北京一次强对流天气过程的数值模拟

为了对发生于2008年07月04日北京的一次强对流天气有更多的认识,利用三维对流云模式对其进行数值模拟研究。结果表明：模式可以较好地模拟出强对流天气各主要宏观发展阶段的特征,以及云中水成物粒子转化的微观特征;模式能够很好地模拟出此次强对流天气过程的风场特征,对流系统中存在有利的环境条件,风暴是由气流的辐合上升引起的。在发展初期,对流云低层为辐合上升气流,在对流云发展的成熟阶段,近地面层以辐散气流为主,中上层以辐合气流为主,且辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层辐散下沉气流加强。气流在顶端转变方向,形成辐散出流。     

成都市空气质量预报中WRF的本地化参数选取

为更准确的研究气象因素对成都市空气质量的影响,需要进一步提高天气预报模式WRF的模拟效果。设定16种天气预报模式WRF中尺度数值模式的参数化方案与气象信息综合分析处理系统(MICAPs)的气象实测数据进行地表温度(T2m)和海平面气压(Psl)及高空温度的比对,通过统计学方法进行结果评估,选取适用于成都市本地化的天气预报模式WRF参数方案。结果表明:第15组参数化方案模拟结果与气象信息综合分析处理系统(MICAPs)气象实测数据的对比分析效果表现最佳,是为成都市空气质量预报中天气预报模式WRF的最优参数设置,第11组次之。     

三维冰雹云模式对那曲冰雹天气过程的数值模拟研究

为了对西藏地区冰雹天气有更多的认识,利用三维冰雹云模式对2007年和2008年两年发生在那曲地区的冰雹天气进行了数值模拟,并以2008年8月22日发生在那曲的冰雹天气为个例进行了分析,同时探讨三维冰雹云模式在西藏地区的适用性问题。结果显示：模式能够较好地反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程。宏观方面：能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程;微物理方面：能够模拟出各阶段的水汽混合比。模式能够应用于对西藏地区冰雹天气的研究;考虑冰项过程时,模拟的云体发展更强盛,云顶高度抬高,模拟时间更长;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献;模式模拟的冰雹直径对预报冰雹直径有一定参考价值。     

雾霾对GPS天顶对流层延迟与精密单点定位影响研究

通过计算对流层延迟和精密单点定位的点位坐标,研究雾霾天气对GPS天顶对流层延迟和精密单点定位精度的影响。结果表明,当空气质量持续良好、没有雾霾发生时,空气质量指数(air quality index, AQI)与对流层延迟的相关性很小;当重度雾霾天气持续发生时,雾霾会对天顶对流层延迟产生40~60 mm的影响。但在精密单点定位中,通过对对流层延迟进行参数估计的方法可以消除绝大部分雾霾对定位精度的影响,因此无论重度雾霾天气是否发生,AQI指数与精密单点定位精度的相关性很小。     

GRAPES-Meso模式动力框架与物理过程对预报误差影响研究

为了研究GRAPES-Meso区域中尺度模式误差特点,评估模式动力框架和物理过程对预报误差的影响重要性,为GRAPES区域集合预报系统方案设计提供参考,基于GRAPES中尺度模式设计了4组对比试验,每组试验对2008年3个不同类型天气过程进行了数值模拟,获得如下结论:(1)GRAPES-Meso模式存在较为显著的系统性误差,系统性误差水平和垂直分布特征主要由GRAPES模式动力框架产生,物理过程对系统性误差影响相对较小;(2)在模式层底和模式层顶,GRAPES模式层与等压面层转换方案中,预报存在较为明显的垂直插值误差;(3)边界层方案对GRAPES模式低层动力场预报误差有重要影响,可以显著减少模式低层动力场预报误差。结果表明减少动力框架预报误差是改进GRAPES-Meso模式的重点,在GRAPES-Meso集合预报系统的设计中,需要重点考虑动力框架引起的模式不确定性。     

西藏那曲一次特大冰雹的数值模拟研究

针对数值模式在模拟高原强对流天气时,如何选取各种微物理过程方案及表征量的问题。采用中尺度天气模式WRF,对2010年9月25日青藏高原那曲地区的一次午后热力雷暴及其带来的冰雹过程进行数值模拟,探讨了不同微物理过程方案在高原地区的适用性,以及高时空分辨率的诊断量对雷暴的反映。将模拟结果与实况卫星云图对比,显示当模式中微物理过程采用WSM3方案时,模拟效果较为准确。模式输出的高分辨率中尺度要素场能较准确地反映雷暴云团的位置情况,模式输出的各种参量(如CAPE,KIm,假相当位温等)随时间的变化情况,均能较准确地描述热力雷暴发生发展过程。     

全国极端气温事件的空间关联模式挖掘研究

根据全国739个气象台站1961年1月至2005年12月的逐日气象数据记录建立时空序列数据集,提取极端高温事件和极端低温事件。结合传统关联规则挖掘技术和地理空间数据分析方法,对极端气温事件数据集进行了空间关联模式的分析。实验结果显示,所得空间关联模式中涉及的区域在空间上具有明显的聚集性;在东北、华中两个局部地区的台站中,极端气温事件的发生存在较强的关联规则(支持度阈值6%,置信度阈值95%),而在其他区域的台站中,极端气温事件不存在类似的关联规则,且极端高温事件的关联规则数量要明显高于极端低温事件。对存在关联规则的台站进行空间分析发现,同一关联规则内的各台站具有空间邻近性,其邻近范围约为200 km。以上空间关联模式的挖掘分析,可以为我国极端气温事件的预警和防控提供有价值的参考。     

多普勒天气雷达二维理想均匀风场的数值模拟

对风场结构和信息的探测始终是气象科学的重要研究方向。多普勒天气雷达是研究大气边界层风场的有力手段,有效地利用其径向速度资料分析和推断真实的风场结构,能够大大提高中小尺度天气系统预报的准确度。基于单多普勒天气雷达探测风场反演技术,用Matlab实现二维理想均匀风场的多普勒天气雷达径向速度图模拟。考虑到雷达系统的工作波长和脉冲重复频率的差异可能导致观测结果产生速度模糊的问题,以风向风速各自随高度变化与否以及如何变化的4种风场情况,分别给出了S、C、X波段的多普勒天气雷达径向速度模拟图,并且设计了相应的GUI界面。通过分析模拟的径向速度平面位置显示图,帮助反演真实的风场信息。     

近50年河南省武陟县高温天气的气候特征初探

利用河南省武陟县1961-2010年5-9月日极端最高气温资料,统计分析了武陟县极端最高气温与高温天气的特征,以期能对提高气候预测水平和农业生产有一定帮助。结果表明:武陟县高温天气主要出现在6-7月,高温天气的时间分布具有明显的周期性;年极端最高气温的变化大体上经历了从高到低又到高的过程;持续高温天气主要出现在6月,连续≥3d的高温天气过程出现最多,平均每年出现1.9次;武陟县夏季酷热与极端最高气温高、持续高温天气出现次的年份,集中在20世纪60年代中期以及90年代后期至今的两个时间段内。     

近50年河南省武陟县高温天气的气候特征初探

利用河南省武陟县1961—2010年5—9月日极端最高气温资料,统计分析了武陟县极端最高气温与高温天气的特征,以期能对提高气候预测水平和农业生产有一定帮助。结果表明：武陟县高温天气主要出现在6—7月,高温天气的时间分布具有明显的周期性;年极端最高气温的变化大体上经历了从高到低又到高的过程;持续高温天气主要出现在6月,连续≥3d的高温天气过程出现最多,平均每年出现1．9次;武陟县夏季酷热与极端最高气温高、持续高温天气出现次的年份,集中在20世纪60年代中期以及90年代后期至今的两个时间段内。     

CONVERSION RATES OF SURFACE HOX RADICALS IN BEIJING CITY

1INTRODUCTIONThe hydroxyl radicals play a central role in atmospher-ic photochemistry, reacting with a lot of compounds, often initiating their oxidation and subsequent loss and resulting in the formation of ozone and other deleteri-ous oxidants, acids, and fine particles in polluted ar-eas. A thorough understanding of this role is necessary for efficient, cost-effective pollution control. There-fore, the measurement of OH is very significant (E-HHAT etal., 1991). Nevertheless, most me…     

湖南雷暴天气中地闪活动的预报研究

利用湖南地区ADTD闪电定位仪资料,结合NCEP／NCAR再分析资料,对湖南夏季雷暴发生过程中地闪的区域特征、及地闪与大气不稳定参数的相关关系进行分析,提出地闪活动预报的诊断指标并建立不同区域地闪数的预报方程。结果表明：采用经验正交方法研究地闪活动的空间分布特征发现湖南地闪活动可分为3个区域：湘西山地区、湘东北平原区及湘南山地区,各区与地闪相关性好的不稳定参数分别为,湘西山地区：对流不稳定能量、抬升指数、修正K指数及粗理查逊数;湘东北平原区：抬升指数、修正K指数及大气可降水量;湘南山地区：通气管指数。并且不稳定参数与地闪数具有一定的回归关系,各区潜势预报方程对实际应用具有参考价值。     

Conversion rates of surface HOx radicals in Beijing City

Surface OH radical concentration in Beijing City was measured by impregnated filter trapping technique-high performance liquid chromatography (IFT-HPLC). The observed concentration of OH radical showed obvious diurnal and seasonal variations, with maximum readings at noon or afternoon, ∼80×10⁶OH/cm³ in summer and ∼20×10⁶-40×10⁶OH/cm³ in fall. On the basis of measured data, the reaction rates related to the photochemical process of HO_X (OH+HO₂) were derived and characteristics of atmospheric chemical processes in the city were analyzed. The results showed that conversion rates of atmospheric OH and HO₂ in the summer of Beijing City were about 700×10⁶ molecule/(cm³·s) and 600×10⁶molecule/(cm³·s), respectively. And the net production of OH in the air of the city mainly originate from the photolysis of the gaseous HNO₂, and the main sink of OH were the photochemical reactions with VOCs, NO₂, HCHO and CO. It was different from the clean area. Foundation item: Under the auspices of the National Natural Science Foundation of China (No. 40075026) Biography: REN xin-rong (1973 -), male, a native of Zhejiang Province, Ph. D., now a postdoctorship in Pennsylvania State University, USA, specialized in the reaction kinetics of atmospheric environment. E-mail: ren@essc.psu.edu     

改进型GA算法在大气环境质量评价中的应用

为了建立一种对多项指标都能普遍适用的大气环境质量评价模型，利用反馈式突变进化算法对幂函数加和型指数评价公式中参数进行优化，并用优化后的综合评价指数公式对大气环境进行综合评价。通过对武汉市大气环境质量状况的评价实例研究，表明了综合指数公式的实用性和可行性。     

大气稳定度分级国家标准中几个问题的研究

对国家标准HJ/T2.2-93大气稳定度分级中整数风速使用问题，日、夜分界问题及太阳倾角取值问题进行了综合研究。大量统计结果指出，整数风速不能直接按标准中稳定度等级规定的风速分级带入，而应以1／2计数法代入分级；日、夜分界应以日出后1小时与日落前1小时为界，太阳倾角每10日取一概略值已十分精确。     

不同类型云的V．30特征及一次航线上云变化的实例分析

能否解决飞机在恶劣环境下飞行的问题,对降低与气象有关的飞行事故和备降率具有十分重要的意义。本文运用以V-30图作为分析工具的数字化分析方法,分析了不同类型云的V-30图结构特征,并实例分析了一次航线上云的变化过程。分析结果如下：（1）V-30图能快速区分层云积云、能识别层状云冷暖性,同时对垂直面上不同层次是否有云、云层多高多厚等也有较好识别;（2）实例分析结果与卫星云图和天气实况作比较,效果较好。实例分析验证了文章所述方法的可行性和有效性,为下一步工作奠定了基础。     

湖南省雷电灾害易损性分析及区划

为了对各地防雷减灾工作提供比较科学的理论指导,利用2002-2008年湖南省14个市的雷电灾害统计资料,结合湖南省各市的经济发展状况和人口密度特征,引用雷击密度、雷电灾害频度、生命易损模数以及经济易损模数作为各市雷电灾害易损性评估指标,得出各市综合易损性指标,最后形成湖南省雷电灾害易损度区划。结果表明:某一地区雷击灾害的发生以及其造成的损失不仅与该地区所处的地理位置、气候环境有关,也与该地的人口密度、经济发展有关。     

城市暴雨的细化预测实例分析

为了提高暴雨预测准确率和降低城市暴雨造成的危害和损失。使用大气探空和自动气象站1次份钟的观测资料,以“信息确定性”和“时间不占有物质维”的观点,采用非规则信息数字化分析方法,对城市暴雨预测进行实用性分析。结合2004年6月29日至30日成都地区的暴雨实例,通过将复杂的数量信息转化为方位角的相空间结构信息,对暴雨发生前后的风速、风向、温度、湿度分别进行相空间分析,结果表明相空间图配合V-30结构图能够对城市暴雨进行细化预测。     

Atmospheric radiative transfer simulation for atmospheric correction of remote sensing data

IntroductionThe radiance leaving the earth-atmosphere sys-tem which can be sensed by a satellite borne ra-diometer is the sum of radiation emission fromtheearth surface and each atmospheric level that aretransmittedtothe top of the atmosphere.The radia-tion emissionfromthe earthsurface andthe radianceof each atmospheric level can be separated fromtheradiance at the top the atmospheric level a satellitemeasured.Thus,the earth surface parameters willbe retrieved from the surface radiance after a…     

Atmospheric radiative transfer simulation for atmospheric correction of remote sensing data

The radiance leaving the earth-atmosphere system which can be sensed by a satellite borne radiometer is the sum of radiation emission from the earth surface and each atmospheric level that are transmitted to the top of the atmosphere. The radiation emission from the earth surface and the radiance of each atmospheric level can be separated from the radiance at the top the atmospheric level measured by a satellite borne radiometer. However, it is very difficult to measure the atmospheric radiance, especially the synchronous measurement with the satellite. Thus some atmospheric radiative transfer models have been developed to provide many options for modeling atmospheric radiation transport, such as LOWTRAN, MODTRAN, 6S, FASCODE, LBLRTM, SHARC, and SAMM. Meanwhile, these models can support the detailed detector system design, the optimization and evaluation of satellite mission parameters, and the data processing procedures. As an example, the newly atmospheric radiative transfer models, MODTRAN will be compared with other models after the atmospheric radiative transfer is described. And the atmospheric radiative transfer simulation procedures and their applications to atmospheric transmittance, retrieval of atmospheric elements, and surface parameters, will also be presented.