起伏地形下深圳市天文辐射的空间分布

以起伏地形下天文辐射的分布模型为基础,借助地理信息系统(GIS)处理数据,将深圳市1∶250,000DEM数据作为地形的综合反映,模拟计算了起伏地形下(坡度、坡向和地形遮蔽)深圳市天文辐射,分析了起伏地形下深圳市天文辐射的分布规律,完成了深圳市100m×100m分辨率的各月及全年的天文辐射的空间制图。结果表明:对于局部地形起伏引起的天文辐射的变化,秋、冬季最为显著,向阳坡和背阴坡的极值差异较大,这和太阳高度角随着季节变化而冬半年相对较低、夏半年相对较高有关。坡度对天文辐射的影响在冬半年较大,随着坡度的增大,辐射差值增大的幅度呈递减趋势。     

青藏高原东坡地形短波辐射效应的模拟研究

本文选择2012年8月16~17日降水个例,利用WRFV3.5天气模式模拟研究青藏高原东坡的地形坡度、坡向及覆盖短波辐射效应(Effect of Slope,Aspect and Shading,ESAS)。结果显示,ESAS产生的短波辐射强迫(强迫)空间分布与坡度大小一致,表现为坡度大时强迫大,坡度小时强迫小;朝西坡向为负强迫,坡向朝东为正强迫,正负强迫分别超过20和32W m-2。地形覆盖使得坡度和坡向在青藏高原东坡(高原东坡)上产生的地面短波辐射通量变化(辐射通量变化)整体向东南移入盆地,位移后的辐射通量增减仍然和高原东坡的坡度、坡向分布一致。地表热通量、地表温度在白天的变化和辐射通量变化分布一致,均在四川盆地内有一条高值带,且形状类似高原东坡和盆地的衔接线;EASA对地面各热通量的影响可以延续到夜间,使得夜间地表热通量变化和高值区位置与白天相似,但变化幅度减小。水汽混合比和风场的变化均具有与潜热变化相似的空间形态,在夜间尤其明显。潜热的增加(减小)可能引起风速增减加(减小),并最终导致降水的改变。      

云南山地太阳总辐射的分布式模拟

在前人研究的基础上,对太阳总辐射模拟模型进行了改进:利用MODIS的地表反照率产品,取代前人研究中的计算地表反照的经验公式,并且在更短的积分步长内进行计算,进而开发了复杂地形下太阳总辐射的模拟模型。应用1000 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据以及常规气象资料和2个辐射站的实测总辐射数据对模型进行验证,结果表明:所建立的分布式太阳辐射模拟模型能准确地模拟云南的太阳总辐射,模拟值与实测值吻合非常好;云南年总辐射变化在3191~5858 J·m-2·s-1之间,四季的辐射差异不大,春季稍高,冬季次之,其次是夏季,秋季稍低,这可能是受夏季降水量以及云量较多的影响。在区域分布上,云南省境内多山,地面起伏较大,对总辐射的区域分布产生了较大的影响,如红河及南盘江两岸等,因遮蔽度较大,总辐射较低。太阳总辐射是陆地生态系统最基本也是最重要的能量来源,在小网格的尺度上进行精细化的太阳总辐射计算可以为多个学科的研究提供重要的基础数据,本研究为此提供了一个计算案例。     

秦岭山地暴雨与地形关系分析研究

利用商洛市1954—2002年共49a各县(区)降水资料,对本区域内历年5—10月暴雨与秦岭山地地形分析,得出暴雨一般产生在南北向河谷和海拔较高山脉迎风坡的喇叭口地域内,高频区在1.8km以下的山区,在0.6～1.8km的山地之间暴雨频次有随高度增加的趋势,1.0km以下低山丘陵地带,暴雨出现的机率较小。特殊的地形会产生正涡源,是小范围中小尺度辐合系统生成和维持的动力原因。地形梯度与暴雨关系密切,暴雨的高频区与梯度大值区相对应,是山区局地暴雨形成、发生和发展的动力因素之一。对于商洛山区强对流性天气降水及暴雨的落区、落点预报有一定参考价值。     

山地地形对激光雷达湍流测量精度的影响

针对平坦地形和山地地形,通过两次外场测量,研究了激光雷达在湍流测量的精度,并分析讨论了误差的可能来源。结果表明,在平坦地形下,激光雷达与测风塔在风速、湍流动能、湍流强度的相关系数分别为0.995、0.908、0.904,拟合结果分别为y=1.003x+0.241、y=1.192x+0.091、y=1.140x+0.006;在山地地形下,二者的相关系数分别为0.999、0.917、0.900,拟合结果分别为y=0.949x+0.119、y=1.606x+0.167、y=1.131x+0.031。在平坦地形下,激光雷达高估风速2.71%,高估湍流动能28.3%,高估湍流强度17%;在山地地形下,激光雷达低估风速3.91%,高估湍流动能77.3%,高估湍流强度17.85%。本文采用了IEC61400-50-3标准中建议的方法验证了激光光束的湍流测量,激光束对湍流测量精度较高,湍流强度的相关系数为0.93,拟合公式为y=1.003x-0.003。山地地形对于激光雷达风速、湍流均有影响,高估湍流动能和湍流强度,低估风速。     

起伏地形下我国太阳直接辐射的分布式模拟

运用数据集群技术,建立了我国不同时空尺度直接透射率的估算模式,对比分析了不同模式的拟合精度。基于1km×1km分辨率的数字高程模型(DEM)数据,全面考虑了地形因子对太阳直接辐射的影响,实现了实际起伏地形下我国太阳直接辐射的分布式模拟,计算了我国范围内1km×1km分辨率1—12月气候平均太阳直接辐射的空间分布。结果表明:局地地形对太阳直接辐射空间分布的影响非常强烈,尤其是在太阳高度角较低的冬季和秋季;模拟结果可靠,可进行大数据量处理,适用于遥感图像处理、地理信息系统等数据处理平台。     

地形对热带大气超长尺度Rossby波动的影响

应用赤道β平面近似，建立一个简单的正压大气半地转浅水线性模式，在连续方程中引入地形的作用，讨论地形对热带大气超长尺度Ｒｏｓｓｂｙ波的影响。结果分析表明，起伏不平的于形动力抬升作用导致热带大气超长尺度Ｒｏｓｓｂｙ波动不稳定并且影响波动的特性。     

丘陵山地日光温室大棚气候效应及蔬菜生理生态测定研究

朝阳地处丘陵山区，充分利用其地形小气候特点．可获得较好的光照、温度条件。本课题在对不同坡向的大棚各项气象要素进行观测分析的基础上，进行了蔬菜生理生态测定研究，为充分利用气候资源，促进朝阳市山地日光温室大棚的发展提供一些科学依据。     

复杂地形对计算地表太阳短波辐射的影响

首先利用数字高程数据(DEM)、大气辐射传输模式6S以及野外观测资料计算了复杂地形(青藏高原)上地表入射太阳辐射,然后计算不考虑地形产生的地表辐射的计算误差,对误差进行归一化后得到相对辐射误差.结果显示,相对辐射误差的标准差(即相对地表辐射计算误差绝对值的统计平均值) Se随太阳天顶角的增加呈指数增长,随高度标准差的增加几乎呈线性增长,随数字高程数据的分辨率(或卫星资料的分辨率)降低而降低.利用分步拟合方法拟合了Se随太阳天顶角、高度标准差和数字高程分辨率的变化.利用拟合方程可以计算任意地形条件下,不同分辨率的卫星(或数字高程)资料在不同太阳天顶角情况下,不考虑地形复杂性产生的平均地表入射太阳辐射的计算误差,结果表明,使用中分辨率的卫星(如MODIS)资料计算地表太阳净辐射时,需要考虑地形复杂性.     

地形对华南飑线升尺度影响机制的数值模拟研究

本文利用NCEP/NCAR提供的1°×1°的再分析资料,应用WRF4.0中尺度数值模式对2016年4月13日华南地区的一次飑线升尺度过程进行模拟,并设计一系列的敏感性试验,详细研究了南岭对飑线升尺度增长的影响以及可能的机制。结果表明:WRF模式较好的模拟了本次飑线过山前后的变化以及其降水的分布。强对流在过山后比过山前发展要强烈,水平的尺度增长快。但不同高度的地形敏感性试验表明,适宜的地形高度对于风暴的发展更有利。地形影响了飑线的尺度和组织,地形过高会使得广东北部的对流分散。地形可以通过改变水平流场、水汽场、垂直运动以及低层的垂直风切变等来间接影响飑线中的对流单体的分布和对流单体的强度。无地形阻挡时,有利于急流的北进,水汽输送更为有利。但是,一定的地形高度对低层的垂直运动是有利的。地形较高,则会利于高层的垂直运动,低层更多的可能以绕流为主。当地形超过一定高度时,低层的辐合场也相应的减弱。     

乌鲁木齐市地理地形因素对降水空间分布的影响

提供了一个描述乌鲁木齐市年、季降水空间分布的估算模型.利用中国气象局整编的气象站点信息资料和位于研究区域的3个站点(乌鲁木齐、达坂城、蔡家湖)从建站到2000年的多年降水资料,采用多元逐步回归方法,分析和估算了3个地理、地形影响因子(即经度、纬度、海拔高度)对乌鲁木齐市降水空间分布的影响,并对回归方程和影响因子进行了显著性检验,得出了一些定性、定量的结果.本文模型估算的降水能够较好地再现该区的实际降水分布,具有一定的适用价值.     

近50年疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响

利用祁连山区水文站和气象站的观测数据,分析了近50年河西走廊西部疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响。结果表明,受全球变暖的影响,疏勒河山区气候持续向暖湿转化,且各季气温均呈持续的上升趋势,山区降水量总体上亦呈增加趋势,年际波动比较剧烈。在各季降水量中,除夏季外其他各季降水量的增加比较显著,海拔3 000m以上中高山地带夏季降水量变化不大,3 000m以下中低山地带夏季降水量略有减少。受山区降水,尤其是3 000m以下中低山地带的降水量显著增加与气温上升所引起的冰雪融水补给的影响,疏勒河出山径流呈持续的增加趋势。由于夏季降水量并未增加,在年径流总量中所占比重最大的夏季径流量的增加主要是由于气温上升所引起的冰雪融水补给的增加所致。     

基于数字地形模型的山区太阳辐射的时空分布模拟

在数字地形模型(DTM)的基础上,利用地理信息系统软件ArcGIS确定阴影、提供的地图代数语言功能,模拟了甘肃定西安家沟小流域任意时段内天文辐射的空间分布。该模型借助于ArcGIS的地形分析功能,解决了常规方法不能解决的地形遮蔽对天文辐射的影响。该模型是一个物理模型,对天文辐射能的时空分布可做出较精确描述,提供在常规条件下的重要参数。时空分布分析表明:地形对天文辐射的影响很大,尤其是坡向的影响;天文辐射随着季节变化很大,从3月底开始直到6月上旬一直处于上升阶段,然后下降;地形对天文辐射的影响程度随着季节不同有所不同,但是没有表现出明显的规律。     

块状云的辐射性质及其对大气辐射收支的影响

本文利用三维辐射传输方程讨论了块状云阵的辐射性质，考虑了云块之间对太阳辐射的遮挡作用， 相互的辐射交换，及地面和大气辐射的影响。计算了云阵的反射率α，长波辐射通量F，有效云量Ne及云灵敏度因子δ随云量的变化，并与平面平行云模式作了比较。结果表明:平面平行云模式在云量小时给出的Δα/ΔN偏大，ΔF/ΔN偏小，因而δ偏大；在云量大时给出的Δα/ΔN偏小，ΔF/ΔN偏大，δ偏小。高原地区短波Δα/ΔN比平原地区大。双层云出现时Δα/ΔN及δ均变小。     

紫外线辐射特征及影响因素分析

对太原市2002~2004年紫外线观测资料进行统计分析结果发现:紫外线辐射具有正午强早晚弱,夏季强冬季弱的特点;紫外线大值出现时间夏季明显早于冬季;通过与同时段气象因素对比分析,揭示了云状和云量、气压、能见度、湿度、空气污染对紫外线辐射的不同影响程度;紫外线辐射占太阳总辐射百分比具有冬季少夏季多和有云时非同比衰减的特点。紫外线的预报还要注重最大半小时平均值的预报,以预估紫外线对人体的最大可能伤害程度。     

地形对中小尺度低涡活动影响的数值试验研究

利用浙江省地面加密雨量站等多种观测资料以及4种地形数值试验方案的模拟结果.对2009年8月9-10日"莫拉克"台风外围东风背景下宁波中小尺度地形与中小尺度低涡的关系以及受地形影响产生的中尺度低涡对降水的作用进行了初步分析.结果表明,改变地形影响β中尺度低涡系统的生成及其出现时间、气旋性环流的曲率,即原始地形和地形加倍,...     

祁连山海北高寒草甸地区紫外辐射特征及其对植物生理作用的探讨

利用祁连山海北高寒草甸地区 2 0 0 0年植物生长期内的太阳辐射观测资料 ,分析了该地区太阳紫外辐射 (UV)在植物生长期内的日、季节变化特征 ,以及在太阳总辐射 (Eg)中所占的比例 (η)。结果表明 :海北站地区UV较强 ,瞬时极大值可达 77W·m-2 ,日总量最大达 1.8MJ·m-2 以上 ;实际天气状况下月总量最大可达 4 1.6 2 0MJ·m-2 (5月 ) ,植物生长期内的 4月到 10月总量达 2 18.6 5 1MJ·m-2 。UV有明显的日、季节变化规律。日间UV所表现的单峰式曲线变化过程 ,与总辐射变化有关。在晴天状况下 ,η的变化下午高于上午 ,日平均约为 0 .0 4 8;阴天状况下在 13:0 0～ 14 :0 0较高 ,早晚低 ,且随云层厚薄而发生显著的变化。同时表明 ,阴天状况下的η值 (0 .0 5 3)高于晴天。就生长期实际情况来看 ,η值在植物生长的前期较高 ,植物生长后期较低 ,植物生长期内平均约为 0 .0 5 2。受强UV的影响 ,高寒草甸几种主要植物 ,其植物根、茎、叶的可溶性糖含量、淀粉含量、非结构性碳水化合物均较高 ,且表现出日出后迅速增加 ,植物根茎粗壮等 ,植物的生理适应性及其植物体的结构发生改变 ,致使高寒草甸植物具有明显的抗寒性功能机制和形态结构。     

成都市太阳辐射时间变化特征及对气候因子的影响

基于成都市1991至2020 年太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、气温、蒸发、日照时数等气象资料,采用线性趋势、Maan-KendaⅡ等方法研究太阳辐射的年、月、日变化特征,以及太阳总辐射的变化对气温、蒸发等气候因子的影响。结果表明：太阳总辐射、直接辐射逐年增多趋势明显,线性倾向率分别为29.69、20.25 MJ·m-2/a;太阳总辐射2010 年出现突变,突变年后较突变年前年平均太阳总辐射增多497.22 MJ·m-2。散射系数呈逐年减小趋势,线性倾向率为每10 年减少0.6。太阳总辐射与气温、蒸发、日照时数呈正相关,均通过显著性检验。太阳总辐射每增加10 MJ·m-2/a,年平均气温升高0.006℃,日照时数增加1.7 h,蒸发量增大1.2 mm。对太阳辐射增加的原因分析,人类活动造成的气溶胶含量减少可能是太阳辐射增加的一个原因。     

过去60年中国秦岭地区云量变化及原因分析

利用近50年秦岭地区高山站及邻近2个地面站的气象资料、季风指数及海温资料,初步分析了云量的变化特征和原因,结果表明:(1)秦岭地区云量变化呈减少趋势,其中华山站(高山)、华县和西安站(平原)夜间的低云量分别为-1.74%·(10a)-1,-1.56%·(10a)-1和-4.23%·(10a)-1,白天的分别为-0.73%·(10a)-1,-1.94%·(10a)-1和-4.62%·(10a)-1;(2)夜间高山站总云量比平原站减少的多(-1%·(10a)-1),白天减少的少(<-0.6%·(10a)-1);(3)高山站和平原站四季的低云量都是减少的,除了平原站夏季总云量是增加的外,其他季节均减少。云量变化的主要原因是:(1)局地气溶胶冷却作用,导致地面接收太阳辐射减少,使局地对流减弱,造成低云量减少;(2)由于西太平洋副热带高压面积增大,使秦岭地区总云量减少。