基于智能物联网技术的天津城市积水监测预警系统

通过智能物联网技术实时获取积水监测实况数据,利用天津市气象精细化格点预报产品和城市自动雨量观测站实况数据,以机器学习、神经网络模型和天津市城市内涝风险等级划分原理为基础,研究基于用户实时位置的城市内涝预报预警技术,研发天津市城市自动化积水监测预警系统。结果表明,该系统具备一定的城市内涝风险监测预警预报能力,并在2018—2020年多次重大天气过程中应用,积水深度预报结果与监测结果基本一致,应用数据表明验证结果良好,系统可以为政府防灾减灾决策、指挥调度提供精准、及时的气象数据支撑。     

天津电力人体舒适度预报模型

为做好天津电力气象服务工作,提供符合电力负荷预测需求的人体舒适度预报产品,本文根据国内外多种人体舒适度预报模型,利用2002—2005年夏季天津逐日电力负荷数据和气象数据,计算天津市逐日平均人体舒适度,详细分析各模型计算结果与平均气温和气象负荷的对应关系。结果发现,UTCI模型、吕伟林室外预报模型和李源模型计算的人体舒适度更符合天津市人体舒适度感觉,且与电力气象负荷的线性相关性较好。鉴于吕伟林模型在我国应用较广,本文采用最小二乘法对吕伟林室外预报模型进行拟合订正,建立出符合天津市电力气象服务需求的人体舒适度预报模型。     

天津市空气污染数值预报试验中的模式系统

介绍了天津市空气污染数值预报实验中城市空气污染数值预报模式系统的构成及各模块的功能。在天津市空气污染预报实验期间, α中尺度气象模式对区域范围内的逐时风、温、湿及其降水预报取得了较好的效果, 且模式的计算时间短; β中尺度气象模式在边界层内具有较高的垂直分辨率, 模拟结果合理, 其中计算与观测的风向差小于６０ｏ的概率达到６４３％ , 计算与观测的风速比值接近于１; 预报的地面ＳＯ２、ＮＯｘ和ＴＳＰ浓度与同步监测值相比, 城市空气污染预报模式对ＳＯ２和ＮＯｘ的日平均浓度的预报效果较好, 预报准确率达６４０％ , 而对ＴＳＰ的预报则较差     

几种空气质量预报方法的预报效果对比分析

目前应用于我国各个城市空气质量预报业务的预报方法主要有三种 :数值模式预报、统计预报和综合经验预报。这几种预报方法都有其各自的优势 ,同时也存在一些不足。应用以上方法对天津市市区进行空气质量业务预报 ,通过实测资料与预报结果进行对比分析 ,给出这几种方法在天津市区空气质量预报中的预报效果客观评价。     

利用气象参数制作空气污染潜势预报的方法研究

本文采用统计学方法，通过分析各种气象参数同污染指数之间的关系，归纳出有利或不利于总悬浮颗粒物扩散的气象参数判据及相应的加权数，最后根据各加权数的合计值及其判别标准，做出空气污染等级的气象条件预报。     

天津市中尺度数值预报业务系统的设计与实现

为适应省级中尺度数值预报业务的需要,设计实现了天津市中尺度数值预报业务系统。该系统由高性能计算机系统、中尺度数值预报模式以及业务运行流程组成的,其设计与实现涉及到高性能计算机系统的建设、中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计等多个方面。高性能计算机系统的建设包括系统选型、功能设计和安装调试等部分,中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计是整个系统业务化的关键。天津市中尺度数值预报业务系统通过工程建设和技术开发完成了奥运期间的气象预报服务任务,已投入业务化运行。     

库尔勒市空气质量分析及预报方法研究

环境部门1999年在库尔勒市选择3个不同地点,分别代表城市中心区、工业区和居民生活区,建立空气质量监测站.由3个监测站的10 a空气质量监测数据进行分析,可以看出,库尔勒市的主要污染物是总悬浮颗粒物,属自然浮尘与煤烟型混合污染,春季以浮尘污染为主,冬季以煤烟型污染为主;这和库尔勒市春季风多,冬季取暖的自然生活规律有关.根据高斯扩散模式原理选取预报因子,用多元线性逐步回归的方法,建立空气TSP、SO2和NO2浓度预报方程,对库尔勒市的空气质量的分析,实现了库尔勒市空气环境质量气象等级的预报.     

气象要素对肠道传染病的影响及预报

根据1980－1988年天津市肠道传染病发病资料与气象台同步观测资料，分析发病资料和气象资料的变化规律，并与前期的气象要素进行相关分析，揭示出由于气象条件的变化导致肠道传染病发病的周期性规律。采用逐步回归方法建立天津市肠道传染病发病率月预报方程，取得了较好的预报效果。     

库尔勒市空气质量分析及预报方法研究

环境部门1999年在库尔勒市选择三个不同地点,分别代表城市中心区、工业区和居民生活区,建立空气质量监测站。由三个监测站的十年空气质量监测数据进行分析,可以看出,库尔勒市的主要污染物是总悬浮颗粒物,属自然浮尘与煤烟型混合污染,春季以浮尘污染为主,冬季以煤烟型污染为主;这和库尔勒市春季风多,冬季取暖的自然生活规律有关。根据高斯扩散模式原理选取预报因子,用多元线性逐步回归的方法,建立空气TSP、SO2和NO2浓度预报方程,对库尔勒市的空气质量的分析,实现了库尔勒市空气环境质量气象等级的预报。     

2014—2016年数值降水预报在天津的检验评估

对2014—2016年中国国家气象中心T639数值预报、日本细网格数值预报、欧洲中心细网格(EC thin)数值预报以及天津市乡镇指导预报产品中在天津地区降水预报分别进行检验。结果表明:所有模式降水的晴雨预报准确率均随预报时效的延长而下降。降水预报准确率在秋冬春季的预报效果明显好于夏季。EC thin产品在冬季降水的预报中优势更为明显,而指导预报及T639对5月、6月及9月天津地区局地降水多发期的降水更有指示意义。针对2014—2016年天津地区的23个暴雨日按影响系统分型并统计检验结果,暴雨日降水预报晴雨成绩较好有参考价值,而降水分级检验偏差较大。相对于局地性暴雨过程,区域性的暴雨过程数值预报有更为可靠的参考性。     

塔里木盆地不同地域大气降尘TSP变化特征分析

为了解塔里木盆地不同地域大气降尘及TSP的污染特征和季节变化规律,在塔里木盆地布设了铁干里克、塔中、民丰、喀什4个采样站点,于2007-2010年期间利用集尘缸和大流量采样器分别对上述4个地区的大气降尘及TSP进行连续采样。通过对样品和数据的分析处理,揭示了塔里木盆地不同地域大气降尘及TSP基本特征及影响因素：（1）2007-2010年塔中大气降尘量和TSP浓度均为4个站点中最高,其次为民丰和喀什,铁干里克最少。区域气候差异是造成塔里木盆地降尘和TSP浓度空间分布差异的主要原因。（2）5-8月是塔中地区沙尘天气高发时节,7月沙尘暴天气处于峰值。3-8月是民丰、喀什和铁干里克大气降尘主要分布月份。春夏季节的塔里木盆地降尘污染明显高于秋冬季节。（3）每年3-9月都是4个站点TSP主要分布阶段,最高值出现月份略有差异。塔里木盆地周边TSP浓度季节变化大体一致,春夏季大于秋冬季,不同的地区季节分布略有差异。（4）春夏季沙尘天气是造成大气降尘和TSP质量浓度较高的主要因素。     

兰州市区2002年春季3～4月近地层大气气溶胶的监测与分析

对兰州市区2002年春季3~4月近地层TSP连续观测资料进行分析,结果表明:(1)兰州市区TSP的质量浓度随着沙尘天气的发生而显著增加,沙尘天气越强,TSP的质量浓度越高,对兰州市区的空气污染越严重;(2)在不同天气情况下,兰州市区TSP与PM10的质量浓度有很好的对应关系,沙尘天气越强,其质量浓度都越高,但两者增减的比例各不相同;(3)在不同天气情况下,同级粒径粒子的质量浓度各不相同,但在同种天气情况下,各级粒径粒子质量浓度的分布规律却相同;(4)TSP样品色度的3个独立分量与空气质量有一定的对应关系,L*、a*、b*值越大,空气中沙尘含量越高,空气污染越严重,兰州市区在一般天气情况下L*、a*、b*值均较小,说明兰州市区空气污染主要以本地排放的黑色有机物为主。     

包头市2011年春季TSP和PM10的污染特征分析

利用包头市2011年春季TSP和PM10的逐时监测数据,对二者的浓度变化及二者之间的相关性进行分析,结果表明：包头市2011年春季空气中颗粒物污染较重,沙尘天气是影响环境质量并造成大气污染的一个主要来源。在TSP含量中,PM10占主要地位,但仍有其他颗粒成分影响其总体组成。TSP和PM10呈线性相关,在沙尘灭气过程中,二者相关性更为显著。     

颗粒物干沉降对AERMOD模型预测大气污染的影响

AERMOD模型是《环境影响评价技术导则—大气环境》中的推荐模式。为了更好地验证颗粒物干沉降作用对该模型预测结果的影响,选取福州市的煤堆场作为面源污染源,对预测范围内所有网格点PM10、TSP最大地面浓度进行预测。结果表明：所有网格点TSP地面浓度考虑干沉降时,约为不考虑干沉降时的0.13;PM10地面浓度考虑干沉降时,约为不考虑干沉降时的0.70,干沉降对TSP的影响大于PM10。同一粒径分布下,密度对颗粒物干沉降的影响较大,密度增加对可吸入颗粒物干沉降的影响大于总悬浮颗粒物,当密度大于3 g.cm-3时,所有网格点PM10与TSP地面浓度比值的平均值接近于0.98,认为粒径大于10μm的颗粒物基本完全沉降。此后,随着密度增加网格点处地面浓度的减小主要由PM10的沉降引起。AERMOD考虑干沉降时,距离污染源中心500 m外的网格点处地面浓度,PM10/TSP〉0.98,大于10μm的粗颗粒几乎完全沉降。     

网络安全态势感知融入天镜系统的关键技术研究

为构建全业务全流程一体化可视化的气象业务实时监控系统,提升天镜系统监控集约化能力,本文以态势感知系统融入天镜为例,从态势感知数据的确定、数据的融入、评估指标的设计、数据的可视化四个方面阐述了融入流程。基于ElasticSearch、微服务和Java云原生可视化等关键技术,从脆弱性业务、漏洞风险态势、实时危险监控等方面设计态势感知数据在天镜中的可视化展示。     

Recycling of suspended particulates by the interaction of sea-land breeze circulation and complex coastal terrain

Summary The dispersion of recycled particulates in the complex coastal terrain surrounding Kangnung city, Korea was investigated using a three-dimensional non-hydrostatic numerical model and lagrangian particle model (or random walk model). The results show that particulates at the surface of the city that float to the top of thermal internal boundary layer (TIBL) are then transported along the eastern slope of the mountains with the sea breeze passage and nearly reach the top of the mountains. Those particulates then disperse eastward at this upper level over the coastal sea and finally spread out over the open sea. Total suspended particulate (TSP) concentration near the surface of Kangnung city is very low. At night, synoptic scale westerly winds intensify due to the combined effect of the synoptic scale wind and land breeze descending the eastern slope of the mountains toward the coast and further seaward. This increase in speed causes development of internal gravity waves and a hydraulic jump up to a height of about 1km above the surface over the city. Particulate matter near the top of the mountains also descends the eastern slope of the mountains during the day, reaching the central city area and merges near the surface inside the nocturnal surface inversion layer (NSIL) with a maximum ground level concentration of TSP occurring at 0300 LST. Some particulates are dispersed following the propagation area of internal gravity waves and others in the NSIL are transported eastward to the coastal sea surface, aided by the land breeze. The following morning, particulates dispersed over the coastal sea from the previous night, tend to return to the coastal city of Kangnung with the sea breeze, developing a recycling process and combine with emitted surface particulates during the morning. These processes result in much higher TSP concentration. In the late morning, those particulates float to the top of the TIBL by the intrusion of the sea breeze and the ground level TSP concentration in the city subsequently decreases.     

沈阳近地层大气颗粒物浓度垂直变化特征及与气象因子的关系

利用2018年10月1日至2019年9月30日沈阳地区三个高度大气颗粒物浓度和气象要素逐时观测资料,分析了不同高度颗粒物浓度时间变化特征及其与气象要素的关系.结果表明:不同高度的颗粒物浓度均存在明显的季节变化,秋冬季数值明显高于春夏季.冬季,三个高度的PM2.5平均浓度为54.98±12.67μg·m-3、63.77±...     

Effects of atmospheric circulation and boundary layer structure on the dispersion of suspended particulates in the Seoul metropolitan area

Summary A three-dimensional non-hydrostatic numerical model and lagrangian particle model (random walk model) were used to investigate the effects of the atmospheric circulation and boundary layer structure on the dispersion of suspended particulates in the Seoul metropolitan area. Initially, emitted particulate matter rises from the surface of the city towards the top of the convective boundary layer (CBL), owing to daytime thermal heating of the surface and the combined effect of an onshore wind with a westerly synoptic-scale wind. A reinforcing sea-valley breeze directed from the coast toward the city of Seoul, which is enclosed in a basin and bordered by mountains to its east, disperses the suspended particulate matter toward the eastern mountains. Total suspended particulate concentration (TSP) at ground level in the city is very low and relatively high in the mountains. Radiative cooling of the surface produces a shallow nocturnal surface inversion layer (NSIL) and the suspended particulate matter still present near the top of the CBL from the previous day, sinks to the surface. An easterly downslope mountain wind is directed into the metropolitan area, transporting particulate matter towards the city, thereby recycling the pollutants. The particulates descending from the top of the NSIL and mountains, combine with particulates emitted near the surface over the city at night, and under the shallow NSIL spread out, resulting in a maximum ground level concentration of TSP in the metropolitan area at 2300 LST. As those particles move toward the Yellow Sea through the topographically shaped outlet west of Seoul city under the influence of the easterly land breeze, the maximum TSP concentration occurs at the coastal site. During the following morning, onshore winds resulting from a combined synoptic-scale westerly wind and westerly sea breeze, force particulates dispersed the previous night to move over the adjacent sea and back over the inland metropolitan area. The recycled particulates combine with the particulates emitted from the surface in the central part of the metropolitan area, producing a high TSP and again rise towards the top of the CBL ready to repeat the cycle.     

天津市城区静风与污染物浓度变化规律的分析

利用2000—2004年天津市城区气象和污染物资料,采用统计分析方法,研究了城区静风分布及污染物浓度变化规律。结果表明:静风分布有明显的日、年变化规律,在华北地形槽或低压、高压前部和高压的天气形势下易出现静风天气现象且持续时间较长。污染物浓度与风速呈现出较好的负相关,即风速越大、污染物浓度越小。但风速达到一定临界值时,TSP与风速呈正相关,大风可以引起二次扬尘并增加了空气中颗粒物的含量;PM10,SO2和NO2三种污染物在静风日的浓度值均高于非静风时的浓度值。     

贺兰山地区沙尘暴若干问题的观测研究

利用贺兰山地区沙尘暴历史资料和综合观测资料 ,对大气背景、浮尘、扬沙和沙尘暴发生期间的大气气溶胶数浓度谱、质量谱、大气总悬浮颗粒 (TSP)及粒径分布、微气象、分光日射观测以及沙尘样品进行中子活化处理 ,分析了该地区浮尘、扬沙和沙尘暴形成规律 ,气候变化特征和贺兰山的影响。并综合研究了沙尘气溶胶尺度谱特征、光学厚度和化学组分等变化特征 ,提出了若干结果。