上海地区云水和雨水酸度及化学组分分析

1986年6月中旬至7月上旬,中国科学院大气物理研究所与上海环保所和上海气象研究所合作对上海地区的雨水和云水进行了综合观测。结果表明:上海市区雨水酸度大于郊区雨水的酸度;该地区市区、郊区以及云水的SO_4=/NO_3~-当量浓度比分别为9.9、14.2和5.8;上海地区的酸雨形成既有云下“冲刷”过程,又有云中“雨洗”过程;酸性物质的来源既有局地源,又有长距离输送源。     

遥感反演水汽总量和云不总量的研究

本文从地基微波遥感方程出发,建立了双频地基微波辐射计遥感反演水汽总量和云水总量的方程,并用探空资料对反演方程的精度进行了检验.     

Experimental study on improving collapsible loess with cement

The collapsibility of loess ground can directly affect stability of subgrade. Therefore, how to adopt practical technical measures to reduce or eliminate its collapse deformation is an important content in foundation design in collapsible loess zone. Selecting collapsible loess from Fuxin-Chaoyang highway in Liaoning, the authors conducted a series of tests for improving loess with cement. The loess in different water content was mixed with the cement in varying proportions, unconfined compression strength for the samples at four different curing periods were tested, and the relationships of improved soil strength among cement mixture ratio and curing periods were analyzed. When the curing periods are certain, the strength of loess increases along with the mixture ratio increases; when the cement mixture ratio is 5%-15%, the scope of increases is quite obvious; when the mixture ratio is greater than 15%, the tendency of intensity increases turns slow. When the mixture ratio for the specimen is certain, the intensity of the test specimen increases along with the curing period increases, the intensity grows obviously in 28 days, and the growth rate is small in 28-90 days, the intensity tends to be steady in the curing period of 90 days.     

Constraining anthropogenic CH4 emissions in Nanjing and the Yangtze River Delta,China, using atmospheric CO2 and CH4 mixing ratios

Methane （CH4） emissions estimated with the Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC） inventory method at the city and regional scale are subject to large uncertainties.In this study,we determined the CH4：CO2 emissions ratio for both Nanjing and the Yangtze River Delta （YRD）,using the atmospheric CH4 and CO2 concentrations measured at a suburban site in Nanjing in the winter.The atmospheric estimate of the CH4：CO2 emissions ratio was in reasonable agreement with that calculated using the IPCC method for the YRD （within 20％）,but was 200％ greater for the municipality of Nanjing.The most likely reason for the discrepancy is that emissions from unmanaged landfills are omitted from the official statistics on garbage production.     

C波段雷达反射率资料的同化与数值模拟

利用ARPS模式(Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis Sys-tem),以NCEP GFS资料为背景场对我国西北地区CINRAD-CB\CC型雷达反射率资料进行同化试验研究,并借助于WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式,对发生在黄河河套及河北地区的一次天气过程进行个例模拟试验。不同模拟方案模拟结果的对比分析和短时预报检验表明:①C波段雷达反射率资料的引入与S波段雷达反射率资料在空间覆盖上构成互补,与卫星、地面等资料的云综合分析能够分析出与实况更为接近的降水场和垂直结构信息;②同化了C波段雷达反射率资料的试验方案在模拟回波系统演变上优于未同化的,但由于模拟低层暖湿条件不足,系统逐渐衰弱与实况不符;③对比实况降水发现,区域C波段雷达反射率资料的同化对短时降水预报效果有一定改善。     

中国东部夏季深对流云的微物理特征

利用2007年1月—2010年12月的Cloud Sat-CALIPSO卫星资料,对中国东部及其周边海域(20°—35°N,103°—137°E)夏季(7—8月)深对流云的云水路径、云水含量、粒子有效半径以及粒子数浓度等微物理变量进行了统计分析,并研究了上述微物理变量的概率密度分布以及垂直变化。结果表明:中国东部夏季深对流云液态水路径可以达到1 000 g/m~2,海上液态水路径逐渐减小到600 g/m~2左右,在海洋上深对流云的冰水路径约为1 600 g/m~2,而在中国东部冰水路径大约为1 200 g/m~2;夏季深对流云的液态水含量在47—104 mg/cm3范围内分布概率最大,分布高度在5 km左右达到极大值,冰水含量的分布概率单调递减,在7—11 km高度的值大于200 mg/cm~3;液态水粒子的有效半径在8—13μm的分布概率最大,其有效半径随着高度的增大而逐渐增大,冰粒子有效半径在108μm处分布概率达到最大,最大值出现在5.8 km高度处且值为108μm;液态水粒子数浓度在55—65个/cm~3范围内分布概率最大,数浓度极大值出现的高度最大值为4.6 km,冰粒子数浓度小于297个/L,在5 km高度以上随着高度增加而逐渐增大,到12.3 km高度处达到最大。     

不同发展阶段对流云合并过程的数值模拟

使用MM5 (Mesoscale Model 5, 简称MM5) 中尺度模式和雷达组网产品,对2008年7月22日发生在安徽等地的一次强对流天气过程中对流云合并现象进行观测和数值模拟分析.观测结果表明,30 dBZ以上回波水平尺度约10 km,回波中心相距近20 km的小单体通过合并形成了水平尺度几十公里的大单体.首先是外围较弱的回波相连接,其次是中低层的强回波中心发生合并,合并后有雷达回波中的强回波面积增加等现象出现.对模拟结果和观测资料进行的对比验证的结果表明,模拟结果和实况特征基本一致.基于雷达观测结果和第三层细网格模拟结果,对两类不同发展阶段的对流单体之间的合并过程分析结果表明,当两个单体都处于相近的发展阶段,合并后单体发展增强;当一个单体强度大于另一个单体时,合并后一个单体得到增强,另一个单体减弱消亡.合并时,两云间下部的低压辐合区会有新的云水中心产生,前一类合并过程中,新产生的云水中心代替了原有的两个云水中心,而后者在合并时,新产生的云水和其中一个原有的云水发生了合并,而另一个云水中心减弱消散了.模拟分析结果还表明,对流云合并过程可引起回波增强、云顶抬高、云水、冰相物质含量增加、地面降水增加现象.     

从HALOE资料看青藏高原上空HCl分布及其与O3的关系

采用UARS卫星1992-2002年卤素掩星试验(HALOE)的观测资料,分析了青藏高原上空平流层大气中HCl的分布和随时间的变化,与同纬度其它地区的对比,找出它们的差异,并与青藏高原上空平流层大气中O3的分布和变化对比,探讨青藏高原上空HCl对O3的可能影响.结果表明青藏高原上空HCl混合比在垂直方向上随高度递增.在100 hPa以下HCl含量较少,其混合比在10-10以下,在10～0.1 hPa之间达到2～3×10-9量级.青藏高原上空HCl混合比与同纬度带相比有不少差异.在夏季,在100 hPa附近气层,高原地区的HCl混合比明显小于同纬度带平均的HCl混合比,但在25～5 hPa气层,则高原地区的HCl混合比明显大于同纬度带平均的HCl混合比.冬季的情况与夏季几乎是相反的.HCl混合比的分布和变化与O3混合比的分布和变化的相关关系很明显,且不同高度有所不同.在25～6 hPa气层,HCl混合比与O3混合比的变化呈明显的反相关.在30 hPa以下到70 hPa它们的相关关系不明显.而在100 hPa附近为明显的正相关.由于反相关的关系在O3混合比较大的气层25～6 hPa (约25～36 km的高度)最明显,表明在这个气层中HCl对O3的破坏作用是重要的.     

地形辐射效应参数化对海南岛海风环流结构和云水分布模拟的影响

采用非静力中尺度模式WRF研究地形辐射效应参数化对海南岛2012年7月5日多云天气条件下的海风环流结构和云水分布模拟的影响, 并分析了差异产生的可能原因。地形辐射效应是考虑坡地辐射强迫后, 辐射与大气中的各种气体、云以及非均匀下垫面间相互反馈的累积效应。其中地形辐射效应参数化的使用使得温度的模拟更接近实际, 对水汽的模拟也有一定改进能力, 对风速、风向的改进效果不明显。考虑地形辐射效应后, 海风的发生发展演变过程及风场的水平分布无显著变化, 但局地海风以及海风对流云的位置和强度有较明显的改变。山区四周的海风环流结构和对流云的变化与坡地辐射强迫直接相关, 考虑地形辐射效应后, 山坡向阳面的海风有所增强, 背阳面的海风减弱; 向阳坡谷风减弱, 背阳坡谷风增强; 同时紧临海岸的山坡对海风的影响与岛上山坡对谷风的作用类似。平坦地区的海风环流和海风对流云总体上有所减弱, 其变化原因比较复杂。各向海风的强度变化最终会改变海风辐合线的分布, 使海风潜在降水区域发生变化。      

济南四大泉群泉水补给来源混合比探讨

济南泉水众多闻名于世,人类活动造成泉水断流。为恢复名泉,多年来一直实施地下水自备井限采、集中开采的水源地禁采、回灌补源等措施,但保泉效果并不明显。根据泉水位观测、示踪试验、水质指标测试、岩溶发育程度分析、数理统计等方法,研究泉水补给来源的混合比例。研究结果表明：泉水位及泉水电导率动态变化特征揭示泉水补给来源存在季节性差异,丰水期泉水以东南方向管道流补给为主,枯水期泉水以西南方向裂隙流补给为主;岩溶水系统排泄区的水位动态与泉水位具有明显的相关性,奥陶系灰岩补给区地下水位与泉水位的相关性高于张夏组岩溶水水位与泉水位的相关性,枯水期在张夏组灰岩含水层进行回灌补源并不能遏制泉水位下降的势态;根据42组水质资料计算,泉水的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、总硬度等常规离子组分含量介于寒武系张夏组岩溶水和奥陶系岩溶水之间,四大泉群流量中,来自于张夏组含水层的补给比例占11%~32%,凤山组-奥陶系含水层的补给比例占24%~60%,历阳湖占5%~10%,兴济河占0~6%,玉符河占1%~8%,市区回灌对五龙潭的流量有重要影响。可见,北方岩溶发育极其不均,泉水动态变化反映出北方岩溶的管道流与裂隙流并存,济南保泉回灌补源地点宜选择在奥陶系灰岩分布区。