呼和浩特市不同观测频次风资料对比及对应污染风频分析

文章对呼和浩特市每日24观测频次和每日4观测频次的平均风速、最大风速、风向频率及对应污染风频进行了对比分析,结果表明:两者在平均风速、风向频率及主导风向污染风频方面具有比较一致的变化特征;而在最大风速、最大污染风频、静风污染风频上相差较大,差值分别达2.1 m﹒s-1、1.4%、3.0%。说明两者在定性判断上具有较好的一致性,而在专项研究和定量分析上,每日24观测频次较每日4观测频次风资料更具客观性。     

台站环境变化对风观测资料影响的初步分析

分析广西隆安、蒙山、上思等三个地面观测站周边环境变化,根据障碍物(主要是建筑物)出现的时间与对应气象资料序列并选取相邻探测环境变化较小的气象台站进行连续性对比,结果表明:台站周围障碍物的变化对风向、风速造成的影响较大.但影响程度要视具体情况而定.     

乌鲁木齐市区低空风特征及其对空气污染的影响

利用2a乌鲁木齐对流层低层风场和3种大气污染资料,分析了乌鲁木齐低空风特征及其对空气污染的影响。     

气象站自动与人工风观测数据对比分析

通过分析2006-2007年德州市自动站与人工站风观测资料,发现人工站观测的十分钟日平均风速(风速＞2.0m/s)、最大风速、极大风速比自动站偏大,并且随风速增大偏大越显著.当台站被局地环流控制,风速较小时,自动与人工观测的风向相符百分率较低.     

新型多普勒测风激光雷达Windcube的风参数观测与验证

2007年12月11～14日,中国科学院大气物理研究所与法国Leosphere公司在该研究所位于北京市北三环和北四环之间的325 m气象塔试验场内联合开展了一次测风激光雷达Windcube的外场演示试验.Windcube观测数据随后与325 m气象塔上的风杯风速仪测得的风速资料进行了对比,结果是:由两种手段获得的所有6...     

大气污染物扩散中稳定度判定方法概述

大气稳定度方法主要分为2大类：第一类是基于常规气象资料,利用地面风速、云量、日照强度等资料对大气稳定度进行判定,此种方法主要针对开阔平坦乡村地区,资料采用城郊气象站或飞机场气象站的气象观测资料,并未考虑特殊的下垫面,如城市、山地、水面等的动力和热力因子对稳定度的影响,只是半定量地给出稳定度扩散级别。第二类是基于高空气象...     

三峡坝区的地面风场与大气扩散气候特征

利用三峡坝区4个气象站和宜昌站的地面观测资料，统计了各站多年、逐年、分季平均风速和风向频率，揭示了地面风场若干气候特征，提出了坝区典型风场模型；并通过分析各站多年、分季联合频率，对坝区大气扩散的气候特点与能力做了初步评价。     

对基线观测若干问题的探讨

由于空气中不规则乱流及充气后的气球经纬和形状差异等的影响，小球测风中的气球固定升速实际上只是个概值，它与真值存在着一些差距。所以，在精度要求较高的大气环境影响评价和科学考察时，往往要用基线观测──两架设在一定距离上的高空经纬仪，用同时观测气球运动投影点的办法──来确定气球在各瞬时的高度和距离，以测定低层大气各高度上的风向风速和某一高度层次上物质聚散的运动轨迹。随着科学技术的进步和大气环境影响评价等工作的新进展，基线观测己被愈来愈多的部门所采用，但其操作方法尚不够规范统一。本人根据多年的实践和探索…     

海南岛沿海近地面风时空分布特征的观测分析

利用2012年海南岛沿海6个常规气象站、2个海岛站的逐时风向、风速资料,分别对全年以及不同季节内近地面风速大小、风速日变化以及风向频率分布等进行了统计分析.结果表明:2012年全年海南岛沿海近地面风速约在1.8~5.7 m/s之间,其中三亚站风速最大,冬季高达6.5 m/s,大部分站点夏季风速最弱,最大风速出现在春、冬季;海南岛南部沿海风速大于北部,东部大于西部;各站24 h风速基本呈现白天大、夜晚小的典型特征,由于所处地形、植被独特,三亚部分季节风速呈现相反的日变化特征;全年各站基本存在两个盛行风向,大部分站点近地面风向与南海季风的风向变化较为一致,夏季以南风、西南风为主,冬季以北风、东北风为主;各季沿海近地面风向南北部差异较大,东西部差异较小,随着季节转变,南部沿海盛行风转向最明显,东西部次之,北部则不明显.     

南京市郊雾水中重金属和大气污染物的观测分析

利用2006年12月南京市北郊雾水样品化学分析资料和同期气象资料研究郊区雾水中重金属和雾天大气污染特征。结果表明,郊区出现雾天时,不利于大气污染物的扩散,造成较严重的大气污染,污染物浓度变化与雾的生消基本同步;大雾期间PM10浓度比起雾前高2．5倍。雾水中重金属浓度在0．0205—1．8248mg／L范围,平均1．32mg／L;对重金属与大气污染物作相关分析,除类金属As外,Cd、Cr、Cu、Mn和Fe浓度两两之间相关系数均大于0．91,说明重金属排放具有同源性。     

不同大气污染物监测密度对CMAQ源同化修正效果影响的模拟

采用(美国环保部的MODEL-3系统的)CMAQ源同化模型及4种不同空间分辨率的SO2、NO2实测资料,反演得到中国不同尺度的同化修正排放源,利用新一代中尺度气象模式WRF与多尺度空气质量模式CMAQ,模拟分析了中国不同观测信息密度对SO2、NO2源同化反演及其浓度预报的影响,重点分析了华北地区SO2、NO2浓度加密观测对改善SO2、NO2排放源和空气质量预报的重要影响。结果表明,采用不同分辨率的实测资料时,SO2、NO2的趋势预报效果改善程度有一定差异;采用较高分辨率的实测资料进行SO2、NO2源同化修正时,可明显减小SO2、NO2浓度的预报误差。华北地区较高分辨率的观测信息对于改进源同化修正效果及SO2、NO2浓度的趋势预报十分重要,尤其是对SO2浓度的预报尤为重要;采用经高分辨率的实测资料同化修正的排放源时,WRF-CMAQ模式对北京城市尺度SO2、NO2浓度的变化趋势、浓度水平和空间分布特征具有较好的预报效果。高分辨率的观测资料和区域源同化反演方法对于区域污染物浓度预报及排放源清单具有显著的改进作用。     

基于探空风资料的大气边界层不同高度风速变化研究

利用1981—2014年我国资料齐全的93个高空气象观测站(距离雷达300、600、900 m高度)的探空风资料,按照气象地理区划,借助GIS分析了边界层内不同高度风速及其趋势的时空变化,得到以下结论:300～900 m,东北和华北地区累年平均风速较大,西南和西北地区累年平均风速较小;边界层内各高度同一地区平均风速的月变化趋势基本一致,但各地区季节风速变化不同,同一地区月平均风速的年较差随高度上升而增大;300 m.各地区年平均风速均显著减小:在600和900 m.华北、西北、华中地区年平均风速呈增加趋势,东北地区年平均风速呈减小趋势,但均未通过显著性水平检验;各高度年平均风速空间分布均为东北地区较大,尤其大兴安岭和东北平原地带;从沿海到内陆,由东至西风速逐渐减小;在300 m.全国年平均风速以减小趋势为主;在600 m,全国大部分地区年平均风速呈增加趋势,尤其是中部、西北和华东沿海地区;在900 m高度,全国年平均风速变化趋势呈现由边界向内部的包围态势,中心地区呈增加趋势,边界地区均呈减小趋势,但是通过显著性水平检验的地区不多。     

建筑物对大气污染物扩散影响的大涡模拟

利用一个大涡模式对一个方形建筑物周围的气流场进行了模拟,并与相应的风洞实验结果进行比较,对比结果表明大涡模拟方法可以精细地反映建筑物周围的流场特征.在此基础上,将拉格朗日随机游动扩散模式与大涡模式相结合,对在受建筑物影响的气流场中的大气污染物扩散进行模拟,模拟结果表明该方法可以很好地模拟出在建筑物影响下的气流变形所引起的各种污染物散布情况.建筑物周围的气流结构特性使得建筑物顶部污染源位置的细小变化可能造成建筑物周围污染物分布形势的很大不同,特别是对建筑物背风侧的空腔区内地面污染物浓度有着很大的影响.当排放     

不同地貌上风速风向逐秒变化的观测

风力在速度与方向上的不稳定性可引发结构的振动并可导致结构损坏。由于气象资料取值周期较长而结构自振周期一般在钞的数量级，因此现有描述风不稳定性的数据常不符合结构动力分析的需要。对滨海、高山及城郊等不同地貌测点其风速、风向同时逐秒的变化进行了观测和记录。数据分析显示，滨海测点风不稳定性较小，高山测点在不同风向下所测风皆有一定程度的不稳定性，而城郊测点风不稳定性较大，表明自然风在风速、风向方面的不稳定主要与地貌及地形条件有关。认为在不利地形条件下工作的结构应进行必要的风动力分析。     

A Two-Dimensional Numerical Study of the Impact of a City on Atmospheric Circulation and Pollutant Dispersion in a Coastal Environment

The urban impact on the sea breeze is studied by means of a mesoscale model with a detailed urban parameterisation. Four simulations are carried out on an idealised two-dimensional flat domain. In the base case, half of the domain is characterised by seaand the other half by rural land. In the urban case, an urban area 10 km wide is added near the shoreline. Simulations are performed for a moist rural soil (weak sea breeze) and for a dry rural soil (strong sea breeze). Results are analysed in order to evaluate the impact of the city on the wind, temperature and turbulent kinetic energy fields. The dispersion of a passive tracer emitted near the coastline is, also, used in the comparison. Results show that the city accelerates the sea-breeze formation in the morning (combinations of urban circulation and sea breeze), but it slows thesea-breeze front penetration. Moreover, the presence of the city enhances the recirculation processes and strongly modifies the pollutant dispersion. These effects are enhanced for a moist rural soil.     

Impact of Land Surface Heterogeneity on Mesoscale Atmospheric Dispersion

Prior numerical modelling studies show that atmospheric dispersion is sensitive to surface heterogeneities, but past studies do not consider the impact of a realistic distribution of surface heterogeneities on mesoscale atmospheric dispersion. While these focussed on dispersion in the convective boundary layer, the present work also considers dispersion in the nocturnal boundary layer and above. Using a Lagrangian particle dispersion model (LPDM) coupled to the Eulerian Regional Atmospheric Modeling System (RAMS), the impact of topographic, vegetation, and soil moisture heterogeneities on daytime and nighttime atmospheric dispersion is examined. In addition, the sensitivity to the use of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)-derived spatial distributions of vegetation characteristics on atmospheric dispersion is also studied. The impact of vegetation and terrain heterogeneities on atmospheric dispersion is strongly modulated by soil moisture, with the nature of dispersion switching from non-Gaussian to near-Gaussian behaviour for wetter soils (fraction of saturation soil moisture content exceeding 40%). For drier soil moisture conditions, vegetation heterogeneity produces differential heating and the formation of mesoscale circulation patterns that are primarily responsible for non-Gaussian dispersion patterns. Nighttime dispersion is very sensitive to topographic, vegetation, soil moisture, and soil type heterogeneity and is distinctly non-Gaussian for heterogeneous land-surface conditions. Sensitivity studies show that soil type and vegetation heterogeneities have the most dramatic impact on atmospheric dispersion. To provide more skilful dispersion calculations, we recommend the utilisation of satellite-derived vegetation characteristics coupled with data assimilation techniques that constrain soil-vegetation-atmosphere transfer (SVAT) models to generate realistic spatial distributions of surface energy fluxes.     

风廓线雷达大气风场观测误差分析

依据风廓线雷达工作原理和风的计算公式,分析影响大气风场观测误差的主要因素,重点分析了雷达回波SNR对风的观测精度影响和GPS探空对比试验。结果表明:①风速观测精度主要取决于波束倾角、雷达技术参数和大气折射率结构常数C2n的垂直分布;风速及风速观测精度越大,风向观测精度越大。②在同种观测模式下,波束倾角与C2n越大,风场观测精度越高。③同一观测模式的SNR越大,风速观测误差越小;不同模式间的大气风场观测精度相差较大。④对比试验的风速风向相关性较好,但相对偏差较大,尤其低空更为明显。     

Pollutant Plume Dispersion in the Atmospheric Boundary Layer over Idealized Urban Roughness

The Gaussian model of plume dispersion is commonly used for pollutant concentration estimates. However, its major parameters, dispersion coefficients, barely account for terrain configuration and surface roughness. Large-scale roughness elements (e.g. buildings in urban areas) can substantially modify the ground features together with the pollutant transport in the atmospheric boundary layer over urban roughness (also known as the urban boundary layer, UBL). This study is thus conceived to investigate how urban roughness affects the flow structure and vertical dispersion coefficient in the UBL. Large-eddy simulation (LES) is carried out to examine the plume dispersion from a ground-level pollutant (area) source over idealized street canyons for cross flows in neutral stratification. A range of building-height-to-street-width (aspect) ratios, covering the regimes of skimming flow, wake interference, and isolated roughness, is employed to control the surface roughness. Apart from the widely used aerodynamic resistance or roughness function, the friction factor is another suitable parameter that measures the drag imposed by urban roughness quantitatively. Previous results from laboratory experiments and mathematical modelling also support the aforementioned approach for both two- and three-dimensional roughness elements. Comparing the UBL plume behaviour, the LES results show that the pollutant dispersion strongly depends on the friction factor. Empirical studies reveal that the vertical dispersion coefficient increases with increasing friction factor in the skimming flow regime (lower resistance) but is more uniform in the regimes of wake interference and isolated roughness (higher resistance). Hence, it is proposed that the friction factor and flow regimes could be adopted concurrently for pollutant concentration estimate in the UBL over urban street canyons of different roughness.     

风廓线仪与气球测风资料的对比分析

利用风廓线仪和气球同步探测风场资料对比,分析了风廓线仪探测风场资料的可靠性。结果表明：在稳定天气过程中,由于风廓线仪的探测盲区和地物杂波的影响,自地面至高空200m范围内,廓线仪探测的风向、风速与气球探测的风向风速值有一定偏差,200m高度以上风廓线仪和气球探空所测得的风场廓线具有很好的相关性;在复杂天气过程中风场廓线形状出现较大偏差,主要原因是由于气球探空资料在各高度层之间的整体连续性方面存在明显不足,而风廓线仪的观测资料无论在各高度层之间还是整体连续性方面都明显好于气球探空。这与在较高海拔地区,气球观测期间的大气局部不稳定有关。由于气球在经过某高度层时的取值明显受到当时大气层局部小湍流活动或者较强的下沉或上升气流影响,使气球经过该点时的位移与其相邻两点之间出现明显的飘逸,从而造成气球在某个高度范围内的风资料观测值出现较大偏离。但由于探空气球的资料不连续,无法准确判断气流扰动情况,而风廓线仪获取的不同高度上的风资料是10min内的平均观测值,一般不受小范围的空气扰动而出现较大偏离,另外,风廓线仪的观测是连续的,每组观测值之间只存在10min的时间差,通过对前后几组数据的对比分析,可以明显看出当时气流的扰动情况。因此,风廓线仪探测在资料的连续性和分析气流扰动情况,尤其是大尺度湍流活动方面更有探空气球不可替代的作用,风廓线仪观测资料的可靠性具有良好的应用价值。     

大气平流扩散的箱格预报模型与污染潜势指数预报

该文在对平流扩散方程积分的基础上, 建立了对初始浓度有记忆力, 并对非相邻地区的浓度有感受力的箱格预报模式, 该模式的框架可用于各种时、空间尺度或多尺度的空气污染预测、预报.文中还定义了物理意义明确的空气污染潜势指数PPI以反映大气通风扩散稀释和干、湿沉降清除大气污染物的总能力, 结合天气预报模式和箱格预报模式则可进行空气污染潜势预报.给出了对源强和浓度监测要求灵活的空气污染指数PSI的预报公式和方法.在仅使用常规浓度监测资料的条件下, 检验了该文的基本方法, 其结果看来是可接受的.