城市化对近地层风速概率分布及参数的影响

通过地面风速Weibull概率分布参数的阶段变化来描述城市化对地面风速的影响,并通过理论分析得出城市化进程导致其尺度参数c缩小,位置参数r增大的趋势效应的结论。将北京等8个城市1982—2005年地面天气资料定时数据按时间划分为前、后两个时段,分别拟合分布曲线的参数,对比前、后两个时段的拟合结果,验证了理论分析所得结论,即随城市的发展,各城市风参数c不同程度地缩小,r不同程度地增大,同时概率密度曲线的峰值均增大;不同城市的风速概率密度函数曲线变化特征有所不同,根据前、后时段概率密度曲线变化的特征,8个城市风速概率分布变化大致可分为A、B两种类型,两者的主要差异是A型变化特征为在曲线两端(大风和静风)的概率都减少,曲线分布更加集中;B型则是大风概率减少而静风的概率则增大,曲线向左移动;A型变化城市的r参数平均增大46.3%,明显大于B型城市的15.7%。初步资料分析还表明,风参数c和r变化幅度与城市化扩张速度有关。     

近地层大气气溶胶对曙暮光辐射强度和天空颜色的影响

采用离散坐标法(DISORT)辐射传输软件包UVSPEC的伪球面模式,计算了300～850 nm波段曙暮光时期地面不同观测仰角的辐射强度和天空颜色.模式选取美国标准大气(U.S. 1976),考虑多次散射效应及水汽、臭氧和二氧化碳的吸收.分析研究了近地层大气不同气溶胶光学厚度时曙暮光天空辐射强度和颜色指数随太阳天顶角和观测仰角的变化.结果表明,曙暮光时天空的红蓝光颜色指数随近地层大气气溶胶光学厚度的变化显著.此方法理论上可以用于近地层气溶胶光学厚度的反演测量.     

北京秋季城区和近郊近地层O3特征

北京十三陵地区出现O3高值,一直是人们所关心的环境问题,秋季是北京地区高O3浓度季节,为此2001年9月7～17日在北京城区舞蹈学院楼顶和十三陵地区昭陵进行了一次以O3为主,并结合其前体物的综合比对实验.对北京城区和郊区地面O3特征进行了比对分析,目的是了解北京秋季近地面城乡O3差异的原因.结果表明郊区O3浓度日均值普遍大于城区O3日均值,城区和郊区白天O3浓度接近,城乡O3平均浓度的差异是由于不同天气条件下城区夜间地面O3浓度很低,有时甚至接近于零,而郊区夜间O3依然维持一定浓度.其主要原因在于城区有较多的污染排放源,致使夜间NO浓度维持相对高值,其通过滴定过程大量消耗O3所致.观测中发现无论城区或郊区当小时平均NO浓度大于10×10-9(体积混合比)时,相应小时平均O3浓度接近于零.NO2/NO低值区对应于地面O3低浓度,城区夜间NO2/NO值低于郊区.由此可见城区O3日平均值较低和城区空气污染重于郊区有密切关系.     

CMIP5和CMIP3对未来中国近地层风速变化的预估

利用世界气候研究计划的第五阶段模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)提供的参加政府间气候变化专门委员会第五次评估报告(The Fifth Assessment Report of Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC AR5)的23个全球气候模式和第三阶段模式比较计划/第四次评估报告CMIP3/AR4的19个全球气候模式,考虑高排放典型浓度路径RCP 8.5(Representative Concentration Pathway 8.5)和排放情景特别策划SRES A2(Special Report on Emission Scenarios A2)、中等排放(RCP 4.5和SRES A1B)和低排放(RCP 2.6和SRES B1)各3种温室气体排放情景,预估21世纪中国近地层(距地面10 m)风速变化。结果表明:21世纪中国区域近地层年平均风速呈减小的趋势,随着温室气体排放浓度的增加,年平均风速减小趋势的程度依次显著,模式预估风速减小趋势的一致性也依次增加。CMIP5和CMIP3模式的预估结果均表明21世纪中国西部地区(N和SW区)年平均风速呈减小的趋势,东部地区(NE和SE区)年平均风速呈增加的变化趋势。与21世纪前期(2006—2015年)相比,21世纪后期(2090—2099年)中国西部、华北北部至东北南部地区风速偏小,东北北部、华北南部至华南大部地区风速偏大。温室气体排放浓度越大,21世纪后期中国冬季(夏季)风速偏小(偏大)于21世纪前期的范围越大,偏小(偏大)程度越明显。     

近地层O3和CO2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟：Ⅰ模型结构

在试验研究的基础上,文中尝试利用数值模拟方法评估O3和CO2浓度变化对作物的影响.以农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC)为基础,对其中的作物子模型进行改进,加入O3对冬小麦光合作用和叶片生长影响的模拟,结合原模型中有关CO2对冬小麦光合作用影响的模拟,建立反映O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成影响的作物模型.文章对DNDC模型进行了参数修正以适用于中国华北地区;文章参考前人的工作,引用了两种O3对作物光合作用影响的模拟方法进行比较,分别是O3对初始光利用率的影响和O3对叶片光合作用的直接影响;在此基础上,进一步考虑O3对冬小麦叶片生长的影响,根据试验资料,建立了O3对叶片生长影响系数.     

江苏沿海近地层风阵性及台风对其影响

为了研究风阵性特征,尤其是在受台风影响时湍流特征对安全开发利用风能资源的影响,利用江苏沿海5座测风塔2009年6月—2012年11月的梯度风观测数据,分析了近地层风阵性基本特征,并筛选了7个对江苏产生较大影响的台风,包括罕见的正面登陆台风达维（1210）,分析台风影响下风阵性特征。研究发现:江苏沿海地区低层的风脉动性比高层强,10 m高度的年平均阵风系数和湍流强度分别为1.50和0.20;海陆分布明显影响风阵性,离岸风的湍流强度明显大于向岸风;当风速等级小于6级时,风阵性随风速增大而一致性减小,之后则稳定少变;在台风中心附近,受风速、风向快速多变的影响,湍流强度和阵风系数均远大于台风外围和没有台风影响的情况,湍流强度和阵风系数在30~50 m高度之间增加,在6~7级风时出现风阵性的局部峰值区。     

近地层O3和CO2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟：Ⅱ模拟结果和分析

针对CO2和O3浓度变化对冬小麦影响,改进了农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC),并利用模型模拟了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量的影响,检验了模型的模拟效果.通过对原DNDC模型适用性的调整,使之适用于固城站,为进一步改进作物模型打下了可靠的基础.通过试验资料验证表明,模型较好地反映了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成的影响.通过敏感性分析得出,模型对温度变化反映灵敏;在CO2浓度倍增情况下,O3浓度变化对冬小麦的复合影响分析看出,一定浓度范围内,CO2可缓解O3对作物影响的负效应,O3对CO2带来的正效应有削弱作用.     

大气层结对青藏高原近地层湍流特征的影响

本文利用1986年夏季青藏高原试验（TIPMEX-86）期间获取的资料,计算分析了该年6月和7月拉萨和那曲近地层摩擦速度u*、特征温度θ*、Monin-Obukhov长度L及理查逊数Ri在不同大气层结及不同高度的分布特征。分析结果表明：不同大气层结下,湍流运动形式是不同的,湍流热力场的变化远远大于湍流动力场。就空间变化而言,θ*随高度变化较大,而u*的变化较小。对大气层结而言,在稳定条件下,u*、θ*随高度变化较大;在不稳定条件下,θ*、u*随高度变化较小。在不稳定层结相近的状况下,高原开阔草地上的各种湍流参数,接近或大于北京城郊非均匀地形的数值,而在很稳定的层结下,则高原的参数值小于北京。     

ENSO循环对福建省近地层臭氧浓度变化的影响

ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)循环被认为是年际气候变化的最强信号,是由东亚季风异常造成的赤道西太平洋异常纬向风驱动的热带太平洋次表海温距平的循环.利用NOAA提供的ONI(Oceanic Ni?o Index)指数资料与福建省近地层质量臭氧浓度(ρ(O3))资料,经数理统计、标准化...     

内蒙古乌兰察布市集宁区O_3污染特征及影响因子

利用2015—2017年内蒙古乌兰察布市集宁区空气质量数据和常规气象观测资料,对集宁地区O_3污染现状、时间变化特征及其影响因子进行统计分析。结果表明:集宁地区O_3污染日数逐年增加,已经成为该地首要污染物。O_3质量浓度变化具有明显的季节性,污染易发于春末和夏季; O_3质量浓度日变化呈单峰型,午后达到峰值,傍晚前后开始衰减,一直持续至第二日清晨。O_3质量浓度的变化与气象要素关系密切,较高的气温易提升光化学反应速率;低云量的多少也影响O_3质量浓度增长率和下降率;偏南风和适中的风速利于O_3前体物及O_3的输送和累积。集宁地区的NO_2和CO是重要的O_3前体物,NO_2对O_3质量浓度变化的影响更直接和显著,CO作为初始"燃料"为O_3的生成提供基础条件。     

石河子垦区日照时数变化及对农作物的影响

利用石河子气象站1961—2009年日照资料,用最小二乘法进行线性拟合,对日照时数年、季变化趋势进行分析,结果表明：近49年来石河子垦区日照时数总体呈增加趋势,年日照时数以7h/10a的速度增加。各季年际变化趋势从大到小依次为春季＞夏季＞秋季＞冬季,其中春季增加最为明显,平均每10年增加18.5h。棉花、甜菜、玉米和油料等作物均为喜温喜光作物,日照时数的变化对其有较大影响,通过对四大作物的平均单产与相应年4-11月的日照的分析,得出作物单产随日照时数增加而增加,并建立产量与日照的相关模型。     

石河子垦区日照时数变化及对农作物的影响

利用石河子气象站1961-2009年日照资料,用最小二乘法进行线性拟合.对日照时数年、季变化趋势进行分析,结果表明:近49 a来石河子垦区日照时数总体呈增加趋势,年日照时数以7 h/10a的速度增加.各季年际变化趋势从大到小依次为春季>夏季>秋季>冬季,其中春季增加最为明显,平均每10a增加18.5 h.棉花、甜菜、玉米和油料等作物均为喜温喜光作物,日照时数的变化对其有较大影响,通过对四大作物的平均单产与相应年4_-11月的日照时数的分析,得出作物单产随日照时数增加而增加,并建立产量与日照的相关模型.     

地形对近地层风场日变化影响的数值模拟

利用修改的Mass模式和辽宁地区的地形资料，模拟了地形加热作用对辽宁地区近地层风场日变化的影响。结果表明，渤海和黄海北部海域对辽宁地区近地层风场的影响起着非常重要的作用。由于海陆加热的不同，加热冷却速度的不同以及山地地形等可产生不同的流场日变化。     

玛曲积雪过程对近地层气象要素影响的数值模拟

利用2012年1—3月玛曲站的观测资料和单点模式Noah_LSM,通过敏感性试验研究了3次积雪过程对近地层气象要素的影响。结果表明:(1)Noah_LSM模式能较好地模拟出近地层气象要素的变化特征;(2)敏感性试验1模拟的净辐射、感热通量、潜热通量、气温和30、60 cm土壤温度均大于控制试验的模拟结果;(3)敏感性试验2模拟结果表明较大的风速可能是造成2月18日出现大潜热通量和负感热通量的一个原因。     

特大森林火灾对O_3总量变化影响的初步分析

利用O3数据、气溶胶指数和风场观测资料,对发生在中国黑龙江大兴安岭和印度尼西亚地区的特大火灾进行了分析。结果表明:(1)在火灾发生后,研究区及下风方区域O3总量均有增加;(2)此次黑龙江火灾释放出的CO、NOX、CH4等大气成分是造成5月O3总量增加的主要原因;(3)进一步分析黑龙江火灾发生时期的环流形势发现,火灾发生前,3、4月O3总量的增加来源于西风气流对中高纬高浓度O3的平流输送,而5月则与火灾有较为密切的关系;(4)新加坡和菲律宾地区O3含量增加似乎也与O3前体物有关。     

臭氧对农作物的影响研究

臭氧(O3)是大气微量成分之一。近地层O3含量的增加,将直接影响农作物的生长发育。本文简要介绍了国外有关O3对农作物影响的研究方法和试验研究结果,以及我国有关O3对农作物影响的研究动态。     

O_3浓度变化对我国主要作物产量的可能影响

该文介绍了Ｏ＿３浓度变化对农作物的影响机制，如Ｏ＿３对作物光合与呼吸、生理生化过程和代谢物质、细胞透性、体内各类醇、组织器官以及其它功能的影响，根据美国ＮＣＬＡＮ近１０年的试验资料建立的Ｏ＿３浓度与作物产量的准线性关系，推算和评价了Ｏ＿３浓度变化对我国主要作物产量的可能影响。     

2004年春旱对册亨县水稻等农作物危害的统计分析

春旱是册亨县主要气象灾害之一，出现频率高，每年都有不同程度的发生。统计分析册亨县1970～2003年34年的春旱发生频率、开始期、持续时间、满足水稻作物插秧用水的时段及2004年春旱对水稻、玉米作物的危害情况，以期对该县的农业生产有一定借鉴作用。     

秋季南疆沙漠塔中边界层O_3浓度及影响因子分析

利用2008年10月11～17日的系留气艇探空资料,分析了塔中边界层O3浓度的变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:塔中秋季边界层O3浓度均值为48.7×10-9。在边界层内中午O3浓度随高度升高几乎没有变化;深夜和清晨O3浓度从地面随高度的升高逐渐增大;傍晚O3浓度最大,随高度的升高缓慢减少,达到一定高度后变化均很小。O3浓度随高度变化明显,从1m到700m高度的O3浓度变化分为不稳定型、过渡型和稳定型。根据廓线变化方式分为深夜清晨型、中午型、傍晚型。分析表明,秋季O3浓度与温度、相对湿度、比湿、风速有关。在深夜和清晨出现逆温层,在逆温层内O3浓度较低。O3浓度与相对湿度呈负相关,02:00和08:00的相关性最显著。在深夜和清晨比湿与O3浓度基本上是呈反相的关系。O3浓度与风速的相关性除了深夜相对较高外(R=0.699,n=33,p0.001),其余时间均不太明显。     

3个全球模式对近地层风场预报能力的对比检验

为了使检验的预报风速具有可比性,首先利用WRF模式对3种常用全球环流预报场(ECMWF、GFS、T639)在中国区域进行4个典型月的10 km水平分辨率的降尺度计算,再利用中国400座测风塔同期观测资料对24 h内70 m高度的风速预报性能进行了对比检验。结果表明:(1)从4个典型月的全风速检验情况来看,ECMWF预报效果略好于GFS,T639稍差,但三者做简单的集合平均可获得最优的预报结果;(2)3种全球预报场降尺度后的预报风速误差平面分布比较相似,整体来看,内蒙古、东北和沿海部分区域误差较小,内陆地区误差较大,尤其在高原和内陆复杂地形下预报效果不佳;(3)从预报风速在4个风速区间的平均检验情况来看,在(0,3]m·s-1和(3,15]m·s-1区间内,ECMWF的TS评分略好一些,在(15,25]m·s-1区间GFS的TS评分最高,在25 m·s-1以上ECMWF具有明显优势;(4)在(3,15]m·s-1区间,3种全球环流预报场的风速预报误差平均在35%左右,ECMWF略好于GFS,GFS略好于T639;(5)从各测风塔点位最优预报效果的全球场统计情况来看,在(3,15]m·s-1区间内,有55.5%的点是ECMWF效果最优,24.8%是GFS最优,19.7%是T639最优。