科尔沁草原高空风场垂直特征及变化分析

利用2008-2014年CFL20G风廓线雷达数据对科尔沁草原高空风场垂直特征及变化进行研究。主要对高空三维风场季节变化的统计学特征、典型高度层上的变化规律及垂直高度上的日变化规律进行分析。分析发现：四季中高空20-40m/s风速出现的频率最大,3000米至18000米科尔沁草原高空以偏西风为主。垂直高度上水平风速呈一波一谷型变化,随着高度的增加,高层水平风速开始增大的时间有所推后。12600米及以下各层平均风速最小的季节为夏季,最大的季节为冬春两季;19000米平均风速最小的月份为12月份,风速最大月份为8月份。垂直速度在5500米以下有明显日变化,1500米和3000米有较为明显的年变化,最大值出现在春夏交接的4-6月份,最小值出现在12月份,5000米以上垂直速度没有明显的年变化。     

包头市达茂旗风区风场特征分析

利用包头市达茂旗气象站1971-2009年38a的日逐小时风向、风速的地面观测资料,对达茂旗风区地面风的平均日变化、月变化、季变化、年变化等进行分析,结果表明:从1971-2009年的年平均风速总体呈现减小的趋势;全年较大风主要出现在春季,4月份平均风速最大;从小时平均值变化曲线看出,00-13时风速逐渐增大,到13时风速达到最大后逐步减小;此外,利用位于该风区内70m测风塔小时数据分析了风速垂直变化曲线,并根据风机发电对风速的要求,分析了有效风速百分比的日变化曲线.     

持续性逆温天气对哈尔滨市空气质量的影响

利用2013—2016年哈尔滨市07:00和19:00探空逆温资料及哈尔滨市环境监测站空气污染物浓度监测资料,对哈尔滨市低空温度层结特征及其与主要空气污染物(SO_2、NO_2、PM_(10)和PM_(2.5))浓度之间的关系进行了统计分析。结果表明:(1)哈尔滨市2013—2016年07:00持续性逆温天气出现频率是61.5%,19:00为58.8%。(2) 07:00和19:00逆温厚度月变化趋势基本一致,季节变化趋势也一致:冬季秋季春季夏季。(3)哈尔滨市冬半年逆温层出现频率明显高于夏半年,秋、冬季产生的逆温强度强于春、夏季。(4) 4年来哈尔滨市空气污染物浓度与持续性逆温频率、厚度呈正相关;与07:00逆温强度呈正相关,与19:00逆温强度的相关性不明显,说明哈尔滨市低空大气逆温层结状况是影响哈尔滨市空气质量的主要因素之一。(5)高纬冷平流弱,低层增暖,同时海平面气压场弱,大气水平和垂直方向输送能力差,从而使得污染物难以扩散进而堆积,这是持续数日重度污染的重要原因。     

以风场和湿度的显著季节变化确定全球季风的分布

利用1958~2003年对流层相对湿度和风场(NCEP/NCAR再分析资料)的季节变化来定义盛行风的季节变化引起的天气气候明显变化的区域———季风区。通过分析表明,对流层低层的风场季节变率可以描述传统的季风区,但是在传统季风区以外,也有风场季节变率大的区域。利用中高层相对湿度的显著季节变化(热带地区季节变化大于20%,副热带地区大于10%,赤道地区以风向的季节变化大于90°)可以弥补风场季节变率的不足。由它们二者确定的季风区物理意义明确,有较大的合理性。     

层结性对大气边界层风场的影响

本文在地转动量[1]近似下，采用与Agee[2]公式相近的分段常数来描述湍流粘性系数K及其一阶导数（湍流摩擦力所包含的两项和均得到考虑），求得了层结大气中的边界层风场分布和边界层顶垂直速度的解析表达式。计算结果表明；不稳定层结的K比稳定层结的大，且Ekman抽吸作用强；在边界层低层，不稳定层结的全风速比稳定层结的大，而在中层以上则相反。还有，摩擦力中的一阶导数项和二阶导数项量级相同，以往忽略一阶导数项的做法会导致在边界层低层，不稳定层结的全风速反而较小，这与事实不符。因而考虑一阶导数项将进一步完善边界层动力学的理论和应用。     

重庆市区地面风场的数值研究

建立了一个模拟复杂下垫面风场的中尺度模式，利用该模式对重庆市区地面风场进行实况模拟，计算结果与客观实际相吻合，说明该模式具有较好的模拟能力。该模式模拟的风场可以作为大气扩散研究的初始风场，为节省野外气象观测经费有着重要的意义。     

浙江省空气质量与大气自净能力的特征分析

利用最新的高时空分辨率ERA-Interim探空和地面资料,计算分析了1979—2015年浙江省大气输送和自净能力的时空分布变化特征,结合环保局空气质量监测数据探讨了浙江省空气质量与大气自净能力的关系,结果表明:大气自净能力在春、夏季表现出沿海地区小,内陆地区大的分布;到了秋、冬季,沿海地区大气自净能力增大,内陆地区则减小;研究时段内全省平均大气自净能力有增大趋势。表征低层输送能力的10 m风速在秋、冬季最大,夏季最小,随时间略有减小,这是浙江省空气污染加剧的可能原因之一;10 m风速的分布基本呈从东部沿海地区往西部山区逐渐减小的变化趋势,秋、冬季风速略大,以偏北风为主。浙江省大部分地区冬季大气自净能力最差,盛行的偏北风又容易将北方污染物带下来,因此冬季是浙江省最易发生空气污染的时段。当风速较小,风向转为偏西北风时,污染物从北方输入并且积累,最易出现较严重的污染天气。中度及以上的空气污染主要发生在杭嘉湖、宁波、绍兴、金华这些经济发达的地区,沿海地区的舟山、温州、台州由于大气输送条件好发生站次很少。丽水和衢州山区海拔高,加之本地工业经济发展较弱,空气污染发生的频次较少。     

非线性垂直平流作用对大气边界层风场的影响

本文在ＷｕａｎｄＢｌｕｍｅｎ将地转动量近似引入行星边界层和ＴａｎａｎｄＷｕ＾「１」－「４」将地转动量近似发展为Ｅｋｍａｎ 量近似的工作基础上，在下 三方面作了改进；     

桂林市空气质量特征分析

为了让公众对桂林市近期空气质量状况和近十年来的空气质量变化情况有所了解,以空气中的主要污染物二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的空气污染指数API作为表征空气质量的特性值,用统计分析方法,研究分析桂林市2003～2012年空气质量特征及其变化状况.2003至2012年,桂林市空气质量优良率为99.1％,首要空气污染物主要为可吸入颗粒物和二氧化硫,而又以可吸入颗粒物居多.2003年和2005～2008年,桂林市的首要空气污染物为二氧化硫,其它年份为可吸入颗粒物.2009～2011年连续三年出现空气污染指数较大幅度的上升.2010年的年平均空气污染指数首次突破51,达到58,首次出现年平均空气质量为二级的年份,2011、2012年平均空气质量也维持在二级.研究分析的结论是桂林市2009年以来空气质量有下降的趋势,且2010～2012年的年平均空气质量等级由以前的一级下降为二级,首要空气污染物由2008年以前的以二氧化硫为主变为以可吸入颗粒物为主.     

济南市空气质量特征分析

利用济南市环境空气监测资料,使用国内普遍采用的API空气污染指数,分析了济南市2001—2010年空气质量的变化特征。结果表明:2001—2010年济南市环境空气质量为良或优的天数总体呈上升趋势;冬季和春季空气质量比夏季和秋季差,污染最轻的月份是8月,污染最重的月份是12月或1月;近10年主要污染物为可吸入颗粒物PM10,可吸入颗粒物的来源呈多样性,近年来,汽车尾气污染和建筑尘逐渐成为济南市环境空气污染的主要因素;空气污染较重时一般伴随冷空气影响,近低层存在逆温,不利于污染物的扩散。     

济南章丘大气边界层风温场特征研究

基于章丘气象站2004—2009年实测资料,研究了当地大气边界层风向、风速、气温的时空分布特征,并利用SPSS 17.0数据统计软件的曲线参数估计法,探讨了符合章丘实际的风速随高度变化的拟合曲线及其数学函数关系。结果显示:研究地区大气边界层盛行风向为SSW,且呈现随高度增加沿顺时针方向偏转的特征;风速变化特征在10—300 m和350—1500 m不同高度层存在显著差异,春、夏、秋季和年平均风速随高度变化的指数曲线拟合结果总体好于幂函数曲线,而冬季则相反;气温变化特征四季基本一致,近地面层存在逆温现象,冬季逆温日数最多;逆温强度冬半年的大于夏半年的。     

基于CCMP风场的中国近海18个海区海面大风季节变化特征分析

利用1988-2010年CCMP(Cross Calibrated Multi-Platform)高时空分辨率10 m风场分析了我国近海海区的大风(6级以上)日数和大风风速的空间分布特征,并且按照中央气象台对近海海区的划分,分析了近海18个海区大风的季节变化特征.我国近海大风日数高值中心及大风风速高值中心都集中于巴士海峡、台湾海峡和南海东北部海域,在巴士海峡和南海东北部海域交界处最高可达140天以上,平均大风风速达到13m/s以上.从季节变化来看,大风日数和大风风速充分体现了东亚季风冬强夏弱的特点.冬半年,大风日数及风速高值中心一直位于东海东北部、台湾海峡、巴士海峡、南海东北部以及南海西南部海域,12月是一年之中大风日数和强度的峰值时期.从4月开始,南海西南部的高值中心消失,而以北海域的高值区的分布基本不变,这种情况一直持续到9月.近海18个海区的季节变化呈现出不同的区域差别,南海中部和南部的4个海域大风日数呈双峰型变化,冬季的12月至次年1月出现最高值,夏季西南季风时期的7-8月出现次高值.除琼州海峡外,包括南海北部海域的其余13个海区高值均在冬季12月至次年1月,低值出现在夏季6-7月.     

金沙本底站空气质量与颗粒物浓度变化特征分析

利用华中区域代表性站点金沙国家大气本底站2007—2018年的PM2.5、PM10颗粒物质量浓度数据,2019年3月—2019年6月反应性气体数据,对华中区域空气质量进行整体评价,并分析了颗粒物浓度的变化特征及其影响因素.结果表明,反应性气体CO、SO2、NO、NO2质量浓度其日平均最大值、平均值均达到一级标准,O3日...     

基于格点资料的四川大气混合层高度特征及与空气质量的关系

基于2018年1月~2020年12月中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）资料,利用罗氏法计算四川省大气混合层高度,分析其时空分布特征,并结合大气环境空气质量监测数据,讨论大气混合层高度变化与空气质量的关系。结果表明：四川省大气混合层高度呈西高东低分布特征。盆地与攀西地区、川西高原大气混合层高度季节变化有显著性差异,盆地春季最高,秋季最低;川西高原和攀西地区秋季最高,夏季最低。四川省各地区大气混合层高度月、日变化趋势基本一致。四川省大气混合层高度与O₃质量浓度呈显著正相关关系,与PM_2.5质量浓度呈显著负相关关系。     

风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠晴天边界层的探测分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年8和10月边界层风廓线雷达资料,分析了沙漠晴天边界层湍流、大气温度、水平风速风向以及垂直速度的发展演变特征和日变化规律。研究表明：（1）大气折射率结构常数（C_n~2）能较好地反映晴空湍流对电磁波的后向散射能力,可以详细刻画湍流发展旺盛区域的高度、强度及其演变特征;沙漠夏季白天湍流发展剧烈,旺盛区域顶部可达4000 m高度左右。（2）RASS系统对沙漠边界层大气温度的探测具有较好的可信度,其近地边界层温度符合一般的日变化规律,昼夜温差显著,白天高温维持时间长,升温过程相对滞后于近地表气温。（3）风廓线雷达对大气风场的探测结果与地面风速风向一致,沙漠晴天主要受东风和东北风控制,风速较小,平均在2.0～6.0 m·s~（-1）范围变化。（4）沙漠腹地大气垂直速度变化符合静力平衡理论,铅直方向运动很弱,一般在-1.0～1.0 m·s~（-1）范围波动。     

单多普勒雷达反演风场的质量控制

利用扩展VAP方法,通过极值订正,时间和空间连续性订正等方法,对反演后的风场进行质量控制,并与双多普勒雷达风场反演结果进行了对比.结果表明,经过订正的反演风场中大部分有明显误差的点得到了修正,而且订正后的风场更合理,与双多普勒雷达风场反演结果更一致,提高了反演风场的质量.     

武汉市空气质量特征

利用武汉市环境监测站提供的2001年7月至2003年6月大气污染监测资料及同期气象资料，运用动力统计和天气分析方法，分析了武汉市空气质量的特征及成因。结果表明：在一年当中武汉市夏季的空气质量状况良好，秋、冬季较差，其成因与武汉市不同季节气象要素分布特征有着密切的关系。     

艇载风压计测量平流层大气风场可行性分析

本文提出了一种基于搭载平流层飞行器对平流层大气风场进行原位探测的探测系统,并详细介绍了其工作原理、计算公式和风洞实验结果。实验室测试中,该探测系统的理论测量误差值≤2.5 m/s。在常温下的风洞试验中,该系统表现出了良好的工作性能、系统稳定性和测量准确度。在和实验室的风向、风速对比试验中的相关性均超过了0.99,风速的平均绝对偏差为0.67 m/s,风向的绝对平均偏差为2.4°。2022年,中国气象局气象探测中心利用平流层超压气球搭载该系统在海拔19 km的平流层大气中进行了原位探测试验,对所搭载平台周围的风速和风向进行了探测,并对探测结果进行了比对分析。与平台轨迹算法进行比对结果显示,该系统具有较好的一致性;与NCEP_FNL再分析数据进行比对,显示出东西向风速的相关性较好,达到了0.795,而南北风速的相关性较差,仅为0.33。试验结果表明,在平流层飞行器上搭载该探测系统可以有效地探测平流层大气风场,对于获得平流层大气环境数据集、提供大气环境预报服务、开发平流层浮空器、监测平流层飞行器周围的大气环境、规划飞行路线和区域停留等方面具有巨大的应用潜力。     

温坨子区域地面水平流场分布特征研究

利用辽东湾温坨子地区冬夏两季大气扩散试验资料,采用风场诊断模式,对拟建核电站厂区水平风场的分布特征进行了研究, 以为评估该地区拟建核电站的大气污染扩散状况提供基本参数与依据。结果表明：冬季该地区水平风场分布主要有3种形式：1) 呈偏南风型的风场;2) 偏北风型的风场;3) 厂址附近位于高低压中心之间,或整个区域是一均压场, 这时系统风弱,局地风 (包括山谷风及海陆风) 明显,整个区域地面风场比较混乱。夏季该地区水平风场分布主要有4种形式：1) 受季风控制,呈偏南风型的风场;2) 系统风较弱,呈海陆风型的风场;3) 锋前低压控制,产生切变型的风场;4) 受季风控制,呈偏北风型的风场。