不同天气状况下气溶胶散射系数变化特征分析

利用广州南沙区气象探测基地大气成分站2012年散射系数和常规气象观测资料,分析了散射系数的变化特征及气象因子对散射系数的影响,并重点讨论了气象条件中风对散射系数的影响。结果表明:从全年散射系数平均值来看,雾霾日的散射系数﹥霾日的﹥雾日的﹥一般日的;从季节来看,夏季和秋季雾霾日的散射系数﹥霾日的,冬季霾日的散射系数稍大于雾霾日的;一年中散射系数的最大值出现在10月,最小值出现在6月。霾日和雾霾日的散射系数日变化呈双峰形;雾日双峰型分布不明显,一般日没有明显日变化。散射系数同日照、湿度、气温和风速都呈负相关,与风速的负相关最显著。散射系数的高值出现在西北风中,外来源的输送对南沙散射系数存在较为明显的影响。风速小于7.0 m·s-1时,散射系数随风速的增加而减小;风速大于7.0 m·s-1时,散射系数随风速先增加后减小。     

北京地区空气质量指数时空分布特征及其与气象条件的关系

分析了北京地区2013年1-2月空气质量指数AQI的时空分布特征,及紫外吸收性气溶胶指数(AAI)、气象观测要素(相对湿度、气压和风速)、大气环流特征、混合层高度、总体理查森数(RB)与AQI的相关性等;同时对气象观测要素与AQI关系进行了拟合,建立了回归方程。研究结果及主要结论如下:北京地区AQI呈现出了一种自东南向西北递减的分布趋势;紫外吸收性气溶胶指数(AAI)与AQI之间呈明显正相关关系,相关系数r=0.456,可以作为污染物监测的参考;相对湿度、气压与AQI有着较好的相关性,相关系数分别为0.67、-0.49,建立的最优回归方程得到的拟合结果与实际观测效果对比良好;500 hPa乌拉尔山至贝加尔湖地区的高压脊是北京地区是否形成持续性污染的重要天气系统;AQI与1-2月混合层高度呈明显的负相关关系,相关系数为-0.511,持续低于459 m的混合层高度有利于污染物堆积;总体理查森数≥10.63时,有利于次日污染持续或发展等。     

四川盆地高温热浪时空特征及预报模型研究

利用四川1960~2009年逐日最高气温、欧洲中心ERA Interim1.5°*1.5°再分析资料和ECWMF2.5°*2.5°模式预报场资料,分析四川盆地高温热浪的时空分布特征,归纳出四川盆地高温热浪天气预报模型。结果表明:四川盆地高温热浪天气有三个异常区;区域性高温热浪过程期间100hPa南压高压明显东进,我国至俄罗斯南部地区显著增高;500hPa有青藏高压型、副高型和带状高压型三种环流型。四川盆地高温热浪天气的预报模型为:1)500hPa四川盆地上空为青藏高压或副高或带状高压控制,位势高度达584位势什米以上,其中青藏高压和西太副高需达588位势什米;2)四川盆地上空850hPa上未来三天都为大于24℃的闭合等温线控制。     

阳泉市城市化发展对日照时数影响的分析

针对山西省阳泉市平定近年日照时数异常减少的情况,利用阳泉市3个地面气象站资料,从影响日照时数的气象因素和社会发展因素出发,比较分析了阳泉市各地城市化发展对日照时数影响的差别,找出平定日照时数异常减少的原因。结果表明:在霾日数、总云量、降水量、相对湿度等相关的气象要素中,平定日照时数的变化与霾日数相关性最强;平定、阳泉日照时数与霾日数显著负相关,日照时数的大幅减少与霾日数的大幅增加相伴;平定、阳泉主要城市发展因子与霾日数显著正相关,与日照时数显著负相关,城市化发展使平定、阳泉大气污染物增加、霾日数增加、大气透明度下降、日照时数减少。城市化发展对日照时数的影响与城市化发展速度及地理地形形成的大气污染扩散条件有关。平定城市化急剧发展与山间盆地地形的共同因素导致平定日照时数异常减少。     

绵阳市度日数特征及其变化趋势分析

从20世纪50年代以来,度日数一直作为气候变化与供暖关系的一个综合评价指标。基于全球变暖可能对我国供暖天数和温度产生深刻的影响,本文采用绵阳市1946~2005年共49年的日最低、最高气温资料,分析了绵阳市度日数年变化特征,并对其进行了趋势分析。结果表明:绵阳市历年供暖度日数最小值处于1998年,比1976年最大值低93.5%,10a年均供暖度日数变化趋势为二次曲线;制冷度日数波动性很大,1960~1979年在1500℃·d左右波动,1979~1990年在1400℃·d左右波动,1990年以后基本处于1500℃·d以上,10a年均制冷度日数拟合趋势曲线为三次曲线。基于Mann-Kendall(M-K)检验法,在α=0.05水平下,对绵阳市供暖和制冷度日数进行检验,研究发现:供暖度日数明显减少,1992年为突变起始年份;制冷度日数波动增长,且自1997年起突变。     

重庆地区油菜精细化气候区划研究

重庆市有适宜油菜生长发育的优越气候,在海拔高度、气温、降水、日照等多种气象因子影响下,生长分布有一定规律。本文选取1971~2000年气候数据,基于GIS进行精细化空间分析,同时结合实地调研等相关资料,对油菜进行气候区划,划分出一年二到三熟光照较丰油菜栽培区、一年二到三熟光照一般油菜栽培区、一年二熟光照较丰油菜栽培区、一年二熟光照一般油菜栽培区、一年一到二熟光照较丰油菜栽培区、一年一到二熟光照一般油菜栽培区和气候冷凉阴湿零星栽培区等7个不同类型栽培区,为重庆地区的油菜种植提供客观了参考依据。     

镇江雷暴气候特征及天气学预报方法分析

雷暴是严重的气象灾害之一,给人民生命财产带来严重影响。雷暴的发生发展地域性强,因此加强镇江本地雷暴特征的研究和预警工作十分必要。利用镇江市1959--2010年的雷暴气候资料,通过气候倾向率、小波分析等统计方法,对其周期性、时空分布特征及年（代）际、季节变化特征等进行了分析,得出以下结论：1）镇江市雷暴呈现出市区少、周边地区多的特点,其中句容雷暴发生频率最多且持续时间长。2）镇江市平均雷暴日数存在4a、6a、10～12a左右、准20a的长周期振荡信号。从长周期分析,镇江市近几年的年平均雷暴日数处于偏多周期时段。3）年平均雷暴日数距平,20世纪60年代、70年代、21世纪的00年代是正距平,特别是2006--2010年连续5a的平均雷暴日数都大于气候值,是雷暴频发时期;80年代、90年代为负距平。1963年的雷暴日数最多,有53．3天;1979年的最少,为15天。通过对1999--2008年镇江市地面观测资料的194个雷暴天气过程个例进行统计分析,对影响镇江市的雷暴天气系统进行了分型,在此基础上提出了预报镇江市雷暴天气的思路,为开展雷暴预报预警业务提供理论依据。     

基于航摄影像的滇池捞鱼河湿地植物类型提取

为了获取滇池湿地的植物类型分布信息,以捞鱼河湿地为示范区,采用分辨率为0.15 m的航摄影像为影像数据源,利用人机交互和面向对象相结合的影像解译方法,实现捞鱼河湿地植物类型分布信息的提取.在植物类型边界提取过程中,发现过高的影像分辨率(≤0.3m)不利于成片具有空间异质性植物类型边界的正常提取,容易出现同一类型过度分割情况.通过邻域降分辨率重采样技术,将影像分辨率降至0.6m时,能有效解决过度分割问题.当分辨率降至更低时,虽然能解决过度分割问题,但会导致地物边界出现不同程度的锯齿而与地物边界不符的后果.研究所应用的基于Feature Extaction模块的植物类型边界提取方法,能有效减少人机交互方法中人工勾绘边界的工作量,在保证分类精度的同时减少人力投入,对航摄影像在大范围湿地植物类型的提取中具有重要借鉴意义.     

两种土壤温度算法的对比分析

为了定量理解黄土高原土壤的物理特性和过程, 为进一步提高陆面模式对该地区地表能量平衡模拟能力奠定基础, 本文利用2005年黄土高原陆面过程试验中7月22～26日期间裸土地表观测站土壤温度观测资料, 采用热传导（结合数学拟合法)、热传导－对流两种方法分别计算了该地区土壤热扩散率。本文还利用热传导－对流方法计算0.05～0.1 m浅薄土壤层的热扩散率垂直梯度与水通量密度之和, 其值介于0.80×10-6～2.43×10-6m/s之间。在此基础之上, 以0.05 m深度的土壤层为上边界, 分别利用上述两种方法模拟0.10 m深度的土壤层温度, 结果表明: 由于忽略土壤的垂直不均匀性和水分的垂直运动而只考虑热传导过程, 热传导方法不仅高估了土壤温度振幅, 而且高估了位相的延迟。而热传导－对流方法对温度振幅和位相的模拟值与实际观测值吻合较好, 白天 (北京时间08:00～20:00) 的温度模拟值相对测量值的平均误差、 标准差和归一化标准差分别为0.19 K、0.18 K和0.08%。     

赤道不稳定波海气相互作用的数值模拟分析

赤道不稳定波(tropical instability waves)存在于热带东太平洋赤道附近, 通常于每年的春末夏初出现, 以约0.6 m/s速度向西传播, 波周期为20～40天左右, 波长约为1000～2000 km。本文利用一个全球高分辨率海气耦合模式对赤道不稳定波在赤道附近的热量输送进行分析, 表明赤道不稳定波产生指向赤道的热通量, 从而部分抵消了热带东太平洋地区由Ekman辐散和温度平流导致的强冷却效应, 维持热带地区的热量平衡。其对赤道冷舌区的增暖作用可以消除和减弱气候模式中热带东太平洋地区的系统性冷偏差, 能使冷舌的强度和分布得到合理的改善, 对气候模式的改进和发展具有潜在贡献。赤道不稳定波还可以改变赤道海洋上空低层大气层结稳定度, 导致近地层强的风场辐合辐散, 并进一步影响大气混合层的温度、 风场等气象要素。模拟分析结果还表明, 赤道不稳定波对大气强迫产生二次响应, 改变赤道上空逆温层的垂直位移和逆温强度。研究赤道不稳定波对热带海洋气候及其海气相互作用机理的理解具有重要意义。