Simulated Sensitivity of Ozone Generation to Precursors in Beijing during a High O3 Episode

This study uses the WRF-Chem model combined with the empirical kinetic modeling method (EKMA curve) to study the compound pollution event in Beijing that happened in 13-23 May 2017. Sensitivity tests are conducted to analyze ozone sensitivity to its precursors, and to develop emission reduction measures. The results suggest that the model can accurately simulate the compound pollution process of photochemistry and haze. When VOCs and NOx were reduced by the same proportion, the effect of O3 reduction at peak time was more obvious, and the effect during daytime was more significant than at night. The degree of change in ozone was peak time > daytime average. When reducing or increasing the ratio of precursors by 25％ at the same time, the effect of reducing 25％ VOCs on the average ozone concentration reduction was most significant. The degree of change in ozone decreased with increasing altitude, the location of the ozone maximum change shifted westward, and its range narrowed. As the altitude increases, the VOCs-limited zone decreases, VOCs sensitivity decreases, NOx sensitivity increases. The controlled area changed from near-surface VOCs-limited to high-altitude NOx-limited. Upon examining the EKMA curve, we have found that suburban and urban are sensitive to VOCs. The sensitivity tests indicate that when VOCs in suburban are reduced about 60％, the O3-1h concentration could reach the standard, and when VOCs of the urban decreased by about 50％, the O3-1h concentration could reach the standard. Thus, these findings could provide references for the control of compound air pollution in Beijing.     

暴雨作用下基于滑坡互信息量的白家包滑坡变形响应机制研究

暴雨是诱发滑坡的重要因素之一,但目前对于暴雨作用下滑坡变形响应机制的研究仍不充分。该文以三峡库区白家包滑坡为例,在滑坡详细监测数据的基础上,分析了暴雨作用下白家包滑坡的变形响应特征;采用滑坡互信息量方法揭示了暴雨作用下降雨及库水位变动对白家包滑坡变形的影响规律。结果表明:白家包滑坡变形主要受库水位变动影响,坡表裂缝扩张主要受降雨影响;暴雨是诱发滑坡加速变形及边界处的坡表裂缝快速扩张的主要因素。该文的研究方法可推广到其它多条件联合作用下滑坡响应规律的分析,为类似暴雨作用下水库滑坡防灾减灾提供一定参考。     

Surface Temperature Changes Projected by FGOALS Models under Low Warming Scenarios in CMIP5 and CMIP6

To meet the low warming targets proposed in the 2015 Paris Agreement,substantial reduction in carbon emissions is needed in the future.It is important to know how surface climates respond under low warming targets.The present study investigates the surface temperature changes under the low-forcing scenario of Representative Concentration Pathways(RCP2.6)and its updated version(Shared Socioeconomic Pathways,SSP1-2.6)by the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System(FGOALS)models participating in phases 5 and 6 of the Coupled Model Intercomparison Project(CMIP5 and CMIP6,respectively).In both scenarios,radiative forcing(RF)first increases to a peak of 3 W m^?2 around 2045 and then decreases to 2.6 W m^?2 by 2100.Global mean surface air temperature rises in all FGOALS models when RF increases(RF increasing stage)and declines or holds nearly constant when RF decreases(RF decreasing stage).The surface temperature change is distinct in its sign and magnitude between the RF increasing and decreasing stages over the land,Arctic,North Atlantic subpolar region,and Southern Ocean.Besides,the regional surface temperature change pattern displays pronounced model-to-model spread during both the RF increasing and decreasing stages,mainly due to large intermodel differences in climatological surface temperature,ice-albedo feedback,natural variability,and Atlantic Meridional Overturning Circulation change.The pattern of tropical precipitation change is generally anchored by the spatial variations of relative surface temperature change(deviations from the tropical mean value)in the FGOALS models.Moreover,the projected changes in the updated FGOALS models are closer to the multi-model ensemble mean results than their predecessors,suggesting that there are noticeable improvements in the future projections of FGOALS models from CMIP5 to CMIP6.     

锋生作用对2011年梅汛期湖北暴雨的影响

利用常规气象资料、湖北人工气象站和自动气象监测站雨量资料、NCEP再分析0.5°×0.5°等资料,对锋生函数在2011年6月中上旬梅雨期三次暴雨过程中的作用进行了诊断分析。结果表明:(1)2011年湖北梅雨在单阻型环流场形成和维持的过程中,先后出现了三种不同特征的暴雨过程。三次过程均在中层出现锋生。(2)中层锋生主要由垂直锋生造成,有利于对流不稳定的发生。低层锋生主要由水平锋生造成,有利于水汽输送和辐合抬升。当中层和低层均有锋生,且中层为垂直锋生、低层为水平锋生时,有利于降雨强度的加强。(3)先出现中层锋生后出现低层锋生可能为短时降雨,先出现低层锋生后出现中层锋生可能为长历时降雨。(4)低层的垂直锋消与水平锋生完全抵消说明低层水平辐合不够强,且对流稳定,不利于强降雨的发生。     

"02.6"梅雨期一次暴雨β中尺度系统结构和演化的数值模拟研究

通过利用观测资料和中尺度数值模拟结果,对2002年6月18～19日("02.6")的一次梅雨锋暴雨β中尺度系统结构和演化及其发展机理进行了研究,分析发现:(1)此次暴雨过程发生在500 hPa东亚大槽不断加深发展的阶段,也是中纬度大气长波调整的时期.东亚大槽后的冷空气和副热带高压前缘的暖湿气流在江淮流域交汇为此次暴雨的产生提供了有利的大尺度条件.同时,对流层低层不断加强的西南气流为此次暴雨过程提供了有利的水汽条件.(2)1小时观测的降水量和TBB的分析表明,此次暴雨的产生主要是由于β中尺度对流云团发展分裂     

桂林市城郊PM10浓度变化监测分析

利用2005年12月至2007年3月的PM10观测资料,分析桂林市城郊PM10浓度变化规律,并简要分析这变化规律的原因及相关气象要素对其的影响。结果表明,PM10浓度分布频次呈单峰性,小时及日平均浓度频率分布比较集中;日变化为双峰型,早晨8∶00~9∶00和傍晚19∶00~20∶00各有一峰值,午后15∶00~16∶00出现最低值;受排放源及气候因素影响,PM10浓度月、季节变化明显,月均值最高值出现在3月份,最低值出现在7月份,超标月份集中12月至次年3月,冬、春比夏、秋季节日均浓度变化幅度较大,且易出现高浓度值,各季节平均浓度大小依次为:冬季>春季>秋季>夏季;通过对PM10浓度与同期气象要素的相关分析,得之PM10浓度与风速、降水、温度、地温、混合层高度负相关,与气压呈正相关,风速的作用要大于降水。     

复杂地形上气象场对空气质量数值模拟 结果影响的研究

利用WRF模式三种边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2)产生的气象场分别驱动多尺度空气质量模式CMAQ,对兰州市西固区冬季2005年1月27日至2月2日期间SO₂和NO₂浓度进行了数值模拟,将模拟结果与同期监测的污染物浓度进行对比分析,结果表明:WRF模式不同边界层参数化方案模拟输出的气象场驱动CMAQ模式所模拟的SO₂和NO₂浓度均可以反映出污染物的时空变化特征,CMAQ模式具有模拟复杂下垫面高分辨率污染物输送特征的能力;WRF模式的边界层参数化方案选为局地与非局地闭合方案(ACM2)时,模拟的气象场驱动CMAQ模式得到的空气污染物浓度分布特征最优,这主要是由于ACM2的湍流输送机制较为合理,模拟的边界层低层气象场更接近实际,从而可以较好地模拟污染物的输送特征;当CMAQ模式的垂直混合方案与WRF模式的湍流输送方案一致时(均采用ACM2方案),模式间的兼容性好.     

夏季南亚高压及西太平洋副热带高压强度变化与前期海温异常的关系

本文利用1951—2010年NCEP/NCAR再分析月平均资料研究了热带海表面温度对南亚高压与西太平洋副热带高压发展变化的影响,得到以下主要结论：在两高压强年与暖海温年(两高压弱年与冷海温年)里,冬、春两季赤道印度洋、太平洋海温距平呈现显著的正?负?正(负?正?负)的厄尔尼诺(拉尼娜)现象,中南半岛附近的对流层高层产生异常西风(东风)气流,有利于(不利于)南侧异常反气旋环流的产生,从而促进（阻碍）南亚高压发展;菲律宾海域的对流层产生异常下沉(上升)气流,有利于(不利于)西北侧异常反气旋环流的产生,从而促进(阻碍)低层西太副高的发展。夏季,热带印度洋的暖海温（冷海温）有效地增加（降低）了当地的对流效应,使大气对流层温度增暖（减低),影响南亚高压与西太平洋副热带高压的发展。     

CESM模式对东亚地区环流特征的模拟检验

利用CMAP逐月降水资料和欧洲天气预报中心ERA-interim的再分析资料,分析了CESM模式对东亚地区降水及夏季环流的模拟性能。结果表明:(1)CESM可以模拟出东亚地区大气环流、地表温度、水汽输送及降水随季节南北进退等主要特征。(2)该模式降水模拟结果与CMAP资料的对比显示,冬季降水的空间偏差主要表现为青藏高原南侧模拟降水偏多,而青藏高原西北部和日本海附近降水模拟偏少。夏季降水的空间偏差主要表现为陆地偏多,偏差最显著的区域位于青藏高原南侧,而海洋上偏少。降水偏差在季节变化上主要体现为低纬度地区雨带出现时间偏早,中高纬度地区出现时间偏晚且持续时间偏长。(3)模式模拟的夏季地表温度与ERA再分析资料相比在陆地模拟的结果明显偏低,在海洋上模拟的偏高。模式模拟的夏季500 h Pa西太副高较ERA再分析结果异常偏西至我国的江淮地区且强度偏强,这与模式模拟的夏季江淮地区降水较CMAP结果偏少密切相关。(4)夏季经向垂直环流的对比显示,模式模拟结果与ERA再分析结果的主要差异出现在青藏高原及其附近地区,模拟结果在高原的南北侧均出现明显的异常垂直环流,南侧的异常垂直环流伸展高度高,范围狭窄,这与模式模拟的夏季降水在高原南侧明显偏多有关。     

2008-2011年湖北省暖干类暴雨特征分析

选取2008-2011年湖北省7个暖干类暴雨个例,利用GFS 0.5°×0.5°再分析资料进行合成分析。结果表明：湖北省暖干类暴雨过程中,正涡度平流不是大范围出现,而是以正涡度平流核的形式出现并随着风场流转,使暴雨区各层涡度平流的配置快速发生变化,容易引起上升运动的突然加强;暖平流从中高层扩展至整层,强暖平流中心出现在临近暴雨发生时的边界层,热力强迫导致低层强辐合,950 hPa上下强暖平流中心与暴雨点位置较一致,对暖干类暴雨的预报有较好的指示意义;中层干空气和低层暖湿空气的侵入是暴雨区对流不稳定增长的主要影响因子,均与副热带高压的西伸发展有关。