高度上高分辨率的位温、相对湿度、水汽密度及其廓线。选取大雾发生、维持及消散时微波辐射计观测数据,分析发现,大雾从形成到消散过程中水汽密度、相对湿度和位温均有不同变化;大雾发生前近地层大气中的相对湿度、水气密度一般会稳定增加,大雾发生时两者会有爆发性增加的现象。大雾维持阶段在近地层多伴有逆温层,辐射雾逆温层明显;大雾期间雾层高度有稳定型也有波动型,雾层高度下降时大雾会迅速加强。大雾消散时近地层大湿区减小抬升,水汽密度迅速减小。因此研究微波辐射计探测的大气水汽密度、液态水含量和位温,将有助于提高大雾生成与消散的预报、预警。     

青藏高原东部及下游地区冬季边界层的观测分析

利用2007年12月的加密探空资料, 对高原东部及其下游地区的边界层结构和高原东部边界层变化对下游大气的影响进行了分析。结果表明, 冬季青藏高原东部夜间近地面逆温层可以发展到平均500 m的高度, 白天混合层可以发展到平均2000 m的高度。白天混合层内水汽和风速混合十分均匀, 在混合层发展成熟时存在十分深厚的逆湿层。冬季青藏高原下游的四川盆地, 边界层内温度日较差小, 夜间逆温层把大量地表水汽截留在近地层, 日出前近地层水汽容易达到饱和。白天, 混合层在中午发展成熟, 平均高度只有300 m。四川盆地对流层下部存在非常强的逆温层, 该逆温层是青藏高原抬升地表加热和冬季盛行西风气流形成的, 逆温层变化是青藏高原东部边界层温度日变化和局地西风变化的共同结果。逆温层显著改变大气动量、 热量和水汽的垂直分布。与对流层下部逆温相联系的中层云对辐射的影响是造成四川盆地温度日较差和混合层高度变化的原因。     

北京市秋季城区和郊区大气边界层参数观测分析

应用2001年9月北京城区和郊区同步大气边界层观测资料,对大气边界层热力和动力参数进行了计算分析.结果表明:北京市秋季,逆温出现的时间城区滞后于郊区;逆温层高度城区大于郊区,200m通常为郊区的逆温层顶和城区的逆温层底部;逆温层强度城区弱于郊区;城市热岛强度为3℃;城区感热通量的输送大于郊区;城区下垫面粗糙度远大于郊区;郊区总辐射和紫外辐射的强度明显大于城区.     

贵阳市两次空气污染过程的气象条件分析

利用环境空气质量指数(AQI)、降水量及大气环流场资料对2013年贵阳市2次空气污染过程进行分析,从天气形势和空气污染演变角度分析气象因子在其中的作用。结果表明,2次污染过程中动力和热力气象因子均为其维持和发展提供有利条件,但存在异同。相同之处在于:2次污染过程中贵阳市均处在地面静止锋后,地面风速较小,不利于近地面空气污染物向区域外的水平输送;2次污染过程中贵阳上空均处在高空脊前的异常下沉气流区,配合对流层中低层的异常水平风速垂直梯度减小,均利于减小大气的斜压性、减弱天气尺度扰动的发展,同时异常逆温层的存在使大气近地层更加稳定,均不利于空气污染物的垂直混合、向高空扩散,加强了污染物在近地面集聚。不同之处在于:2次污染期间贵阳市上空分别存在不同程度的低层单层逆温和中、低层双层逆温,逆温增强时段与污染最重时段相对应,逆温层的存在大大增强了大气层结稳定度,为污染过程的维持和发展提供有利的气象条件;2次污染过程中风场的三维特征对演变过程中逆温层的影响各异,第1次过程中对流层中层偏南风利于将南方的暖湿气流输送到贵阳市上空,利于逆温层的增温、增湿和发展、维持,而第2次过程中高、低空一致的偏北风,在近地层易形成冷垫、抬升暖空气,加强逆温层的维持和发展。     

北京地区一次典型大雾天气的空气污染过程物理量分布特征

2002年11月30至12月4日，北京持续4天大雾天气，空气污染物在持续的稳定层结条件下，空气质量连续3天达5级以上。文中分析了大雾天气各主要污染物的变化特征，以及此次过程中天气形势的特点及演变，并对造成大雾日空气污染天气的物理量分布特征进行分析。结果表明：高空WNW气流、稳定性持续增加、逆温层结持续存在、低空风速较小、相对湿度大，导致局地污染物不能及时随大气扩散；1000～700hPa有弱的上升气流形成和维持，与500hPa高空下沉气流之间在低空的某层高度上形成稳定层结(逆温层)，导致大雾及重污染的形成；850hPa为暖区，850～500hPa为冷平流，有利于大雾的形成和加重。     

深圳一次冷锋前高压脊影响下重度霾污染过程的数值模拟

利用WRF-Chem模式,模拟了2014年1月3—4日深圳市发生的一次冷锋前大陆高压脊影响下的重度霾污染天气过程的发生、发展及消散各阶段的温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构特征,分析了PM_(2.5)时空变化特征及与气象环境场的关系,结果表明:(1)模式对该次重霾污染天气过程PM_(2.5)模拟值与实测值的相关性较好,能够较好地再现该次霾过程的污染物质量浓度场特征,但PM_(2.5)质量浓度整体略偏大;(2)PM_(2.5)质量浓度模拟结果表明,高质量浓度位于深圳中西部地区,中西部污染较东部严重,PM_(2.5)污染时段主要出现在20:00—02:00,与霾严重时段相吻合;(3)通过分析此次污染过程温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构,首要污染物PM_(2.5)质量浓度的分布与大陆高压脊影响下造成的持续大范围弱北风、强下沉气流、较低的大气边界层以及逆温层有密切关系。持续弱北风和强下沉气流不利于污染物的水平和垂直扩散,较低大气边界层促进污染物在边界层内快速积累;逆温层的存在进一步抑制了大气垂直扩散能力,使得霾天气加剧。     

基于风云卫星红外高光谱资料遥感逆温层研究

大气逆温层会阻碍大气垂直运动的发展,传统上只能利用地基无线电探空资料进行监测和分析。星载高光谱红外大气探测可以反演晴空区大气温、湿度廓线,为大气逆温层监测提供了一种可能的技术手段。为探索中国卫星监测逆温层的方法和途径,本研究基于风云三号D星搭载的红外高光谱大气探测仪(FY-3D/HIRAS)观测资料,利用RTTOV(Radiative Transfer for TOVS)快速辐射传输模式模拟了不同逆温强度、不同逆温层顶高度对HIRAS红外通道观测亮温的影响。结果表明,在780—1000 cm^-1窗区光谱内的精细谱线对应的通道对逆温层最为敏感,与参考通道(926.875 cm^-1)的亮温差可以用于大气逆温层识别。文中定义了逆温强度敏感指数和逆温层顶高度敏感指数,模拟结果表明,强吸收(通道1:784.375 cm^-1、通道2:798.750 cm^-1)、中吸收(通道1:803.125 cm^-1、通道2:852.500 cm^-1)、弱吸收(通道1:840.000...     

2009年秋季冀中南暴雪过程的地形作用分析

2009年11月10-11日,河北中南部地区出现了回流暴雪天气,强降雪中心位于太行山喇叭口地形南侧迎风坡处。本文使用MM5数值试验结果分析中小尺度地形对于降雪的影响。结果表明：在喇叭口地形作用下北侧为下坡风,南侧为迎风坡,出现上升运动;由于向东开口的喇叭口地形对于气流有汇聚作用,整个喇叭口地形上空到800 hPa为地形辐合产生的上升运动。垂直剖面显示低层地形产生的上升运动冲破逆温层（或与逆温层内波动的上升支叠加）,与700 hPa以上的西风带低槽系统引起的上升支叠加,加强了垂直上升运动,且东北风遇山后呈现出两支气流,一支在山前堆积下沉,一支在山前冷空气堆前上升,且山前冷空气下沉支逐步形成环流圈,说明冷空气在山前堆积,气流在冷空气堆以东上升。这可能是降雪中心在平原而不在山坡的主要原因。     

夏季金塔边界层风、温度和湿度结构特征的初步分析

利用2004年6～7月在河西走廊金塔陆-气相互作用试验的观测资料,分析了该地区夏季夜间和中午风、温、湿的垂直结构特征,结果表明：夏季夜间,当地面风较小时,金塔绿洲高空可能为偏西风气流,夜间稳定层高度大致在100～190m。夏季中午,当低空为偏东风时,风速随高度的变化比较复杂。总的来说,存在着东风急流,急流高度在1000-4000m之间,大气边界层顶盖（即逆温层底）约在3000-3600m高度,在500-800m高度以下存在绿洲内边界层;当低空为偏北风或西北风时,高空都为偏西风或西北风气流,低空风速随高度的变化比较平缓,风速有时存在极大值,大气边界层顶盖（即逆温层底）在3500m左右,在1200m以下可能存在绿洲内边界层,绿洲内边界层高度有时会很低。     

中层大气重力波的研究

中层大气(Middle Atmosphere)是近十多年来被广泛使用的一个新名词,它是指从对流层顶的10——16km到湍流层顶约100km之间的大气层,即中层大气由平流层、中间层加上热成层下部的一小部分组成。黄荣辉对中层大气的一般动力学、行星波动力学和赤道平流层波动及其与基本气流相互作用的近期研究作了评述。本文侧重综述中层大气内的重力波及其与基本气流的相互作用。     

杭州市大气逆温特征及对空气污染物浓度的影响

利用2003—2009年杭州市逐日探空观测资料及杭州市环境监测站空气污染物浓度监测资料,对杭州市主城区低空温度层结特征及与3种主要空气污染物（SO2、NO2和PM10）浓度之间的关系进行了统计分析。结果表明：杭州市主城区低空大气温度层结全年以弱稳定为主,一年四季皆有逆温层存在;冬半年逆温发生频率高于夏半年,逆温层厚度冬季较厚、夏季较薄,逆温强度秋季最强、夏季最弱。通过计算污染物浓度与逆温特性的相关关系,发现污染物浓度与逆温层底高呈负相关,与逆温频率、厚度、强度呈正相关,由此说明杭州市主城区低空大气逆温层结状况是影响当地空气污染程度的主要因素之一。     

基本气流对热带波动传播影响的数值试验

本文研究了在各种定常基本状态下大气对位于热带及中纬度地区的定常强迫源的响应。进一步证实了东风基本气流将限制热带扰动向中高纬度的传播,从而也抑制了两半球的相互作用;西风基本气流则有利于热带波动向中纬度传播,有利于中纬度扰动通过热带向另一半球传播。赤道地区基本气流随经度的变化对罗斯贝波的传播也有重大影响,波动能量将在基本气流辐合的地区累积并向中纬度发射。因此赤道西风辐合最大的地区就是热带与中纬度相互作用以及两半球相互作用最明显的地区。应用实测风场作基本气流所进行的实验表明,冬季与夏季热带波动的传播特征,两半球相互作用的状况均有明显差异。     

杭州市大气逆温特征及对空气污染物浓度的影响

利用2003-2009年杭州市逐日探空观测资料及杭州市环境监测站空气污染物浓度监测资料,对杭州市主城区低空温度层结特征及与3种主要空气污染物（SO₂、NO₂和PM₁₀）浓度之间的关系进行了统计分析。结果表明：杭州市主城区低空大气温度层结全年以弱稳定为主,一年四季皆有逆温层存在;冬半年逆温发生频率高于夏半年,逆温层厚度冬季较厚、夏季较薄,逆温强度秋季最强、夏季最弱。通过计算污染物浓度与逆温特性的相关关系,发现污染物浓度与逆温层底高呈负相关,与逆温频率、厚度、强度呈正相关,由此说明杭州市主城区低空大气逆温层结状况是影响该市空气污染程度的重要因素之一。     

2007年1月初河北省连续大雾的成因分析

对发生在2007年元旦期间河北省大部地区的连续大雾天气从高低空环流形势、物理量场及气象要素场变化等方面进行了分析。发现这次大雾天气发生在500hPa中纬度平直偏西气流、中低层西北气流或弱高压环流以及地面高压前部弱气压场控制的大气环流形势下。大雾前期出现了明显降雪,雪后融化使近地面层湿度迅速增加;大雾期间,夜间辐射明显,近地层大气有逆温层结建立。水汽聚集在近地层通过地面蒸发和辐射冷却而达到饱和。充足的水汽和近地面明显的水汽饱和是河北大部分地区出现连续大雾的重要原因之一。而且这次大雾天气过程近地面层呈弱稳定状态,中高层为稳定状态。