拉萨近地层风廓线模拟

本文利用1986年中美联合青藏高原大气科学试验期间的考察资料,研究了拉萨近郊风廊线的特征。从莫宁——奥布赫夫相似理论出发,建立了青藏高原近地层风廓线模拟的模式。     

边界层风廓线雷达资料在沙尘天气分析中的应用

为利用风廓线雷达（WPR）开展沙尘天气研究,分析了2010年4月19—20日塔克拉玛干沙漠腹地WPR探测沙尘天气个例。研究表明,WPR可以在沙尘天气工作,其探测资料能及时反映中小尺度三维流场特征,通过WPR提供的水平风场、信噪比（SNR）、垂直速度、大气温度等资料,可从多角度了解沙尘天气过程。在此次过程中,信噪比出现了比较清晰的大值层,SNR大值层所处高度初步认为是沙尘被输送的高度,SNR大值出现和结束的时间既对应着沙尘天气的开始和结束时间。低空风场出现切变的时刻,正好对应扬沙天气的开始,低空风向转为东风和东南风的时刻正是强沙尘暴开始的时间,低空东风的维持是此次沙尘天气发生的动力条件。此外,RASS系统能监测到沙尘天气过程前后低空大气温度的变化状况。     

基于风廓线雷达的北京春季一次“先霾后沙”空气污染过程分析

利用NCEP再分析资料、逐小时污染物浓度数据、风廓线雷达及地面常规观测资料,对北京2018年3月26—29日一次“先霾后沙”的空气污染过程进行了分析。结果表明：霾污染期间PM_2.5峰值浓度为242 μg·m^-3,PM_2.5/PM₁₀值为0.86。受蒙古气旋影响,PM₁₀浓度出现爆发性增长,增长速率达到912 μg·m^-3·h^-1,PM_2.5/PM₁₀值下降至0.11。霾主要影响时段边界层内以西南风为主,平均通风量为15 907 m²·s^-1,大气边界层以稳定的弱上升或下沉运动为主;而沙尘影响时段平均通风量为9 226 m²·s^-1,沙尘天气爆发前边界层明显的下沉运动先于地面污染物浓度的变化。基于后向轨迹模式和潜在源贡献分析方法PSCF计算结果,霾影响时段河北中南部、山西中部等地对北京PM_2.5贡献较多;而沙尘影响时段,北京地区的PM₁₀主要来源于内蒙古中部和辽宁西部。     

粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义

为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元（方向比率在4~20之间）和孔隙粗糙元（孔隙度在0.15~0.75）风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤0.15H~0.5H）、内边界层-尾涡层过渡层（0.15H≤Z≤0.75H）、内边界层（0.3H~0.75H≤Z≤1.2H~6H）和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元（粗糙元的方向比率在0.4~1.25之间）风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤1H~1.5H）和内边界层（1H~1.5H≤Z≤7H~35H）等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面（侧影盖度在0.007~0.50,粗糙元的高度在10~100 mm）的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07~30.74 mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50~1.66 m\5s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5~10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1~2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。     

风廓线雷达资料在强降水预报中的应用

利用高分辨率风廓线雷达资料和自动站逐时降水资料,详细分析了云南省大理州2008年6月的两次大气环流背景较为相似,但降雨强度和范围却不同的强降水天气过程。在天气转折前,两次过程测站上空的垂直速度和信噪比的变化较相似,但有量值差异大、水平风垂直切变明显不同等特点。揭示了两次强对流天气在高层大气环流背景较为相似的情况下,因低层空间气流变化的剧烈和复杂程度不同而降水分布和降水特点不同的客观事实,并找出了强降水预报着眼点和定性指标。     

风向随高度的偏转及其对指数廓线的影响——以广州主城区为例

在廓线指数的确定中,不同高度来流方向相同的假定很难得以保证。特别是超高层建筑密集的区域,热力与动力作用使风向随高度的变化复杂化。因此,风向的偏转产生的效应必须要给予重视。以高层建筑密集的广州主城区为例,基于激光雷达在4个不同测点获取1 km以下的垂直风塔数据,利用分钟尺度的高频样本,在划分随高度风向组合类型的基础上,分析了风向偏转对廓线指数的影响以及廓线指数α形成的机理。风向偏转的校正对指数廓线的发育在结构、均值以及高度分布上均产生影响,但最明显的优势是提高了廓线指数表达的科学性。测点所处的风场环境和来流经过的下垫面的建筑高度离散度决定了风廓线指数α。     

滇西南两次飑线过程的地闪演变特征分析

利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星资料对发生在滇西南的两次台风低压西行形成飑线过程的地闪变化特征进行了对比分析,结果表明：2次飑线过程均以负地闪占主导地位,“7．17”过程正、负地闪频数峰值均出现在飑线成熟阶段,正地闪峰值超前于负地闪峰值10～15min;正、负地闪集中发生在冷中心区后侧的温度梯度大值区和辐合线附近回波强度t〉40dBz、回波顶高≥12km的强回波区域;“9．22”过程正地闪频数呈单峰型变化,负地闪出现3个峰值,对应着3次飑线发展,密集负地闪出现在前侧TBB温度梯度大值区和强回波区左后侧强度≥40dBz、回波顶高≥12km的强回波区;负地闪减弱阶段正地闪开始活跃正地闪出现在后侧冷云中心。两次飑线过程中-10℃层回波强度的跃增总超前于负地闪的跃增6—30min左右。     

滇西南两次飑线过程的地闪演变特征分析

利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星资料对发生在滇西南的两次台风低压西行形成飑线过程的地闪变化特征进行了对比分析,结果表明:2次飑线过程均以负地闪占主导地位,“7.17”过程正、负地闪频数峰值均出现在飑线成熟阶段,正地闪峰值超前于负地闪峰值10～15 min;正、负地闪集中发生在冷中心区后侧的温度梯度大值区和辐合线附近回波强度≥40 dBz、回波顶高≥12 km的强回波区域;“9.22”过程正地闪频数呈单峰型变化,负地闪出现3个峰值,对应着3次飑线发展,密集负地闪出现在前侧TBB温度梯度大值区和强回波区左后侧强度≥40 dBz、回波顶高≥12 km的强回波区;负地闪减弱阶段正地闪开始活跃正地闪出现在后侧冷云中心.两次飑线过程中-10℃层回波强度的跃增总超前于负地闪的跃增6～30 min左右.     

新月形沙丘表面风速廓线与风沙流结构变异研究

在风沙地貌学中,跃移沙粒与风场的耦合作用下,其最直观的表现形式为风速廓线和风沙流结构的变异。通过对塔克拉玛干沙漠腹地新月形沙丘迎风坡坡脚、沙丘顶部、沙丘的两个兽角前端、沙丘背风坡坡脚5个典型部位的风速廓线和风沙流结构进行了实地观测,并与参照点（丘间粗沙地）的风速廓线和风沙流结构进行了对比。发现受地形扰动作用,沙丘背风坡坡脚处和沙丘的两个兽角前端的风速廓线形式均呈现非对数形式分布。除迎风坡坡脚处风沙流结构与参照点处相似之外,其余各个部位风沙流均表现出不同于参照点的结构形式。直接采用曲线拟合方法对风沙流结构函数进行拟合,并针对有明显分段现象的风沙流结构形式,采取分段拟合,并对造成风速廓线和风沙流结构变异的原因进行了讨论。     

绿洲边缘地带温湿风的廓线特征及其通量计算

讨论了绿洲边缘地区的温湿风廓线及日变化特征，用Ｂｕｉｓｉｎｇｅｒ模式计算了显热通量，并将结果与波文比法，涡度相关法作了比较。     

2011年大理州入汛后首场区域性大雨过程分析

分析2011年6月27～28日大理地区人汛来首场强降水天气过程的影响系统、物理量特征以及风廓线雷达资料,结果表明此次区域性强降水过程的主要影响系统是东移的中纬度槽和低层的切变线;区域性强降水开始前,大理上空是不稳定能量的密集区且大气处层结于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前低层湿度虽大,但没有水汽的强辐合;强降水出现时存在剧烈的上升运动释放不稳定能量,且低层正涡度高层负涡度,散度场上低层辐合高层辐散,但低层辐合并不强;信噪比和垂直速度在降水的持续时间和降水强度方面与降水对应关系非常密切,强降水出现时间及持续时间与40dbz高信噪比出现时间一致,垂直速度负值绝对值越大降水越强,厚度越厚持续时间越长;强降水出现时水平风随高度存在多层切变,强降水出现期间水平风矢量达到最高的位置,随着降水的减弱,测量到的水平风矢量高度明显降低。     

2011年大理州入汛后首场区域性大雨过程分析

分析2011年6月27 ～ 28日大理地区入汛来首场强降水天气过程的影响系统、物理量特征以及风廓线雷达资料,结果表明此次区域性强降水过程的主要影响系统是东移的中纬度槽和低层的切变线;区域性强降水开始前,大理上空是不稳定能量的密集区且大气处层结于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前低层湿度虽大,但没有水汽的强辐合;强降水出现时存在剧烈的上升运动释放不稳定能量,且低层正涡度高层负涡度,散度场上低层辐合高层辐散,但低层辐合并不强;信噪比和垂直速度在降水的持续时间和降水强度方面与降水对应关系非常密切,强降水出现时间及持续时间与40 dbz高信噪比出现时间一致,垂直速度负值绝对值越大降水越强,厚度越厚持续时间越长;强降水出现时水平风随高度存在多层切变,强降水出现期间水平风矢量达到最高的位置,随着降水的减弱,测量到的水平风矢量高度明显降低.     

“2009.08.13”云南省大理州强降水天气过程分析

在利用常规资料、自动站降水资料分析2009年8月12～14日大理州强降水天气过程的影响系统、物理量特征基础上,还利用大理国家气候观象台的风廓线雷达资料探讨了强降水发生前风廓线雷达各项产品的表现,结果表明此次区域性强降水过程,其主要影响系统是500 hPa上的两高辐合区和700 hPa上的切变线;强降水出现前各物理量特征表现明显;风廓线雷达资料中信噪比与强降水对应关系非常密切,垂直速度的变化对强降水有一定预示作用,强降水出现前水平风随高度存在多层切变且切变层次突然增多并抬升。     

云南大理州近40年雷暴日数演变的分析

利用大理州12个站1961～2004年的逐日气象观测资料,对雷暴的时间、空间分布特点和变化特征进行了分析.结果表明:大理州一年四季均有雷暴出现,即使在最冷的12月和1月.雷暴的出现主要集中在雨季(5月～10月),特别是6月～9月;大理州的雷暴具有空间分布不均匀的特征,但全州均属多雷暴区;20世纪60年代、70年代为多雷暴期,进入80年代后,雷暴日逐渐减少.     

太平洋海温异常对大理雨季开始期的影响

采用大理州雨季开始期资料、1961年6月~2008年5月太平洋5°×5°共286个格点的逐月平均海温资料及NCEP/NCAR的SSTA资料,通过相关分析发现,太平洋海温与大理雨季开始期的关系密切,春季和上年秋季太平洋海温对大理雨季开始的影响较大。雨季开始前若发生厄尔尼诺事件,大理雨季开始期偏晚,反之,若发生拉尼娜事件,大理雨季开始期偏早。N ino3区的海温异常对大理雨季开始期的影响相当明显,当5月N ino3区的海温异常偏高时,大理雨季开始期偏晚;反之,当5月N ino3区的海温异常偏低时,大理雨季开始期偏早,N ino3区海温异常可以作为大理雨季开始期预测的一个强信号因子。     

2300多年来成都市居住空间结构演变过程研究

在参考大量文献资料和实地调研的基础上,从历史发展的角度,分为古代、近代和现代3个历史时期,研究成都市2300多年来居住空间结构的历史演变过程与规律。研究结果显示,在古代,整个居住空间结构严格遵循等级森严的礼制思想,表现出强烈的居住空间分异。近代,在剧烈的社会动荡背景下,新的社会阶层不断涌现,使居住空间结构呈现多元化分异,成都市居住空间格局逐渐由满汉分居演变为华洋分居。新中国成立后,在计划经济时期,城市内部形成以单位为基本单元的蜂巢式居住空间结构。改革开放以来,居住空间结构发生了巨大的变化。表现为居住空间沿公路环线呈同心圆向外扩展,并沿主要交通干线呈带状分布。另外,居住空间发展不平衡,居住分异明显,居住边缘化和郊化开始显现。     

云南省雨季降水分布与印度洋海温场

利用遥相关对云南省雨季降水作中长期预报,采用不规则格点上的车贝雪夫多项式建立了印度洋海 场与云南省雨季降水场的预报方程。通过对１９９３年及１９９４扩的预报检验,效果较理想。     

云南省区域工业化进程的差异分析

基于2007年的统计数据,从经济发展水平、产业结构、就业结构和空间结构4个方面,对云南省和所有16个市州级区域的工业化水平进行分析评价。根据经典工业化理论选定区域工业化综合评价体系的构成指标,引用中国社会科学院陈佳贵等著名学者所构建的判断中国地区工业化进程中不同阶段的标志值作为判断云南省和各市州工业化进程不同阶段的标志值,运用层次分析法确定各个指标的权重,采用加法合成法来构造计算反映云南省和各市州工业化进程的综合指数。根据综合指数判断云南省和各市州工业化所处的阶段,分析出云南省区域工业化进程的区域分异结构特征,为深入研究云南省区域经济发展、制定战略政策以及空间管制提供依据。     

云南大理暴雨天气过程GPS大气可降水量特征分析

应用云南大理地基GPS观测站的数据反演得到的1h间隔GPS大气可降水量资料和自动气象站逐时降水资料,分析了云南大理地区4次暴雨过程的GPS大气可降水量的演变特征.结果表明,云南大理地区的暴雨天气过程中GPS大气可降水量呈现明显的1～2天的增湿过程和1～2次跃变过程,跃变过程与降水发生和结束有较好的关系,可为短期预报提供一个明确的水汽演变指标.     

云南省滇中地区工业结构模糊聚类分析

运用模糊聚类分析法对云南省滇中7个市、地区的工业结构进行模糊聚类分析。结果滇中分为4类地区，第一类地区为昆明市；第二类地区为曲靖市、红河州；第三类地区为玉溪市、楚雄州和大理市；第四类地区为丽江市。分析结果与云南省滇中地区工业产业结构的实际情况比较吻合。