Multi-Source Emission Determination Using an Inverse-Dispersion Technique

Inverse-dispersion calculations can be used to infer atmospheric emission rates through a combination of downwind gas concentrations and dispersion model predictions. With multiple concentration sensors downwind of a compound source (whose component positions are known) it is possible to calculate the component emissions. With this in mind, a field experiment was conducted to examine the feasibility of such multi-source inferences, using four synthetic area sources and eight concentration sensors arranged in different configurations. Multi-source problems tend to be mathematically ill-conditioned, as expressed by the condition number κ. In our most successful configuration (average κ = 4.2) the total emissions from all sources were deduced to within 10% on average, while component emissions were deduced to within 50%. In our least successful configuration (average κ = 91) the total emissions were calculated to within only 50%, and component calculations were highly inaccurate. Our study indicates that the most accurate multi-source inferences will occur if each sensor is influenced by only a single source. A “progressive” layout is the next best: one sensor is positioned to “see” only one source, the next sensor is placed to see the first source and another, a third sensor is placed to see the previous two plus a third, and so on. When it is not possible to isolate any sources κ is large and the accuracy of a multi-source inference is doubtful.     

Continuous observations of water-soluble ions in PM2.5 at Mount Tai (1534 m a.s.l.) in central-eastern China

Near real-time measurements of PM_2.5 ionic compositions were performed at the summit of the highest mountain in the central-eastern plains in the spring and summer of 2007 in order to characterize aerosol composition and its interaction with clouds. The average concentrations of total water soluble ions were 27.5 and 36.7 μg?m^?3, accounting for 44% and 62% of the PM_2.5 mass concentration in the spring and summer, respectively. A diurnal pattern of SO ₄ ^2- , NH ₄ ⁺ and NO ₃ ^- was observed in both campaigns and attributed to the upslope/downslope transport of air mass and the development of the planetary boundary layer (PBL). The average SO₂ oxidation ratio (SOR) in summer was 57% (±27%), more than twice that in spring 24% (±16%); the fine nitrate oxidation ratio (NOR) was comparable in the two seasons (9?±?6% and 11?±?10% in summer and spring, respectively). This result indicates strong summertime production of sulfate aerosol. A principal component analysis shows that short-range and long-range transport of pollution, cloud processing, and crustal source were the main factors affecting the variability of the measured ions (and other trace gases and aerosols) at Mt. Tai. Strong indications of biomass burning were observed in summer. Cloud scavenging rates showed larger variations for different ions and in different cloud events. The elevated concentrations of the water soluble ions at Mt. Tai indicate serious aerosol pollution over the North China plain of eastern China.     

低纬高原罕见“雷打雪”中尺度特征分析

应用常规高空资料、FY-2C卫星红外和水汽图像、加密自动站地面观测资料,结合新一代多普勒雷达探测资料,综合分析了2008年2月28日夜间至29日凌晨发生在云南的"雷打雪"罕见天气现象.结果表明:南支槽和冷空气、西南低空急流的共同影响,是其发生的有利天气背景,其中强对流天气就发生在急流与锋面相互作用的湿度锋湿区内斜压不稳定的环境中.中-γ尺度对流云团生成并逐渐增强为中-β尺度对流云团是形成此次复杂对流天气的直接中尺度系统.多普勒雷达回波中,PPI上有回波强度达25～33dBz的"人字形"回波、钩状回波以及阵风锋的出现,相应VPPI上出现逆风区、低层零线"S"形暖平流及"牛眼"结构是"雷打雪"天气中降雨转为冰雹、阵雪过程中,中尺度对流系统由弱变强的典型特征.地面逐时温、压、湿、风的迅速演变特征表现为雷暴发生前增温增湿和增压,温度、气压出现峰值,且气压曲线显示为圆顶状的中尺度雷暴高压特征;风的变化则表现为风向呈逆时针旋转,偏北风增大并出现风速峰值.雷暴过境时,要素显示为降温增湿,出现露点锋.     

濮阳高新区洪灾城市经济损失评估

根据1995--2004年濮阳高新区气象和洪灾实况资料,分析了洪灾时空分布及城市经济损失特征.采用分等级、分资源类型的参数统计、回归分析和加权平均等方法,探讨了洪灾损失的评估步骤和技术方法,建立了城市洪灾损失的定量评估系统模型.选用2005--2006年濮阳高新区典型的洪灾事例验证该方法、模型的可行性,结果表明,洪灾损失评估定量计算结果与社会经济损失调查统计数据比较接近.结论认为:洪灾损失评估模型能够快速、准确地对洪灾损失作出定量评估,技术方法是可行、可操作的,为政府指挥防洪抗灾提供理论分析有一定的使用价值.     

台风麦莎渤海转向的可预报性研究

利用MM5模式研究了2005年第9号台风"麦莎"在渤海向东北转向路径的可预报性.试验用不同的积云参数化方案、不同的预报时效分别从确定性和集合预报角度对"麦莎"在渤海向东北方向的转向过程做了模拟.结果表明,"麦莎"在渤海的转向可预报时效为48小时左右.不同的积云参数化方案对台风麦莎路径的48小时预报结果显示台风均转向东北,预示"麦莎 "基本不会直接影响北京.60和72小时的预报结果显示,Kuo和Betts-Miller积云参数化方案的台风模拟路径与实况比较接近,而Grell和KeinFritch积云参数化方案的台风模拟路径却偏向了实际台风位置的西北,台风有可能直接影响北京.研究表明,对于台风麦莎而言,时效超过两天的转向预报可信度较低,Kuo和Betts-Miller积云参数化方案的预报准确性较高.     

基于CLM3模拟的中国区域陆地水资源分析

针对2007年7月30日发生在山西省南部的区域暴雨局部特大暴雨天气过程,利用多种资料,计算了多种物理量,分析了其演变特征,指出a)前期500 hPa阻塞高压和切断低压的形成和长期维持以及副热带高压的稳定加强、维持,是造成山西大范嗣降水和区域暴雨天气的特殊环流背景.b)特殊背景下形成的MCS是造成此次南部区域暴雨的直接影响系统,强烈而持续的水汽夹卷作用、对流层高层强抽吸作用使得MCS维持和加强.c)地形性辐合的存在使得垂直上升运动加强,而高位势不稳定能量的释放与低层迎风坡面上低云的相互作用,使得MCS不断发展,使雨强出现了3次强烈增幅.     

2007年云南7次强降水过程的分析研究

应用实测气象资料,结合卫星云图与多普勒雷达图像分析,对2007年7月19日到8月2日云南少有的7次强降水过程进行综合分析,结果表明:高低空的西南急流是重要的影响系统,西南急流的维持为持续性强降水过程提供了水汽、动量和不稳定能量的快速传递,高原切变线与西南急流的有利配置,是7次持续性强降水过程必不可少的条件;持续性强降水出现在500hPa水汽通量大值区和水汽通量散度辐合区;卫星云图上切变云带和副高外围云带在云南汇合,切变云带和副高外围云带维持、加强的过程与强降水落区的时空分布对应较好.多普勒速度图上零速度线长时间维持"S"型,风随高度顺时针旋转,说明高层有持续的暖平流.高低层不同性质的气流配合,有利于强降水产生.     

1956-2006年中国高温日数的变化趋势

 利用全国541个站的均一化日最高气温资料,分析了高温日数的时空变化特征及其对全球变暖的响应。结果表明：1956-2006年我国高温日数有两个高值中心,分别出现在吐鲁番盆地和江南地区。高温日数呈现"增加－减少－增加"的趋势;新疆的高温日数有准3 a的周期变化,中国东部4个地区的高温日数都存在3～6 a的周期变化。中东部地区高温日数由减少转变为增加趋势的时间并不一致,随着纬度的增加而逐渐延迟。     

附件一国家温窒气体排放趋势及其履约进展

对<联合国气候变化框架公约>秘书处最新公布的温室气体排放数据进行统计分析,结果显示:相对于基准年(1990年),附件-国家温室气体排放总量整体呈下降趋势.其中,经济转型期国家温室气体排放总量总体上呈逐年下降趋势,非经济转型期国家的温室气体排放总量有逐年增长的趋势.美国和加拿大能源部门的温室气体排放量增长最为显著,相对于1990年,2005年其增幅分别为19.2%和28.6%;英国和德国能源部门温室气体减排量最为显著,其减幅分别为7.8%和17.4%.在2005年,有超过一半的附件-国家的实际排放量低于其目标排放量,履约进展状况良好.     

2008年1月18-22日河南区域暴雪诊断分析

利用常规高空地面资料和NCEP 6 h一次1°×1°再分析资料.对2008年1月18-22日河南省出现的大范围暴雪天气过程进行了分析,结果表明:高空低槽、低空切变与地面经华北扩散南下的冷空气相互配合是此次暴雪的主要成因;700 hPa低空西南急流为暴雪天气的产生提供了充沛的水汽和能量供应;中低层"天南地北"的流场配置加大垂直切变,有利于上升运动的加强,致使降雪强度加大;低空辐合、中高空辐散产生的强烈上升运动,是出现暴雪的有利动力条件;暴雪落区与湿位涡的斜压项MPV2负值带有很好的对应关系.