激光雨滴谱仪在山东的布设和初步应用

在介绍了激光雨滴谱仪的工作原理、主要技术指标、用途及仪器存在的优缺点等内容基础上,着重介绍了该仪器在山东的总体布设情况和实际应用的主要技术思路。归纳了山东利用获取的激光雨滴谱仪资料开展的一些研究工作和取得的初步成果。根据业务和科研的需求,初步提出了有关激光雨滴谱仪资料需要深入应用和研究的方向。     

深圳地区Parsivel雨滴谱仪与SL3-1雨量筒对比分析

为深入研究Parsivel激光雨滴谱仪在深圳暴雨多发天气条件下的适应性情况,选取了2015—2016年共2年的降水过程为研究对象,将降水过程按小时最大雨量分为5类:0~10、10~20、20~30、30~40、40~60 mm。分别利用激光雨滴谱仪和SL3-1雨量筒测得的分钟雨量进行一致性对比分析,结果表明:在不同降水量级中,激光雨滴谱仪和雨量筒都有比较好的一致性关系。当分钟雨量较大时(2 mm),激光雨滴谱仪测得的结果会出现偏大或者偏小的情况,这主要是由于测量原理产生的误差。以上结果表明激光雨滴谱仪是能够适应深圳市暴雨频发的天气条件的。     

激光雨滴谱仪与自动气象站观测雨量对比分析

介绍了LNM激光雨滴谱仪的构成及原理,对由激光雨滴谱仪和自动气象站同步观测所获取的雨量资料进行对比分析,并结合新一代多普勒雷达基数据提供的反射率因子与雨量作对比分析。结果表明,两种仪器探测到的雨强随时间变化趋势较为一致,但变化幅度差异大,激光雨滴谱仪探测到的雨强最大值远大于自动气象站测得的最大值且出现时间要提早些;两种仪器观测到的雨量资料与观测点处雷达反射率因子的对比表明,激光雨滴谱仪探测到的雨量与雷达反射率因子有更好的一致性。     

CINRAD/SA雷达对Parsivel激光粒子谱仪的干扰及处理技术

针对黄山光明顶的Parsivel激光降水粒子谱仪在实际观测中出现的问题,给出了可行的解决方法.仪器自动连续观测以来每天09:00-16:00采样数据均出现异常谱,经排查发现这个时段恰好是CINRAD/SA雷达观测时段,所以考虑异常数据由雷达电磁辐射或周围电磁场的影响造成,并简要探索了其影响原因.根据金属可以屏蔽电磁波的性质,在确保钢丝网完全屏蔽雷达的电磁辐射下,考虑尽量不影响仪器周围的流场结构且易于固定等因素,经过多次试验,最终选定在雷达方向靠近雨滴谱仪器约3 m处安放钢丝网,完全屏蔽了雷达观测时对仪器的辐射,保障了观测资料的可靠性.     

Parsivel激光雨滴谱仪观测降水中异常数据的判别及处理

2009年利用Parsivel激光雨滴谱仪连续观测太湖地区自然降水,发现对流云降水采样的粒子谱数据常常包含有少数异常高、低数据.从Parsivel激光雨滴谱仪的测量原理出发,分析了产生测量误差的原因.然后依据3σ准则(莱以特准则)对采集的一次对流云降水粒子谱数据进行分析,对其是否存在粗大误差进行判别和消除.结果表明:异常数据即为仪器测量的粗大误差,消除误差后的数据在表征降雨量、雷达反射率因子等降水特征量时更加接近于仪器自身输出值.同样地将此方法用来分析层状云降水,有利于消减仪器测量中粒子重叠所造成误差.     

雨滴谱垂直演变特征的微雨雷达观测研究

雨滴谱的垂直变化特征对于认识降水过程、改进模式和雷达定量估计降水等具有重要意义。利用2016年6月1日-9月30日雨量筒、微雨雷达（micro rain radar,简称MRR）和PARSIVEL雨滴谱仪连续4个月的观测数据,在对比3种仪器观测结果的基础上,研究了层状云降水不同降水强度下微物理特征量和雨滴谱垂直演变特征。结果表明:MRR与PARSIVEL雨滴谱仪观测降水强度相关性较好,且两种仪器观测的雨滴谱在中等粒子段（0.5~2.5 mm）表现出较好的一致性,而对于小粒子段（雨滴直径小于0.5 mm）PARSIVEL雨滴谱仪观测的数浓度明显低于MRR。对于弱降水（降水强度R ≤ 0.2 mm·h-1）,液水含量和降水强度随高度降低减小,雨滴在下落过程中蒸发明显。对于较强降水（R>2 mm·h-1）,随高度降低,雷达反射率因子增大,小滴数浓度减小的同时大滴数浓度增加明显,雨滴下落过程碰并作用明显。所有高度直径不超过0.5 mm的小滴对数浓度贡献均为最大。高层雨滴直径不小于1 mm的小粒子对降水强度的贡献可达50%,小粒子对降水强度贡献随高度降低减小。     

减少雨量计虹吸误差的一种方法

目前,气象部门使用虹吸式自记雨量计一般是不作虹吸订正的。这在雨量强度较小时误差不大,但若暴雨强度较大,则可能造成较大误差,且系统地偏小。按照上海气象仪器厂生产的虹吸式自记雨量计的技术性能,仪器适用于0.1—40毫米/10分的范围。据我们实际测定,这种雨量计一次(10毫米)虹吸的时间     

浅析RYJ-2辐射记录仪常见故障

RYJ-2全自动辐射记录仪是目前各级辐射观测站普遍使用的辐射数据自动采集系统之一.该仪器自投入业务使用以来,对于各种不同的需求都带来很大的方便,但是,从实际工作过程中看来,其故障率也较高,故障原因复杂,使数据的准确性和完整性难以保证.我们根据实际工作中的一些体会,以二级辐射观测站的故障为例,浅析RYZ-2全自动辐射记录仪日常工作中的一些常见故障. 当仪器出现故障时,多数情况会伴随蜂鸣器告警声和灯走不停或灯走乱跳,所以非正点观测时间或日出、日落时间听到蜂鸣器告警声时,说明仪器工作不正常.当仪器出现故障时,一般的检查方法为: (1)先检查记录仪面版上的电池过放指示灯是否亮,若亮说明电池过放,蓄电池电压过低,如果有交流电,应检查线路是否正常,并及时把快充开关扳到"ON”处充电,若没有交流电时,应及时换备份仪器,否则,必须用毫伏表进行手工观测.     

惠州市PS32激光雨滴谱仪降水数据的可靠性分析

为研究惠州市惠阳观测站的PS32激光雨滴谱仪降水数据的可靠性,以SL3-1型翻斗式雨量筒数据为参照值,对2016年1—12月获取的雨滴谱仪数据进行质量分析。结果表明:PS32激光雨滴谱仪与雨量筒实测时雨量数据之间具有较好的一致性,相关系数为0.987;按照降水强度等级分类后,雨滴谱仪与雨量筒的时雨量仍呈较好的相关性,无显著性差异,平均相对误差在16.2%~19.5%之间。雨滴谱仪的不稳定性导致部分数据缺失、较大环境水平风速以及观测仪器间的距离是造成误差的主要原因。误差较大时次的雨滴谱的谱型分布和雨滴下落末速度与直径关系仍基本符合实验数据。     

关于气压的序列订正

在实际工作中,我们常会遇到某些站某种原因造成记录缺测或仪器欠准确,使气候资料缺乏连续性,断缺资料的时间有长有短,有的长达几个月长至一年以上,必须以各种方法对这些记录加以订正或插补,使之成为完整的、均一的,可靠的资料。     

大气气溶胶吸收系数的测量

本文讨论了大气气溶胶吸收系数的测量,并介绍了我系根据毛玻璃屏积分法设计的测量系统。根据在北京中关村地区取样观测的结果,在采暖期,气溶胶吸收系数变化于10~(-3)—10~(-4)m~(-1)之间,而在非采暖期,其值约为10~(-4)m~(-1)量级。若利用当量碳的概念,则在采暖期当量碳浓度占气溶胶总浓度的50—60％,而在非采暖期,其比例为30—37％。     

Kinetics of the Reaction of Hydroxyl Radicals with CH2Br2 and its Implications in the Atmosphere

Rate constants for the reaction of hydroxyl radicals with dibromomethanehave been measured by discharge flow-resonance fluorescence technique(DF-RF) over the temperature range 288–368 K. The derived Arrheniusequation is k₁=(1.51 ± 0.37)× 10^-12 exp(-(720 ±60)/T) cm³ molec.^-1 s^-1.The tropospheric lifetime of dibromomethane has been estimated to be 0.29years. An ozone depletion potential (ODP) value of 0.10 for dibromomethanehas been obtained.     

Kinetics of the Reactions of IO with HO2 and O(3P)

A discharge-flow tube coupled with resonance fluorescence and chemiluminescence detection has been used to investigate the reactions IO + HO₂ products (1) and IO + O(³P) I + O₂(2), at T = 296 ± 1 K and P = 1.7 - 2 Torr. The rate constants k_-1 and k₂ have been found to be (7.1 ± 1.6) × 10^-11 cm³ molecule^-1 s^-1 and (1.35 ± 0.15) × 10^-10 cm³ molecule^-1 s^-1, respectively.     

1980～～2014年中国中东部持续性霾天气的多尺度变化特征

对1980～2014年中国中东部地区324个台站的持续性霾天气的时空变化和相关气象影响因子进行分析，结果表明:中东部地区年平均持续性霾事件和其在所有霾事件的贡献比例逐年增加，增长率分别为0.79 (10 a)-1和2.7% (10 a)-1。主要表现为3个大值区:华北平原地区（包括山西省、京津冀地区）、长江三角洲和四川盆地东部，增加最显著的区域位于黄淮地区，增长率分别为6.3 (10 a)-1、13.95 d (10 a)-1。1月是持续性霾事件的高发月，月均2.56 d。夏季和秋季持续性霾事件增加最为明显，增长率分别为0.38 (10 a)-1和0.46 (10 a)-1。不利的气象条件，如静风日数的增加，风速和大风日数的减少，以及不利的环流形势，如东亚冬季风的减弱，都可能造成持续性霾天气的增加和异常维持。     

Kinetic Studies of OH and O3 Reactions with Allyl and Isopropenyl Acetate

Rate coefficients have been measured for the gas phasereactions of hydroxyl (OH) radicals and ozone with twounsaturated esters, allyl acetate(CH₃C(O)OCH₂CH=CH₂) and isopropenylacetate (CH₃C(O)OC(CH₃)=CH₂). The OHexperiments were carried out using the pulsed laserphotolysis – laser induced fluorescence technique overthe temperature range 243–372 K and the kinetic dataused to derive the following Arrhenius expressions (inunits of cm³ molecule^-1 s^-1): allylacetate, k ₁ = (2.33 ± 0.27) ×10^-12 exp[(732 ± 34)/T]; and isopropenyl acetate,k ₂ = (4.52 ± 0.62) × 10^-12exp[(809 ± 39)/T]. At 298 K, the rate coefficients obtained (inunits of 10^-12 cm³ molecule^-1 s^-1)are: k ₁ = (27.1 ± 3.0) and k ₂= (69.6± 9.4). The relative rate technique has been usedto determine rate coefficients for the reaction ofozone with the acetates. Using methyl vinyl ketone asthe reference compound and a value of4.8 × 10^-18 cm³ molecule^-1s^-1 asthe rate coefficient for its reaction with O₃,the following rate coefficients were derived at 298 ± 4 K (in units of10^-18 cm³molecule^-1 s^-1): allyl acetate, (2.4 ± 0.7) andisopropenyl acetate (0.7 ± 0.2). Theresults are discussed in terms of structure-activityrelationships and used to derive atmospheric lifetimesfor the acetates.     

BP神经网络法在大气污染预报中的应用研究

近年来将BP网络模型应用到大气污染浓度预报中 ,并建立了大气污染物浓度的神经网络预报模型。将计算结果与监测值进行了验证 ,结果表明 :TSP的计算值与观测值之间的绝对误差为 4× 1 0 - 3～ 3× 1 0 - 2 mg·m- 3,NOX 的计算值与观测值之间的绝对误差为 5× 1 0 - 3～ 2× 1 0 - 2 mg·m- 3;且具有较好的相关性。BP模型是目前最为广泛应用的神经网络模型之一 ,它是一种简单而又非常有效的算法 ,BP神经网络法为城市空气污染预报工作提供了一种全新的思路和方法。     

Estimation of the rate constant for the reaction of acid sulphate aerosol with NH3 gas from atmospheric measurements

Horizontal gradients in atmospheric aerosol strong acidity have been interpreted in terms of the rate of neutralisation of aerosol H⁺ by gaseous ammonia. The results indicate a pseudo-first-order rate constant for this reaction within the range 4×10^-6 s^-1 to 4.1×10^-4 s^-1 consistent with model results and experimental data derived by other methods. The rate constant is reduced as the aerosol becomes less acidic, which is reflected in a positive correlation between rate constant and aerosol H⁺/NH₄ ⁺ ratio.     

利用LAP-3000型风廓线雷达资料对深圳地区湍流耗散率特征的研究

利用2010年1-2月深圳LAP3000型风廓线雷达资料, 对湍流耗散率进行了估算, 针对典型晴天条件下的湍流耗散率ε、折射率结构常数C₂ⁿ、水平风速和风切变, 分析了其时空变化特征。得出如下结论: (1) 深圳地区低空大气ε的量级在10^-7~10^-1 m^-2·s^-3之间, 与理论模拟值基本一致; (2) 时间分布特征为, 2 km以下ε有很明显的日变化特征, 夜晚和上午ε较大, 下午及傍晚减少;(3) 空间分布特征表现为, ε随高度大致呈递减分布;ε量级达10^-2.5 m²·s^-3所在高度可作为深圳地区2010年1月14-15日边界层顶高度的判断依据。     

Naturally and anthropogenically produced bromoform in the Kattegatt,a semi-enclosed oceanic basin

The origin of bromoform in seawater and atmosphere, as well as possible sinks and breakdown mechanisms, is discussed. A bromoform budget is calculated for the Kattegatt area between Sweden and Denmark, where the input of bromoform from a power plant is significant. Both anthropogenically (250×10⁶ g yr^-1) and biogenically (350×10⁶ g yr^-1, 0.016 g m^-2 yr^-1) produced bromoform is likely to have a great impact locally on the inventory and the release to the atmosphere. Using measured surface concentrations of bromoform, the total annual release from the Kattegatt to the atmosphere is estimated to 550×10⁶ g (0.025 g m^-2 yr^-1).     

西安市一次晴空气溶胶粒子的观测分析

1982年夏季,我国第一架装有PMS粒子测量系统的气象科研考察飞机在西安市首次进行大气物理科学考察。本文仅对6月8日西安城市晴天大气气溶胶粒子观测。资料进行了初步分析。结果表明:西安市晴天气溶胶粒子(直径0.5-8μm)浓度值范围在4×10~0-3.8×10~1个/cm~3,分布趋势随高度递减,逆温层对粒子垂直输送有阻滞作用。同时对气溶胶粒子谱分布及谱分布函数作了探讨,并对一些参数进行理论计算。