人为气溶胶对中国东部冬季风影响的模拟研究

采用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1研究了人为气溶胶排放增加对中国东部冬季风的影响,同时通过对比中国东部地区不同人为气溶胶排放源的敏感性试验结果,探讨了人为硫酸盐、黑碳及总人为气溶胶(硫酸盐+黑碳)增加对东亚冬季风的影响。结果表明:冬季硫酸盐气溶胶排放增加的直接和第一间接效应减少了到达地表的短波辐射通量,引起了陆地地表和对流层低层降温,海平面气压升高,增加了海陆间气压梯度,使得东亚冬季风增强。其第二间接效应导致中国南部大尺度降水率减少;黑碳气溶胶排放增加导致到达地表的短波辐射通量减少和大气中短波辐射通量增加,其半直接效应部分抵消了直接效应,故地表温度变化微小且不显著。加热的对流层低层导致中国南部对流活动和对流降水率增加;总人为气溶胶排放增加导致的大气温度变化表现为弱的降温作用,引起中国北部对流和大尺度降水率减少,而南部对流降水率增加。总人为气溶胶和黑碳气溶胶排放增加是导致中国北(南)部的东亚冬季风增强(减弱)的重要因素。     

全球年平均人为热释放气候强迫的估算

利用能源经济领域具有权威性的英国石油公司(BP)世界能源统计资料和联合国人口统计资料,通过一些简单的数值计算,初步估算了人为热释放的全球气候强迫。结果表明:当前(2008年)全球年平均人为热释放的气候强迫还不是很大,约为0.031W/m2;但随着人口及能源消费总量的增加,未来人为热释放产生的全球年平均气候强迫将有可能达0.30W/m2。     

有关气候变化争论的几本书

<正>很多著名的气候科学家一直在发出警告:持续地往地球大气中释放温室气体会造成危险的后果。但是,科学界显然有不同声音。不少人即便接受了人为活动导致变暖的结论,但对其灾难性后果仍然持反对意见,认为全球升温的负面影响被过分夸大了。     

人为热排放的引入对北京地区精细模拟的改进

将人为热排放纳入到已耦合城市模块Urban Canopy Model(UCM)的中尺度气象模式Weather Research and Forecasting(WRF)中,探讨了人为热排放对于北京地区精细化模拟的重要意义,其影响主要体现在以下几个方面:1)可有效改善气象要素的模拟效果,特别是对于大气边界层高度的显著性改善,该变量是控制空气质量模式中污染物垂直扩散的关键因子;2)可较好地再现城区流场及温度场,使热岛强度和中心配置更接近实况;3)可明显改善数值模式对于污染物垂直分布特征的模拟。     

利用WRF-Chem模式模拟分析人为气溶胶对台风Fitow(1323)强度及降水的影响

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5) 对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析了人为气溶胶对台风的影响。结果表明:人为气溶胶对台风移动路径影响较小。人为气溶胶增加,台风强度减弱,台风主体总累积降水量减少,靠近陆地阶段台风主体降水率减少。气溶胶的增多可提供更多的凝结核,台风外围云水增加,更多的云水可上升至冻结层以上形成过冷水,促进冰相粒子的形成,释放的潜热增加,使外围对流增强,降水增加。台风外围对流的发展,使低层入流的暖湿空气更多的在外围上升,向台风中心的入流减弱,眼墙的发展减弱,降水减少,台风强度减弱。台风外围的对流发展弱于眼墙的对流,降水仍以眼墙区为主,使累积降水量和降水率整体上表现为减少。     

“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟

OH自由基是对流层中主要的氧化剂，是大气氧化性的重要表征。文章利用GEOS-Chem模式量化了2014～2017年“大气污染防治行动计划”执行以来，人为排放和气象因素变化对中国夏季大气OH浓度变化的贡献。模拟结果表明，2014～2017年间夏季整个中国OH浓度呈现上升趋势，最大上升出现在30°N附近的华南地区。在华北平原地区，OH浓度也呈明显的上升趋势(0.1×10⁶ molecules cm^-3 a^-1)，而OH浓度比较高的珠江三角洲地区的OH变化趋势较小。敏感性试验结果表明，气象和人为排放变化都对2014～2017年华北平原OH浓度上升有促进作用，但人为排放的贡献(OH增加10.0%)远大于气象的贡献(OH增加1.5%);OH浓度变化最大的南方地区主要是气象条件控制。进一步对气象因素分析发现，影响全国OH变化最重要的气象要素是太阳短波辐射，决定了2014～2017年中国OH浓度增长趋势最大的区域。但在华北地区，2014～2017年短波辐射略微减少的影响被边界层高度明显降低带来的OH增加所抵消。     

冰雹是怎样形成的

张:有人说,冰雹是“龙鳖成精”、“妖精作怪”,这说法对吗?李:说冰雹是“龙鳖成精,妖精作怪”完全是迷信的说法,我们应当积极向群众做好宣传教育,提高大家对冰雹的认识,树立人定胜天,抗灾夺丰收的思想。     

人为干扰对典型草原地上生物量的影响

为了研究人为干扰对典型草原地上生物量的影响，通过对不同禁牧时期的草地与自由放牧草地的对比试验研究，结果表明：1987年禁牧的草原的地上生物量为最高，其次是1997年禁牧草原,再次是2003年禁牧草原，自由放牧草原为最低，它们的值分别为 168.61g ? m².100.05g?m²、86.92g?m²,50.21g?m²。人为干扰对草原植被的盖度、地上生物量有十分显箸的影响。不同程度的人为干扰对草原的地上生物量影响不同?春季禁牧有利于草原植被的可持续利用。     

“天坑”从何而来

2010年4月下旬以来,四川省宜宾市长宁县的一个偏僻乡村,接连出现了一桩桩怪事：好端端的地面突然塌陷,出现了一个个深不见底的“天坑”。在“天坑”的步步紧逼之下,当地村民不得不背井离乡,转移到其他地方居住。“天坑”出现的同时,各种各样的谣言也在当地流传开来,有的说是鬼神作怪,有的说是地震前兆,有的说是人为原因……究竟“天坑”从何而来呢？     

基于CMIP6强迫模拟分析人为气溶胶的气候效应(一)——介绍NUIST模式评估结果

为减少不同气候模式评估气溶胶气候效应的差异,第六次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6)直接给定了人为气溶胶强迫数据。因此,有必要基于此强迫数据重新评估气溶胶气候效应。本研究首先将CMIP6给出的描述人为气溶胶强迫的模块引入南京信息工程大学(Nanjing University of Information Science and Technology,NUIST)的地球系统模式(The NUIST Earth System Model,NESM)。之后,利用NESM模式评估地球辐射收支平衡对此人为气溶胶强迫的响应,并分析模式模拟结果的不确定性。评估给出的人为气溶胶有效辐射强迫为-0. 45(±0. 28) W·m~(-2)。其中,气溶胶直接辐射效应为-0. 34(±0. 01) W·m~(-2),与第二次气溶胶比较计划(The second phase of Aerosol Comparisons between Observations and M odels,Aero ComⅡ)的评估结果基本一致;气溶胶对云辐射强迫的影响(包括半直接效应和间接效应)为-0. 10(±0. 30) W·m~(-2),明显受到模式内部变率的干扰,具有较大的不确定性。     

广州地区人为热释放的日变化和年际变化估算

基于《广州市统计年鉴》2001~2012年数据估算了广州2000~2011年人为热释放的日变化以及年际变化,计算中考虑了人类新陈代谢、工业、交通以及生活排放人为热。计算结果显示:4种排放源中工业12年平均达到了55%,交通达到36%,其次依次为生活排放和新陈代谢排放。总的人为热在这12年时间里大致呈现上升的趋势,从2000年的2.7×1017 J增加到2011年的4.4×1017 J,但在2006年后有小幅的下降,这主要是由于工业释放是人为热释放的主要部分,在2006年后工业能源效率有所提高以致能源消耗排放率下降造成的。日变化在10:00(北京时间,下同)和14:00达到最大,并且12年间随时间的推移日变化呈现出下降的趋势,主要是由于城市化进程的速度远远快于能源消耗、人口和车辆保有量增加的速度。对比WRF模式中城市模块中的人为热释放的日变化系数,这些原始系数在广州使用的误差主要与广州地区和西方国家的生产生活作息时间有关。     

旅客之家颂——来自招待所的报告

古城西安 ,城外北关 ,“省气象局招待所”,霓虹灯字样光辉耀眼。她是客船停泊的港湾 ,她是八方客人的旅店 ,她是一个文明的窗口 ,她是一朵气象之花开绽。(一 )“住宿吗 ?请到里边 !”“不住 ,可以进来看看 !”笑脸相迎 ,热情召唤 ,远道而来的人 ,顿觉好象回到家里一般。这里环境幽雅 ,这里设备齐全 ,这里的床上用品 ,常洗常换。(二 )服务员打扫房间 ,发现了旅客忘带走的物件 ,立即送到服务台前 ,寻找失主奉还。“喂 ,你是西安 ,省气象局招待所 ?我五天前住你所 2 0 5房间 ,丢下一件东西是否看见 ?”“嗯 ,在 !我们妥为保管 ,按您地址 ,已送…     

地球·太阳·月亮和我们

当我们第一次听到“固体潮”这个字眼时,还颇感新奇,难道固体地球还会像潮水一样涌动吗? 其实,我们栖息在地球上,月亮运行不仅仅有推动潮涨潮落、诱发火山地震的伟力,还可能影响到我们生存的环境和健康—近年来,随着科学技术的发展,人们     

人为热源对城市热岛效应影响的数值模拟试验

利用耦合了单层城市冠层模型UCM的中尺度模式WRF,研究了人为热源对上海区域城市气候的影响。冬季地表温度的模拟结果表明,使用新陆面资料的试验效果要好于使用旧的陆面资料,加入人为热源的试验效果要优于没有加入人为热源的试验,这些反映了热岛效应是不断增加的城市面积和人为热源共同决定的。不同试验模拟的2 m高度上气温的模拟情况时,使用新陆面资料并且加入合理人为热源的试验模拟值明显大于其他试验的模拟值。     

中国区域人为热释放的气候强迫

研究了1978～2008年中国地区及各省、市、自治区、特别行政区人为热释放造成的气候强迫与不同地区间的人口、能源消费状况和人为热释放的气候强迫的关系,并试图对未来人为热释放的气候强迫做出预估.结果表明,近30年中国地区平均人为热释放造成的气候强迫迅速增加,1978年其值约为0.07 W·m-2,但2008年则增至0.28 W·m-2.另外,中国人为热释放的气候强迫呈典型地域分布特征,华北、华东、华中和华南等经济发达地区明显高于周围其他地区,而西北地区整体上来说则很小,地区分布很不均匀.这种不均匀分布的特征,可能对区域气候、甚至全球气候造成影响.     

人为热释放:全球分布的估算及其气候效应的探索

人类生产和生活中大量消费各种形式的能源,除了向大气里排放温室气体和气溶胶外,还释放大量热量。人为热释放伴随着人类社会发展而长期存在,随着全球人口增长和经济发展,其影响效应不断加剧。人为热释放具有典型地域集中、不均匀分布的特征:虽然全球平均人为热释放通量仅约为0.03 W m-2,在人口密集的城市地区,人为热释放可高达每平方米数百瓦,足以影响局地气候。伴随全球经济的发展,人口的增长及城市化进程的加剧,人为热释放分布更集中,影响气候的范围逐步扩大,其对气候的影响能力逐步增强。全球气候模式的结果表明:人为热释放能够对全球大气环流产生影响,进而影响到全球气候变化。人为热释放可以导致全球地表温度增温约0.06 K,500 hPa温度场平均升温约0.04 K,尤其对北半球中高纬度升温效应明显。研究结果表明,人为热释放虽然没有温室气体如二氧化碳等影响因子对全球气候的影响那么显著,但是其仍然能够对全球气候产生影响,是全球气候变化不可忽视的影响因子。     

人为热源和城市绿化对冬季山谷城市边界层结构影响的数值模拟

为了探讨人为热源和城市绿化对城市边界层的影响,本文在RAMS模式中引入周期性日变化的人为热源和人工改变下垫面状况,初步模拟分析了人为热源和城市绿化对城市边界层结构的影响.结果表明:人为热源具有明显的增温效应,增强了城市的湍流交换,白天增加了大气不稳定度,促进了混合层的发展,夜间降低了大气稳定度,减弱了城市夜间逆温.城市绿化减小了地表反照率,增加了到达地面的净辐射,模拟期间土壤冻结,增加的净辐射其中一部分以感热的形式来加热大气;绿化后地气之间的湍流交换增强,增加了大气不稳定度,减弱了白天高空逆温;本文还讨论了不同绿化布局对白天高空逆温的影响以及人为热源和城市绿化之间的非线性相互作用.     

广州人为热初步估算及敏感性分析

考虑了工业、交通和生活三种人为热排放源,利用广州市工业和生活能源消耗量、汽车保有量、主干道车流量等数据,估算出广州人为热日变化排放通量,全天平均排放通量411 W〖DK〗·m-2,最大排放通量出现在11时,为723 W ·m-2,其中工业排放占总排放量686%。利用耦合到WRF中的单层城市冠层模式(WRF/UCM),对人为热作用进行敏感性试验,包括无人为热、无日变化人为热、有日变化人为热、人为热排放通量翻倍四种方案。结果显示,方案之间冠层感热通量的差异与人为热设置的差异大致相等。试验方案之间冠层内气温差异较小,单倍人为热与双倍人为热的最大差值约只有02℃。另外,人为热使湍流得到发展,双倍人为热比单倍人为热湍流动能增加约01~04 m2 ·s-2。且人为热对白天城市边界层湍涡有增强作用,添加单倍人为热后使气流垂直速度最大增加可达01 m ·s-1,使垂直混合加强。有日变化的人为热对热岛强度的贡献在中午时最大,单倍人为热的平均贡献率159%,双倍人为热为228%;而无日变化的人为热在凌晨时贡献最大,平均贡献率149%。     

冰针是降水现象吗？：逻辑学在测报中的应用分析一例

在地面气象测报业务学习中 ,冰针这种天气现象引起了我们的注意 ,其中问题之一是 :冰针是降水现象吗 ?回答不外乎这样几种 :(1 )冰针是降水现象。 (2 )冰针不是降水现象。 (3 )不知道冰针是不是降水现象。显然 ,第 (3 )种“回答”实际上并没有回答 ,(而且 ,回答“不知道”一般说来与气象工作者的身份不符 )。从逻辑学的角度来看 ,对这一问题的确切回答 ,只能是两个成矛盾关系的判断 ,并要求以论据作为判断的基础。其一 ,冰针是降水现象。因为所谓降水 ,按气象学的解释 ,指的是从天空中降落并到达地面的液体水或者固体水。可见 ,降水现象的两…     

北京冬季城市人为水汽排放的定量估算研究

在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点.人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得.本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算.研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区域更高的水汽摩尔分数,当观测到城市水汽过量信号时,水汽排放率的估计值在58～9539 kg/s,占城市...