基于国际大气化学-气候模式比较计划模式数据评估中国沙尘气溶胶直接辐射强迫

目前气候模式对沙尘气溶胶直接辐射强迫模拟仍有很大不确定性,多模式对比有助于定量评估不确定范围。国际大气化学—气候模式比较计划（Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project,ACCMIP）旨在评估当前模式对短寿命大气成分辐射强迫和气候效应的模拟能力。基于7个ACCMIP模式模拟的中国地区沙尘气溶胶浓度,我们评估了中国区域沙尘气溶胶直接辐射强迫和不确定性范围。结果显示,中国区域沙尘气溶胶年排放总量为215±163 Tg a-1,区域年均地表浓度为41±27 μg m-3,柱浓度为9±4 kg m-2,光学厚度为0.09±0.05。中国区域年均沙尘气溶胶产生的大气顶短波、长波和总辐射强迫分别为-1.3±0.8 W m-2、0.7±0.4 W m-2和-0.5±0.7 W m-2;地表短波、长波和总的辐射强迫值为-1.5±1.0 W m-2、1.8±0.9 W m-2和0.2±0.2 W m-2。沙尘气溶胶长波辐射强迫对沙尘浓度的垂直分布敏感。高层沙尘气溶胶浓度越大,其在大气顶产生更强的正值长波辐射强迫。然而,沙尘气溶胶短波辐射强迫主要受整层沙尘柱浓度控制,对沙尘浓度的垂直分布较不敏感。本文结果可为中国沙尘气溶胶的气候模拟提供参考。     

2018年12月大气环流和天气分析

2018年12月大气环流主要特征为：北半球极涡为单极型分布,欧亚中高纬呈两槽一脊型,环流经向度大,有利于引导冷空气南下;南支槽偏强,且副热带高压位置偏西,有利于水汽向我国南方地区输送。12月,全国平均降水量为18.7 mm,较常年同期偏多73.1%;全国平均气温为-3.8℃,较常年同期（-3.2℃）偏低 0.6℃。月内共出现2次大范围降水过程、3次冷空气过程和2次雾 霾天气过程。其中,12月5—11日及12月27日至2019年1月1日,我国中东部地区出现两次大范围持续性低温雨雪天气,多地最低气温突破历史极值。     

空沟对冲击荷载隔离的现场试验与数值模拟

在场地开挖了一条空沟,以落锤式弯沉仪（falling weight deflectometer,简写为FWD）的荷载模拟冲击荷载,通过FWD自带的传感器测得空沟后一定范围内的竖向位移。通过室内试验,获取试验场地的岩土参数,采用非线性动力有限元软件ABAQUS建立二维模型（将远处单元定义为无限单元来模拟吸收边界,从而避免振动波的来回反射）。以空沟中心线的现场测试数据为依据,校核有限元模型。通过分析不同工况模拟的竖向位移,研究得出空沟-荷载间距、沟深、沟宽等对隔振效果的影响。结果表明,(1) 空沟-荷载间距越小,隔振效果越好,但实际隔振工程中,为避免振动对空沟侧壁的稳定性的影响,空沟与振源不宜太近,因此可以不计空沟-荷载间距对隔振效果的影响;(2) 就提高隔振效果而言,增大沟深比增大沟宽更有效,而相同的隔振效果,窄-深沟的挖方量远小于宽-浅沟;(3) 在对冲击荷载进行隔振设计时,对于一般的民用和工业建筑,综合隔振效果、开挖和支护费用等因素,采用宽度为0.5～1.0 m,深度为2.0～2.5 m的空沟较为合理,与某工程实例进行比对,验证结论的合理性。     

2018年11月大气环流和天气分析

2018年11月大气环流主要特征为：北半球极涡呈单极型分布,环流呈四波型,东亚槽略偏弱。本月,全国平均降水量为24.9 mm,较常年同期偏多32.4%,出现两次较强降水过程。全国平均气温为3.1℃,较常年同期偏高0.2℃,共出现四次冷空气过程,其中两次为全国范围中等强度过程。本月共发生两次雾 霾过程。其中,11月24日至12月3日的过程叠加沙尘影响,是今年秋、冬季以来覆盖范围最广、持续时间最长、污染程度最重的一次过程。     

不同降水强度对PM2.5的清除作用及影响因素

云和降水过程是大气污染物的重要清除途径,但由于降水过程和大气污染颗粒物本身的复杂性,目前降水过程对大气污染物的清除机制及影响因素有待深入研究。该文利用2014年3月—2016年7月在北京地区连续观测的PM_2.5和降水数据,研究了不同降水强度对PM_2.5的清除率,以及雨滴谱、风速和降水持续时间对PM_2.5清除率的影响。研究表明:降水强度越大,对PM_2.5清除效率越高。小雨、中雨和大雨对PM_2.5清除率平均值分别为5.1%,38.5%和50.6%。小雨不但对PM_2.5的清除率最低,而且对PM_2.5的清除效果也存在很大差异,约50%的小雨个例中PM_2.5质量浓度出现减小情况,而另外50%的小雨个例中,PM_2.5质量浓度出现增加情况。在持续时间长或地面风速增大的情况下,小雨也表现出较高的清除率。在中雨和大雨情况下,PM_2.5质量浓度均出现明显减小情况。但降水持续时间和风速对中雨和大雨的清除率影响较小,这是由于中雨和大雨一般在较短时间内即可清除大部分PM_2.5,因此,对降水的持续时间和风速大小不敏感。     

工字钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能研究

河南某基坑最大开挖深度为5.8 m,场地以饱和淤泥质粉质黏土为主,与周边既有建筑最近距离为1.2 m,采用工字钢水泥土搅拌墙和预应力扩大头锚杆进行支护。运用PLAXIS有限元软件对该基坑支护结构进行数值模拟,得到了不同工况的土体位移、工字钢水泥土搅拌墙轴力和弯矩、预应力锚杆的锚固力和各开挖阶段的总乘子 ,结果表明,数值计算的土体水平位移与实际监测数据比较吻合,验证了工字钢水泥土搅拌墙建模的合理性;PLAXIS软件能较好地模拟基坑开挖过程中土层及结构的变形特点,验证了PLAXIS有限元软件在基坑工程的适用性;数值计算的土体水平位移、锚杆轴力、采用强度折减法计算的各开挖阶段的总乘子 均满足基坑设计要求,验证了工字钢水泥土搅拌墙在基坑支护的可行性,为类似基坑设计提供了理论依据。     

中国华东高海拔地区春夏季臭氧质量浓度变化特征及来源分析

利用统计方法和数值模拟对2008年4月18日-7月28日和2009年5月19日-8月20日在黄山光明顶的两次外场观测中臭氧（O3）数据进行了分析,讨论了中国华东高海拔地区O3的质量浓度特征和来源。结果表明,5、6和7月的月平均质量浓度分别为107．73、101．93和68．02μg·m^-1,其中5月和6月的月平均质量浓度相对于国内其他本底站（除上甸子外）以及南极地区高出25～60Iμg·m^-1,7月与其他地区质量浓度相差较少。该地区的0,质量浓度相对于其他地区整体上维持在一个较高的水平,但高质量浓度超标事件发生的次数很少,只占总观测时间的3．9％。质量浓度EI最大值多出现在夜间21时一次日06时（北京时间,下同）,呈多峰分布,并且变化幅度很小,在15—20μg·m^-1,通过利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式模拟当地上空对流层顶高度和晴空湍流等要素的变化发现,O3质量浓度和对流层顶折叠现象有关。不同天气条件下,其质量浓度在晴天最高,雨天最低,雾天和阴天在二者之间。臭氧质量浓度与温度、相对湿度和其他污染气体（CO、N0和NO3）浓度之间有很强的负相关,而与风速相关性相对较弱;5月北面来风占主导,各风向所对应的O3质量浓度分布较均匀,而6月和7月西南风占主导,北面来向的风对应的质量浓度要高于南面来向。在利用KZ过滤器将O3原始数据分解成不同组份后,发现当地O3质量浓度整体上受低频组份（CBL组份）的控制,其余各高频组份（CSY、CDU和CID组份）只是会使其质量浓度在基准线附近波动。随后对发生在2009年5月28—31日和6月12—15日期间的两次0,质量浓度超标事件中CSY、CDU和CID对基线的贡献做了定量分析。