甘肃省气候舒适度时空分异特征研究

利用甘肃省37个气象台站的气候资料,采用温湿指数、风寒指数、着衣指数及综合舒适度指数等气候舒适度指标和反距离权重空间插值分析方法,对甘肃省气候舒适度的时空分异特征进行了详细分析,研究表明,4—10月气候舒适度都比较优越,6—8月气候舒适度最佳,1月、12月气候舒适度较差。气候舒适度整体呈纬度地带性变化,由东南向西北递减,同时垂直地带性影响显著,导致海拔较高的南部和中部地区气候舒适度较差,其中陇南市、天水市和白银市气候舒适度最好,其次为平凉市、庆阳市等地区,比较差的有甘南藏族自治州、张掖市和金昌市等地区。研究结果全面反映了甘肃省气候舒适度的时空分异规律,对于研究区旅游规划、人口分布研究等有一定参考价值。     

天津市短时暴雨雨型时空分异及其对城市内涝的影响

利用天津市1961—2018年分钟级降水数据,统计了天津地区短时暴雨过程,结合模糊识别法对暴雨过程进行分类,分析了暴雨雨型的时空分布特征,基于天津城市暴雨内涝数值模型,评估了不同雨型对内涝积水总量的影响.结果表明:近58 a天津地区短时暴雨雨型以单峰型(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)为主,其中各年代60 min暴雨雨型以Ⅰ型、Ⅲ型...     

1980～2010年华北平原农田土壤有机碳的时空变化

利用农业生态系统过程模型(Agricultural Production Systems s IMulator,APSIM),研究了1980~2010年间中国华北平原农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的时空变化。模型验证结果表明,校正后的APSIM模型总体能够较好地模拟徐州、郑州和昌平3个长期定位试验站点中各处理下小麦和玉米的产量变化以及SOC的变化。区域模拟结果显示,1980~2010年间华北平原大部分农田SOC呈增加趋势,仅河北省的北部、山东省中部和东部部分地区农田SOC减少。华北平原总的农田面积约为24.52 Mha(1 ha=0.01 km2),其SOC密度的平均变化速率为0.35 Mg(C)ha-1 a-1,总的SOC贮量增加了约257.43 Tg。在京津冀地区、山东省以及河南省的农田中,SOC分别平均增加了102.05、59.82、95.56 Tg。SOC的增加,主要归功于过去几十年里外源碳投入量的增加。     

基于森林资源清查的江西省森林贮碳功能研究

利用江西省1999--2003年森林资源二类清查资料,结合大岗山森林生态站的实测数据以及已公布的调查资料,运用材积源生物量法对江西省森林的碳储量和碳密度进行了估算和评价。结果表明,江西省不同类型森林乔木层碳密度,由大到小依次为硬阔林、针阔混交林、毛竹林、国外松林、杉木林、软阔林、灌木林、马尾松林和经济林,且碳密度随着林龄的增大而增大,随人口密度的增大而减小。森林碳密度土壤层最大,植被层次之,枯落物层最小。不同森林类型乔木层碳储量,由大到小依次为杉木林、硬阔林、马尾松林、毛竹林、灌木林、国外松林、经济林、针阔混交林、软阔林。从森林类型分布看,除杉木和国外松林外,其他森林类型天然林乔木层碳储量远大于人工林;从地理分布看,除南昌、萍乡、新余三市外,其余各市均是天然林乔木层碳储量远大于人工林。不同年龄森林乔木层碳储量,由大到小依次为中龄林、幼龄林、近熟林、成熟林、过熟林。不同森林碳储量由大到小依次为杉木林、马尾松林、硬阔林、灌木林、经济林、毛竹林、针阔混交林、国外松林和软阔林,南部和中西部要高于中东部和北部。江西省森林总碳储量为1．5Gt,占全国森林总碳储量的5．33％。     

南京市不同功能分区风场特征的大涡模拟研究

本文选取南京市新街口商业区和白下路居民区作为典型研究区域,利用大涡模式(Parallelized Large Eddy Simulation Model,PALM)模拟不同入流风速和风向对流场的影响。结果表明,不同入流风速条件下归一化风廓线基本一致,风廓线总体上主要受到功能区自身建筑物形态的影响,在中性层结下城市冠层内平均风速随高度的变化接近于指数分布。而本文计算得到的指数风廓线衰减系数的范围为0.55~0.81,高于目前城市冠层模式中的默认值,说明目前的城市冠层模式对建筑物密集区域的风速衰减可能存在低估。风速衰减系数主要受迎风面面积的影响,随迎风面积指数的增加而增大。迎风面积指数随入流风向发生改变,在本文研究的商业区和居民区中,行人高度风速随入流风向的改变最大下降幅度可分别达8%和10%。行人高度风速一般在与入流风向平行的街道和开阔的空地上较大,在建筑物密集分布的区域风速较低,由于强烈的狭管效应部分区域的风速可以超过入流风速。不同城市结构中入流风向的影响也不同,在十字路口、对称和非对称街谷以及多排建筑物中局地风场随入流风向存在各种变化。     

基于水生态功能分区的寇河水系水环境容量研究

河流水环境容量是实行污染物排放总量控制的理论依据,也是河流水环境管理的科学基础。本文采用综合标识指数法识别河流水质污染状况及主要污染指标,对寇河水系水生态功能分区进行水质评价,水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异的研究而提出的一种分区方法;采用一维稳态水质模型模拟河流水质变化规律,并结合线性规划模型,计算寇河上游水生态较高功能区、寇河中游水生态较低功能区、南城子水生态较高功能区的COD_Cr和NH₄-N的水环境容量。结果表明：寇河上游水生态较高功能区COD_Cr和NH₄-N的水环境容量分别为852.22t·a^-1、47.96t·a^-1;寇河中游水生态较低功能区COD_Cr和NH₄-N的水环境容量分别为410.33t·a^-1、23.09t·a^-1;南城子水生态较高功能区CODCr和NH4-N的水环境容量分别为25.23t·a^-1、1.58t·a^-1。     

城市减污降碳协同度评价指标体系构建及应用研究

中国强调要把减污降碳协同增效作为促进经济社会发展全面绿色转型的总抓手,并提出“到2025年,减污降碳协同度有效提升”的目标。因此,开展减污降碳协同度评价研究具有迫切的现实需求。文中在解析城市减污降碳协同度内涵的基础上,研究构建了城市减污降碳协同度评价指标体系,包括一级指标3个、二级指标13个、三级指标22个。同时,选择北京市、重庆市、唐山市和西宁市分别代表服务型、综合型、工业型和生态优先型城市,开展城市减污降碳协同度评价指标体系应用研究。结果表明,文中构建的城市减污降碳协同度评价指标体系具有普适性和可操作性,评价结果有现实意义。建议将该指标体系作为国家推进城市减污降碳协同创新试点工作及城市开展减污降碳协同度评价研究的重要参考。     

基于卫星遥感的南海真光层底颗粒有机碳输出通量时空特征研究

在加强海洋强国建设、实现我国碳达峰和碳中和愿景目标背景下准确掌握南海碳通量时空变化格局具有重要的现实意义。根据2009—2018年10 a有机碳通量月度数据集,分析了南海真光层底颗粒有机碳通量变化特征。结果表明:(1)南海区域多年真光层底有机碳输出通量年平均值为55.40 mgC·m^-2·d^-1;其值大小在空间上的分布存在近岸＞陆架＞海盆的趋势。(2)从季节上看,南海真光层底颗粒有机碳输出通量冬季最高,春、秋季次之,夏季最小;真光层底颗粒有机碳输出通量1、4、7、10月平均值分别为82.43、47.37、46.34、54.75 mgC·m^-2·d^-1。研究结果可为全面掌握南海碳循环过程和机制提供技术支撑。     

贵州省城市酸雨形势的初步分析

分析2007-2008年贵州省10个城市的酸雨观测资料,结果表明贵州省城市降水的PH值与主要空气污染源分布、大气污染物排放的季节变化、城市地形及风向频率分布以及降水性质等因子关系较明显.     

一个基于中尺度数值模式的城市分区空气污染预报方法

以深圳市为例，对污染物浓度与各种大气参数的定量联系进行了细致的统计及物理分析，在此基础上建立起分区的城市空气污染潜势等级预报方案。该方案定量考虑了地面和边界层共十几个因子的影响，特别是考虑了地理环境各向异性的效应，将风向作为一个独立的影响因子。方案还针对各污染物稀释特性的差异对不同污染物分别建立潜势预报方案。另外，方案还考虑了相同大气条件下大气对城市不同区域污染物稀释特性可能存在的差异，对不同区域分别建立潜势预报方案。最后用高分辨的中尺度数值模式对大气参数的未来演变作出高时空分辨的预报，进而作出分区、分时段的城市空气污染潜势预报。本方法完全客观定量，物理意义明确，可制作高时间分辨的空气污染潜势预报。     

基于地统计分析的中国省域交通运输系统碳排放时空特征研究

以30省域为研究单元,基于能源消耗测算了中国省域2003-2014年交通运输系统的碳排放量,探究了中国省域交通运输系统碳排放的时空分布特征及演变规律。结果表明：中国交通运输系统碳排放量持续快速增长,空间上表现为东高西低,南北方向呈"倒U"型的特征,且区域间相对差异逐渐减小。新疆、青海、甘肃这3省均为冷点地区,热点地区主要分布于东部沿海,历年交通运输系统碳排放重心基本位于河南省南部偏东地区,呈现东北-西南的方向格局,并向正北转变。不同时期交通运输系统碳排放数据变异的随机成分不同,且结构化差异呈减弱态势,而整体空间效应范围不断增大,溢出效应逐渐增强。     

上海城市二氧化碳排放空间特征

构建上海1 km CO₂排放网格,分析市域（UB1）、市辖区（UB2）、建成区（UB3）和城区（UB4）4个城市范围的CO₂排放特征。上海市域CO2排放空间格局是以中心城区为核心,排放水平向外递减,形成了3个梯度。空间自相关分析表明,排放在空间上存在显著的集聚效应,部分地区高强度的经济活动和能源活动对周边区域的排放有显著影响。UB4是上海城市的最佳表征,2007年UB4内CO₂排放达到1.89亿t,人均排放12.04 t;UB4排放占UB1排放的75.40%,UB1人均排放比UB4人均排放高12%。上海城市化和工业化在空间上的高度重合,导致高排放源集聚于UB4内,形成UB4的高排放特征。个别网格的排放量已经占到区域或者城市总排放量的10%～20%;前10高和前100高排放网格,其累积排放总量分别占据了3个城市范围（UB1、UB3和UB4）总排放量的60%和80%以上。     

一种城市地表能量平衡模式在上海的模拟评估

利用一整年的上海城区常规气象和地表能量平衡观测资料,驱动和检验了局地城市地表能量(水分)平衡模式(SUEWS/LUMPS)在上海地区的模拟能力,并对模式输入参数进行了部分本地化。模拟结果表明,SUEWS模式较好地再现了各辐射通量的日变化形态,对净辐射通量(Q~*)中午日峰值低估约为25 W·m~(-2);模式对四个季节向下长波辐射通量(L_↓)的日变化幅度均被低估,对向上长波辐射通量(L_↑)的模拟明显优于L_↓。SUEWS/LUMPS模式对感热通量(Q_H)各季节(春季除外)日峰值出现时次均有准确模拟,而对Q_H量值各季节均为低估;SUEWS模式在夏、秋季对白天潜热通量(Q_E)的模拟均优于LUMPS模式,而在冬、春季的模拟情况两者接近;SUEWS模式成功再现了储热通量(△Q_S)冬、春、秋季早、晚正负值转换时间,而在夏季滞后了2 h,模拟的△Q_S量值季节差异性较大。对模式误差随气温、风速及风向变化进行分析表明,在较高气温和较大风速下,Q_H、Q_E均表现为低估误差增大,而△Q_S则相反,表现为更显著地高估;风向的影响主要表现为模式未考虑东面密集建筑群而使得Q_H较明显低估约为-50 W·m~(-2),而西侧公园绿地的存在使得Q_H高估约15 W·m~(-2)。     

城市近地层湍流通量及CO2通量变化特征

利用北京325m气象塔47m高度上2006年全年连续观测获得的湍流资料,分析了北京城市近地层动量通量、感热通量、潜热通量和CO2通量的典型日变化、月平均日变化和季节变化特征。分析结果显示:动量通量具有明显的单波峰日变化特征,在15时(北京时间)左右达到最大,季节变化中春季最大,冬季次之,夏、秋季最小;感热通量和潜热通量全年变化范围分别为-92～389W.m-2和-75～376W.m-2,其日变化也表现为单波峰特征。感热通量的日变化受城市下垫面和人为热源影响,入夜后虽然降为负值,但只略小于0。阴雨天感热通量和潜热通量均很小,降雨前后有明显区别。感热和潜热最大值分别在春季3月和夏季6月,最小值都在冬季1月;城市下垫面CO2通量总表现为正值,即净排放,最大值为3.88mg.m-2.s-1,不稳定情况下最小值小于-2mg.m-2.s-1。受到人类活动的影响,CO2通量的日变化特征在工作日与周末有明显区别;由于冬季采暖,CO2通量明显大于夏季;在夜间,CO2通量受进城车辆的影响也出现高值。     

基于SCIAMACHY反演数据的全球CO2浓度时空变化特征研究

通过卫星观测光谱反演计算是当前观测全球CO₂浓度水平,分析其变化趋势的重要手段,但是由于观测条件及反演方法的限制,基于卫星观测光谱反演计算只能得到离散的CO₂浓度数据,需要借助空间插值方法才能获得空间连续的CO₂浓度数据。本文以SCIAMACHY研究团队发布的XCO₂浓度数据为基础数据,首先对比分析了空间分析中常用的3种经典插值方法（反距离加权法,克里格法,样条函数法）在XCO₂空间内插中的精度,综合分析平均绝对值误差、绝对值误差最大值和均方根误差3个指标,结果表明反距离加权插值法为最优内插方法。基于该方法生成2003年1月-2012年4月共计112个月的全球大陆XCO₂浓度分布数据集,并对全球大陆范围内XCO₂浓度的时空变化特征进行分析,发现在此时段内全球各个大陆XCO₂均表现出增加的趋势;在全球大陆平均水平上,XCO₂浓度增加幅度为17.43×10^-6,XCO₂年平均值增加速率约为2×10^-6,总体上呈现北半球增加速率高于南半球的特点。     

2008北京奥运会前后城区黑碳气溶胶浓度的变化特征

利用Model-5012型黑碳仪观测的大气中黑碳气溶胶的浓度资料,结合北京城区环保控制措施和气象资料,分析了2008北京奥运会前后和奥运会期间黑碳气溶胶浓度变化的主要影响因子。结果表明,7月20日前(北京城区无机动车单双号控制),大气中黑碳气溶胶的特征浓度为3.4μg.m-3;实施机动车单双号控制后至奥运会前(7月20日至8月7日),该特征值增加至3.9μg.m-3;奥运会期间[8月8日00时(北京时间,下同)至24日23时]城区黑碳气溶胶浓度有明显下降,为2.5μg.m-3,比奥运会前下降了31%。对同期气象观测数据的分析表明,奥运会期间北京周边降雨量明显增大,偏北风出现的频次也从奥运会前的24.1%提高至38.8%。另外,八达岭高速路健翔桥段的机动车监测数据显示,奥运会期间进、出北京的机动车流量有所降低,上下班高峰期机动车流量减少了约30%,这也是奥运会期间黑碳气溶胶浓度降低的重要原因。     

碳排放许可的强度分配标准与中国区域经济协调发展——基于30省区CGE模型的分析

基于30省区CGE模型,模拟分析了碳排放许可的强度分配标准对我国区域协调发展的影响。结果表明：按行业属性设定强度分配标准会加剧区域经济发展不平衡状况;按区域经济发展水平设定强度分配标准,对区域协调发展的影响较小,但会对高排放行业造成较大的冲击。中央政府基于强度分配标准,参考区域经济发展水平,将碳排放许可分配到各个省份,然后各个省份再参考行业特点将碳排放许可分配给机制覆盖行业的实体或排放源,这样的两阶段分配结构是较为现实的、具有可操作性的政策选择。     

我国城镇化对二氧化碳排放的影响机理研究

本文首先从规模、结构和效率3个方面在理论上分析我国城镇化对二氧化碳排放的影响机理。并利用1978-2012年的数据,采用对数迪氏平均指数分解方法（LMDI）量化分析规模效应、结构效应和技术效应的影响程度。结果表明：城镇化导致的经济增长是人均二氧化碳排放增加的主要拉动因素;而城镇化过程中结构调整是人均二氧化碳排放的主要拉低因素;城镇化过程中技术效应拉低了人均二氧化碳的排放,但与结构效应相比影响效果较小。研究认为：城镇化带来的结构变化的影响越来越重要,成为降低碳排放的最大因素,目前技术效应正在发挥作用,但是作用有限,如果要实现低碳城镇化,需要提高能源使用效率来发挥技术效应的作用。     

城市边界层数值模式研究以及在香港地区复杂地形下的应用

由于城市表面复杂的下垫面的影响,使得城市边界层风温场结构较其他下垫面有很大不同.作者通过将城市中500 m网格内的各种地表类型,按照各自在网格中所占的百分比及各自的地表参数加权平均,得到此网格的平均的地表参数,以此准确反映下垫面的情况,建立分辨率为500 m的城市边界层能量平衡模式,将此城市边界层能量平衡模式嵌入动力学框架,并用中尺度模式MM5作为初始条件和边界条件,建立一个既考虑中尺度背景场又详细考虑城市下垫面复杂性与多样性的城市边界层模式系统.将模式系统运用于香港复杂地形下的边界层特点的模拟研究.通过与观测值的比较,模式能够较准确的模拟出海陆风、城市热岛等热力过程,及气流过山引起的绕流等动力过程,并且通过对边界层高度的模拟预测污染扩散的条件等.说明模式系统具有模拟在中尺度的背景场的控制下海陆风环流、过山堆积和绕流及城市热力影响的能力.     

AIRS反演中国区域上对流层水汽分布特征研究

上对流层水汽分布对于全球能量和水循环具有非常重要的影响。利用美国Aqua卫星红外高光谱仪器（AIRS）反演的湿度廓线资料对中国上对流层水汽时空分布特征进行了分析。为了保证卫星反演湿度廓线产品精度可以满足气候特征分析的需求,首先利用JICA野外加密探空试验观测数据对卫星反演湿度廓线进行了真实性检验,分析表明,Aqua卫星搭载的AIRS反演的湿度廓线与探空加密观测数据总体具有较好的相关性,在200 hPa高度相对湿度偏差在5%以内,其精度可以用于上对流层水汽气候特征的分析。通过趋势分析以及EOF分解等方法,分析了2003年1月-2013年12月的中国区域上对流层水汽时空分布特征,结果表明,受夏季风影响,中国区域上对流层水汽具有明显的季节变化规律和年周期特征,中国大部分地区上对流层冬季偏干、夏季偏湿,夏季高湿区可以北移到35°N以北。而在新疆地区冬季偏湿、夏季偏干。总体来说,全年夏季水汽含量最高,秋季次之,冬季最小。2003年以来新疆地区及南部海域上对流层水汽呈显著增加趋势,华南、华北、内蒙古中西部水汽也有所增加,在高原地区及东北区域上对流层水汽稍有减少,但变化均不显著。上对流层水汽的增加,将有可能放大温室效应,在气候变化研究中应给予重视。