大气电场中水滴表面电应力的理论计算及实验探讨

在雷雨云中,雨滴在强电场作用下产生变形和破碎的放电过程,是与闪电的形成和发展密切相联系的。因此,大气电场中水滴表面应力的理论计算和分析,是受到广泛重视的研究课题。1964年泰勒(Taylor,G.I.)分析了电场中水滴破碎的问题,在泽伦(Zeleny,J.)、威尔森(Wilson,A.T.)和麦基(Maocky.W.A.)、罗兰(Nolan,P.J.)等人工作的基础上,提出了水滴呈旋转长椭球和呈圆锥状突起时的应力平衡方程。在泰勒等人的工作中,对水滴表面所受电应力的计算分为两种情况。一是水滴本身带电,而无外电场:另一是有外电场,但水滴本身不带电。显然,实际大气还存在既有外电场,同时水滴又带电荷的第三种情况。本文针对上述问题,提出了在均匀电场中,存在长椭球状带电水滴时,在水滴外空间的电势分布表达式,并给出水滴表面电场强度和所受电应力的计算公式并对有关实验进行讨论。     

关于大气中电磁场对液体水滴箍缩效应的研究

在雷暴事件中,根据大气电学的考虑,在强烈发展的对流云中,足够量的空间电荷的积聚,会形成分离的电荷中心,进而形成电场。它对在其中被极化了的水滴具有很好的箍缩效应。极有利于云滴间的碰接、碰并,发生竖直方向的伸长形变,极有利于水流两端的发散及大气垂直对流。     

有云大气中太阳辐射通量的参数化计算

这里提出了一个建立在二流近似基础上的宽带太阳辐射传输计算模式。整个从0.2—3.58μm的太阳光谱区分成三个宽光谱间隔,各波段上的宽带等效光学厚度和单次散射反照率由已知的大气参数直接算出。在各波段上,二种以上大气成分重迭的辐射作用也得到适当的考虑。在考虑云的辐射作用时,云的单次散射反照率和后向散射参数是预先给定的,而云的光学厚度则根据云中液态水含量来算出。     

大气中臭氧9.6μ带辐射收支的计算

计算大气中的长波辐射时,吸收气体的光学厚度要作气压订正,一般取气压订正后的光学厚度u′=(p/p_0)~K,对于O_3的9.6μ带,理论分析和实验都表明K是u和p的函数,气压订正可取 u′=(p/p_0)~(K(u,p))=uf(u,p). 我们以Walshaw的实验为基础,求出f(u,p)的囹形,并求出辐射通量及辐射通量散度的计算表。 当u很小时,弱线近似成立。漫射辐射的吸收率A_f=1-exp(-2su/d),K→0。在u→0时,dA_f/du=s2/d为一常量。     

大气模式中表面水热通量计算的一些问题

对现有的大气模式中计算海面和大气间水、热通量的通量-廓线关系式进行了评论,提出一个理论上较完整的通量-廓线关系式。其中考虑了水汽对M－O参数的影响,并引进相应于虚位温的标量粗糙度。MoanaWave的实测资料表明,由于该资料相应于温度的粗糙度zoh和湿度粗糙度zoq相差不大,使现有的公式计算结果与文中提出的公式差别不大。当zoh,zoq差别大时,两种公式结果有一定的差别。而文中公式理论上更为合理。还将不稳定状态下计算通量的简化方法推广到海面。     

低纬度大气中涡度方程各项量级的计算

近几年来随着低纬度观测资料的增加,特别是卫星资料的应用,为研究热带大气运动提供了大量的基本资料,对于热带大气的研究亦从定性的分析研究逐步向客观的、定量的数值计算、数值试验和数值模拟等方面发展.对于低纬度大气中的斜压作用的计算,也得到与传统观念并不一致的结果.     

平面平行大气中偏振辐射传输的数值计算

利用离散纵坐标(DISORT)法的基本原理,开发了平面平行大气中偏振辐射传输的数值计算模型,并利用解析插值原理实现了对任意天顶方向散射斯托克斯参量的求解.为检验计算模型的可靠性,分别针对分子和气溶胶散射大气进行了数值模拟,并与Coulson等1960年、Garcia等1989年的计算结果进行了比较.结果表明,模型计算结...     

PMP估算中大气可降水量计算方法的探讨

干旱区水汽变化影响区域水资源系统的结构和演变,基于2020年1月—2022年12月中昆仑山北坡地区4个地基GPS遥感大气可降水量资料(GPS-PWV)、2个探空站观测资料和108个地面气象观测站逐时水汽压资料,利用一元线性拟合方法建立了适用于中昆仑山北坡地区的大气水汽含量(W-PWV)和地面水汽压计算模型(W-e)并对计算结果进行评估,分析了中昆仑山北坡地区东段、中段、西段W-PWV的时空分布特征及降水开始时刻与W-PWV峰值的关系。结果表明：(1) W-PWV年平均高值区位于研究区西段,中段次之,东段沙漠南缘W-PWV最低。海拔高度大于1 500 m测站W-PWV随高度升高逐渐减少。夏季地面气象观测站平均W-PWV是春、秋季的2倍左右;(2) 研究区W-PWV月变化具有单峰型特征,其中海拔高度1 300~1 500 m测站的W-PWV在7月和8月达到峰值,其余测站的W-PWV在8月达到峰值,海拔低于2 000 m和高于2 000 m测站W-PWV分别在夜间和白天维持较高值;(3) 水汽含量模型计算的测站W-PWV与降水开始时刻有较好的对应关系,降水前各站W-PWV均存在不同程度跃变过程,降水过程前1~2 h内W-PWV峰值达到测站W-PWV月平均值的1.5倍以上。

     

大气辐射计算的吸收系数分布模式

全面论述了大气辐射计算中的吸收系数分布（#FKk#FS分布）模式,包括均匀路径的#FKk#FS分布模式以及非均匀路径的相关#FKk#FS分布模式。重点是利用吸收系数重排计算大气吸收气体分布函数和相关#FKk#FS分布函数的方法。某些结果系作者第一次公开发表。     

质疑某些大气熵的计算

指出了某些大气熵变化的计算错误，并且给出了改进意见。     

浓雾中安全车速的计算

介绍了浓雾中高等级公路行车障碍的能见距离和安全车速的计算方法。将反应时间增加到1.8s，安全距离提高到10m，计算了安全车速，并讨论了高速公路关闭的能见度条件。     

大气中的水汽对太阳紫外辐射消光的可能机制分析

本文给出了北京地区晴天和实际天气条件下到达地面太阳紫外总辐射的一种计算方法，分析了影响到达地面太阳紫外总辐射的各主要因子的主次贡献，重点讨论了水汽在参与大气中的光化学反应过程中，对到达地面的太阳紫外总辐射消光的可能机制。     

丘陵浅山地区风速幂指数及其在大气环境质量预测中的应用

根据丘陵浅山地区8个测点低空风速实测资料进行风速廓线拟合，求得风速幂指数，将大气环境质量预测中的风速模式化，用来预测大气污染物的浓度分布。     

丘陵浅山地区风速幂指数及其在大气环境质量预测中的应用

根据丘陵浅山地区8个测点低空风速实测资料进行风速廓线拟合,求得风速幂指数,将大气环境质量预测中的风速模式化,用来预测大气污染物的浓度分布.     

延安层状云暖层中水凝物粒子的谱分布

分析了2003年9月延安上空机载PMS探测的层状云资料，发现延安层状云暖层中水凝物粒子的谱分布可以用一种形式的分布密度函数来表示。用这种函数拟合小云滴、大云滴和雨滴的谱分布，拟合结果与观测的谱分布较为一致，其特征值相关系数大于0．945，拟合出的平均直径、均方直径、均立方直径以及浓度与观测值也较接近，其相对误差小，拟合谱能表现出谱型特征。     

开发广东省空中水资源的战略思考

从干旱和水资源状况出发，探讨了广东省开发空中水资源的必要性。从理论、技术、实践和人工增雨潜力等方面分析了广东省实施人工增雨，开发空中水资源的可行性。结合目前人工增雨现状和存在的问题，提出了广东省开发空中水资源的战略对策。     

深圳湾公路大桥设计风速的推算

从资料的完整性和合理性、方法的规范性等几方面着手，对深圳湾公路大桥设计风速进行推算。利用深圳市气象站1954～2001年逐年年最大风速资料，通过时距、高度、地形等订正后得到相当于开阔平地上方10 m高度10 min年最大风速48年序列，使之符合建筑抗风指南或规范的要求。再利用极值Ⅰ型计算出不同重现期的基本风速，同时用耿贝尔的参数估算法和修正后的矩法参数估计法计算出不同重现期（200、120、100、60、50、30、10年）的基本风速。研究发现桥位区自动气象站与深圳市气象站最大风速正相关显著，前者是后者的1.1倍，从而可将基本风速外推到桥位区，进一步根据规范将该值放大1.11/2（1.049）倍至海面上，最终得到设计风速。还利用近地层风的指数和对数曲线推算出150 m内每10 m高度层的最大风速。     

棉田SPAS水热传输的多层模式

根据能量平衡方程和土壤水热耦合方程，建立土壤－植物－大气系统的多层模式，再综合考虑作物冠层和土壤内部的水热变化，对地表与作物之间的水热传输过程进行了描述，并用棉田的实测资料进行了模拟。     

粒子下落末速度和粒子谱形参数对降水模拟影响的数值研究

数值模式能否准确地对降水过程进行预报,很大程度上取决于云微物理参数化方案能否准确地对云内的物理过程进行描述。目前显式云微物理参数化方案中对粒子的下落速度、不同直径粒子的浓度分布两方面的微物理特征,分别使用质量加权下落末速度和粒子谱进行描述。因此,参数化方案中不同的描述方式直接影响数值模式对降水过程的模拟结果。本文使用耦合了一种新的体积水法双参数云微物理参数化方案的WRF模式（Weather Research and Forecasting Model）3.5.1版本对发生在2013年5月8日的一次华南强降水过程进行模拟,分别对Ferrier和Locatelli两种质量加权下落末速度计算方法,以及常数参数和根据东亚地区实际观测结果改进的谱形参数两种粒子谱形参数设置的模拟结果进行分析,并对他们的四组参数组合预报结果进行评估。结果表明:（1）质量加权末速度的改变对降水强度有一定影响;（2）粒子谱形参数对模拟降水的强度和发展都有明显的影响,且谱形参数对本次降水模拟的影响强于下落末速度的影响;（3）Ferrier质量加权末速度和改进的谱形参数的组合试验组对降水的预报效果,相对其他三组试验有较明显的优势。     

大气中水汽混合比的Raman激光雷达探测

介绍了作者自行研制的L625Raman激光雷达系统的结构和主要技术参数,叙述了Raman激光雷达探测水汽混合比的基本原理和数据处理方法。使用这台激光雷达在合肥地区进行了水汽混合比垂直分布的探测,对获得的水汽混合比垂直廓线进行了初步的分析和研究。最后就L625Raman激光雷达探测水汽混合比的误差进行了分析和讨论。