大气CO2标准气浓度标定及采样瓶CO2浓度分析系统

对美国NOAA／CMDL开发的用于我国大气本底监测的非色散红外CO2瓶分析和标准气标定系统做了测试与讨论,并对在青海瓦里关、浙江临安、黑龙江龙凤山和北京上甸子所采集到的实验性空气样品中的CO2浓度进行了测量,与瓦里关在线连续测量结果进行了对比,结果均表明该系统具有较高的灵敏度、精确度和较好的稳定性,具备了从进样到数据处理等较为完整的自动化功能,具有简便易行、准确可靠等特点,可用于大气CO2标准气体的标定及采样瓶分析。测量和对比结果也表明,样瓶采样和分析系统可在一定程度上替代现场连续测量系统,在不同的地点进行采样并进行集中分析也是一种较为经济、实用的方法。     

瓶采样技术在瓦里关大气本底监测中的应用

利用美国ＮＯＡＡ／ＣＭＤＬ提供的ＭＡＫＳ采样器在青藏高原洁净地区瓦里关山进行现场实际空气的采集,并对ＮＯＡＡ／ＣＭＤＬ反馈的１９９４年到１９９７年空气样品测时结果进行分析,表明：（１）在同一采样过程中采集的两个采样瓶间二氧化碳浓度偏差≤０．３ｐｐｍ的占８０．１％、一氧化碳浓度偏差≤５．０ｐｐｂ的占９４．９％、甲烷浓度偏差≤ｐｐｂ的占９２．９％;（２）人为因素、采样条件等对二氧化碳浓度的影响要大于对     

风廓线雷达回波强度和速度标定问题研究

文章讨论了风廓线雷达标定系统中的两个问题。首先,在风廓线雷达回波强度标定原理的基础上,依据雷达气象方程,分析了发射功率变化和接收机增益变化对回波强度测量精度的影响,提出了通过实时测量每个脉冲重复周期内发射采样脉冲功率和回波功率在数字中频接收机的输出值,改善回波强度测量精度的方法。其次,在风廓线雷达速度标定原理的基础上,分析了速度标定中因I/Q信号的幅度、相位不平衡造成的镜像谱分量,提出了一种基于信号时域统计特性的订正方法,并利用I/Q信号数学模型进行了仿真实验,结果表明,该方法可以有效抑制I/Q信号幅相不平衡产生的镜像谱分量。     

植物挥发性有机物的分析方法

为了分析植物排放到大气中的挥发性有机物，在2000年1-6月期间，与美国国家大气研究中心（NCAR）的科学家共同发展和研究了一套自动的气相色谱系统和分析方法。该系统引入一个小型冰箱以除去空气样品进样时的水分，得到了对挥发性有机物样品进行分析时比较好的准确度。在5℃以及稳定的进样速率的条件下，可以得到比较好的除水效果。对NCAR附近的大气进行了采样，并利用此系统做了分析。本简单介绍此自动系统以及样品分析结果。实验结果表明，此套系统具有良好的重复性和稳定性，主要的挥发性有机物的成分如异戊二烯和单萜烯等具有明显的日变化。     

太阳紫外/光合有效辐射表标定方法探讨

平流层臭氧层变薄导致地面紫外辐射增加,紫外辐射的生态、气候学及环境效应使太阳紫外辐射的观测研究逐渐成为辐射研究的前沿问题。地基紫外辐射联网观测是获得紫外辐射时空分布的基础,而定期进行辐射表的标定是获取正确的、具有可比性的观测数据的基本保证。利用USB2000紫外/可见辐射光谱仪,采用标准灯传递能量的标定方法建立了紫外辐射表和光合有效辐射表标定系统,标定后的紫外辐射表不确定度为5%,光合有效辐射表不确定度为5%,能够很好地满足世界气象组织标准。该标定方法简单易行、运行费用低且精度较高,能够很好地进行中国辐射观测网中紫外与光合有效辐射表的标定工作。     

CE318型太阳光度计标定方法初探

初步探索了CE318型太阳光度计的室内和野外标定方法, 并对两种方法的标定结果进行对比。基于积分球辐射源的辐亮度标定方法, 对CE318型太阳光度计不同波段天空散射辐射通道进行标定实验; 分别采用Langley标定法和标准仪器相对标定方法, 对CE318型太阳光度计的不同波段太阳直接辐射通道进行了标定实验。实验结果显示:天空散射辐射通道的标定结果在670 nm, 870 nm和1020 nm波段与仪器出厂时给定的标定结果偏差不超过6%, 而440 nm波段处得到的标定结果要高于出厂时给定的结果, 偏离幅度约18.9%。太阳直接辐射各通道的标定结果普遍大于出厂时给定的结果, 说明滤光片老化较为严重, 需要进行更换, 以保证观测精度。由于标准仪器相对标定方法对太阳直接辐射通道的标定结果明显优于Langley法, 因此利用标准仪器相对标定方法对中国气象局太阳光度计站网仪器进行定期标定更能够保证仪器观测数据的准确性。     

DYYZⅡ型自动站原理简介及日常维护

1系统工作原理 DYYZⅡ型自动站是利用传感器的感应元件将外界实时的气象要素转变为各种物理量（如电阻、电压、频率、脉冲信号等）的变化，然后对输入信号进行整形、转换或放大，变为数据采集器可以直接测量的物理信号。同时该系统通过定时计算器根据不同的气象要素观测要求，控制其采样间隔时间，具有数据计算、统计、处理的功能，并可进行存贮。气象传感器输出的物理信号经数据采集器处理后通过标准RS-232通讯接口输入计算机，计算机通过此通讯口定时向数据采集器读取数据，并将数据处理、存贮，通过地面气象测报业务软件完成台站的业务使用。     

Picarro温室气体在线观测系统观测的瓦里关甲烷浓度分析

利用picarro温室气体在线观测系统观测的2009年和2010年瓦里关地区的甲烷浓度数据,分析了该地区甲烷这种温室气体的各种变化规律和趋势。通过与瓶采样数据的比较可以肯定picarro系统测出的甲烷浓度数据的可靠性。数据分析表明瓦里关地区甲烷浓度在持续升高,甲烷本底浓度日变化规律不明显,有明显的准季节变化规律和梯度变化规律。     

大气本底监测

我院承担中国大气本底基准现象台（瓦里关本底台）、3个区域大气本底污染监测站、3个臭氧站和全国酸雨监测站网（86个站点）的业务指导和技术支持工作。主要监测项目包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷、臭氧（总量和地面）、二氧化硫、降水（酸雨）和气溶胶化学、太阳辐射及气象观测等。1999年的主要工作进展如下：．完成了瓦里关本底台二氧化碳台站标准与北京WMO二级标准间的校准,并参加了WMO－NOAATh氧化碳标准国际比对活动,取得了较好结果。．圆满完成了国内3台BREWER臭氧光谱仪的国际比对标定工作。．对瓦里关本底台的业务人员进行…     

使用气象目标物验证珠海〖CDF*2〗澳门双偏振雷达的差分反射率标定

为了寻求适合珠海-澳门双偏振雷达的差分反射率标定方法,提升其探测的准确性和稳定性,对珠澳雷达的太阳法和垂直指向法的标定结果进行了分析对比。对比表明两个标定方法确定的系统偏差之间存在较大的差异。为了确定真实的系统偏差,基于业务运行的体积扫描数据,在初始差分相移订正的基础上,用差分相移、反射率、信噪比和相关系数作为筛选条件,筛选了适合作为标定参照物的小雨和干雪,对珠澳雷达的标定结果进行了验证并分析了标定误差的成因。结果表明以小雨和干雪作为目标物得到的差分反射率系统偏差和太阳扫描法得到的结果非常一致,且在超过两个月时间内表现较为稳定,可以用于对雷达系统的差分反射率偏差进行长期的在线监控。垂直指向法标定的结果存在明显偏差。与英国Thurnham C波段雷达以及南京大学C波段雷达的垂直入射标定数据的横向对比和分析表明,珠澳雷达的垂直指向法标定受到位于天线罩顶部的航空障碍灯和维护窗的影响,使得标定结果出现偏差。     

使用气象目标物验证珠海-澳门双偏振雷达的差分反射率标定

为了寻求适合珠海-澳门双偏振雷达的差分反射率标定方法,提升其探测的准确性和稳定性,对珠澳雷达的太阳法和垂直指向法的标定结果进行了分析对比。对比表明两个标定方法确定的系统偏差之间存在较大的差异。为了确定真实的系统偏差,基于业务运行的体积扫描数据,在初始差分相移订正的基础上,用差分相移、反射率、信噪比和相关系数作为筛选条件,筛选了适合作为标定参照物的小雨和干雪,对珠澳雷达的标定结果进行了验证并分析了标定误差的成因。结果表明以小雨和干雪作为目标物得到的差分反射率系统偏差和太阳扫描法得到的结果非常一致,且在超过两个月时间内表现较为稳定,可以用于对雷达系统的差分反射率偏差进行长期的在线监控。垂直指向法标定的结果存在明显偏差。与英国Thurnham C波段雷达以及南京大学C波段雷达的垂直入射标定数据的横向对比和分析表明,珠澳雷达的垂直指向法标定受到位于天线罩顶部的航空障碍灯和维护窗的影响,使得标定结果出现偏差。     

便携式土壤水分测量仪本地化应用研究

为提高PASW-1型便携式土壤水分测量仪在实际工作中的准确率,利用烘干法对仪器进行本地化标定。通过回归分析,得到不同土壤层次的标定曲线,根据标定曲线反演并计算出土壤相对湿度,结合气象干旱等级划分标准,制定出自动体积含水量对应的干旱等级查询表,便于实际业务应用。     

旱涝指数的研究

提出了一种新的区域旱涝指数及其旱涝标准的划分方法，并运用该指数对近50a（1951－2000年）来华北地区夏季旱涝进行了分析，通过与其他旱涝指数的比较分析，发现该指数能较合适地反映区域旱涝的程度和范围，且划分旱涝的标准较客观，具有一定的普适性。     

车载液压振动式土壤采集装置研究

回顾了国内外土壤采样装置的发展 历史,针对国内土壤采集的实际需求,确 定了液压振动式土壤采集装置的总体方 案。为了提高装置的可靠性与稳定性,进 行了液压系统管路的优化设计,设计了 具有双凸结构的采样管,进行了一般土 质与杂硬土质的采样试验。试验结果表 明,该装置既可以进行松软土质的采样, 也可以进行杂硬土质的采样。     

中国地—气系统净辐射的气候特征

根据ＥＲＢＥ和ＩＳＣＣＰ资料讨论了总云量等因子对地－气系统净辐射的影响，分析了地－气系统净辐射与其各分量及地表净辐射的相关联系。发现行星反射率和地－气短波吸收辐射对气－气净辐射的影响最大，而云和纬度的作用主要通过该两因子变化表现出来，ＯＬＲ的作用则相对较弱。地－气净辐射与地表净辐射的相关性也较明显。文中还就地－气净辐射在全国的地理分布作了分析。各地区地－气净辐射的年变曲线均为简单的夏大冬小型，云等     

我国夏季风过渡区陆-气相互作用研究的新进展

中国夏季风过渡区是全球陆-气相互作用强盛区域之一，也是极端天气灾害频发且易造成严重经济损失的区域，对过渡区陆-气相互作用的进一步认识将有助于提升该区域防灾减灾能力。以近年来中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室为平台开展的夏季风过渡区相关项目群取得的研究成果为基础，对过渡区陆-气相互作用时空分布规律、陆面水分收支对夏季风响应新特征、边界层时空变化特征及发展机制、季风与陆-气相互作用对区域气候影响、陆-气相互作用对作物产量影响以及多因子和多尺度动力学粗糙度参数化方案等方面的新进展进行系统总结，并根据夏季风过渡区陆-气作用研究的发展趋势，提出今后应在侧重加强陆-气交换多循环过程对夏季风年循环响应规律研究基础上，探讨陆-气相互作用对夏季风的多尺度动态响应，建立地表过程和大气边界层关键物理量的气候动力学关系，以改进和提升区域气候模式模拟水平。该工作对推动我国陆-气耦合过程的研究具有重要意义。     

区域气候模式对温室效应引起的中国地区气候变化的数值模拟

利用基于 ＲｅｇＣＭ２的区域气候模式并单向嵌套澳大利亚 ＣＳＩＲＯ Ｒ２１Ｌ９全球海－气耦合模式，进行了温室气体二氧化碳浓度倍增对中国气候变化影响的数值试验研究。控制试验结果表明：区域模式由于具有较高的分辨率，因而对中国区域地面气温和降水的模拟效果较全球模式有了较大提高；模式对 ２×ＣＯ２敏感性试验结果表明了在 ＣＯ２浓度倍增情况下，由于温室效应，中国区域的地面气温将有明显升高，降水也将呈增加趋势。     

用GPS定位数据研究L波段雷达数字探空仪系统的测高误差

我国高空站网已普遍推广L波段雷达-数字探空仪系统,但业务上作为测风使用的L波段雷达设备的探测精度只经过了近距离静态目标的标定,缺乏相关的动态检验.为了解该系统的动态探测性能,作者在数字探空仪上增加了GPS定位模块,以获得的GPS高度数据作标准,分析了2006年5月至6月上海和南京探空站23份施放记录,结果表明: L波段雷达设备由于水平标定精度不够,造成测高误差较大,100hPa高度以下最大系统误差达到几百米,而且每个站的误差带有系统性,但利用GPS高度数据与雷达测得高度的对比分析结果,来修正雷达仰角参数后,大幅度提高了L波段雷达的测高准确度,系统误差在100hPa高度以下不超过40m.因此在高空探测业务上以GPS定位资料作为L波段雷达定标的参考标准具有可行性.     

GStar—Ⅰ型电容式土壤水分监测仪设计与应用

介绍了河南省气象科学研究所研制的GStar-I型电容式土壤水分测量仪的测量原理、特性和设计思路,以及振荡电路、分频电路、嵌入式单片机、计算机通讯技术和软件系统设计,并对其标定方法进行了探讨.该仪器在河南、陕西等省进行了安装试用,能够实时连续自动采集土壤水分数据、记录各地土壤水分的变化规律.应用实践表明,该传感器具有使用简单安全,定点连续,易于标定,精度较高等特点.     

FDR自动土壤水分数据标定问题及解决方法

针对目前FDR自动土壤水分数据可用性低的实际情况,本文从FDR自动土壤水分站传感器原理出发,结合数据处理流程与方法对湖南60个站点不同层次的标定参数及部分站点的相关观测数据进行了分析,指出目前田间标定法在自然条件下几乎无法得到覆盖土壤各个湿度区间的均匀样本数据,导致二次标定参数不合理是造成FDR自动土壤水分站数据可用性差的根本原因。二次标定方程参数不合理主要表现为方程斜率过大、过小、负值3种情况,导致观测数据增幅过大、常年不变、与实际土壤湿度变化趋势完全相反等问题。最后针对该问题提出了大样本原状取土,实验室标定的解决方法,并对方法进行了初步验证,结果表明该方法能从源头上有效改善土壤水分站观测数据质量。