华北一次持续性重度雾霾天气的产生、演变与转化特征观测分析

2011年12月1~7日在华北地区发生了一次比较罕见、持续一周左右的低能见度重度雾霾天气,本文利用气象行业专项"京津地区低能见度雾霾天气监测与预报研究"观测试验资料,研究分析了此次持续性重度雾霾天气的气溶胶、云凝结核(CCN)、雾滴谱和含水量等微物理特征及大气能见度、边界层垂直结构特征,探讨了雾霾天气的产生、演变与转化特征及机理.结果表明,此次持续一周的雾霾天气过程发生在高压天气系统和静风条件下,暖平流和辐射降温形成的稳定逆温边界层结构有利于污染气溶胶的积累和雾霾的形成和发展,尤其是来自南方持续不断的湿平流使雾霾天气得以长时间持续和发展.整个雾霾天气期间能见度均小于2 km,最低能见度达到56 m,液态水含量在10-3 gm-3量级,最大达到0.16 gm-3,气溶胶数浓度均在10000cm-3以上,质量浓度范围为50~160μgm-3.进一步的研究表明,此次长达一周的雾霾天气发生了三次强弱不同的霾气溶胶积累、霾雾转化和混合及减弱三个主要阶段.霾气溶胶积累阶段先后有爱根核模和积聚模气溶胶数浓度的积累和增加.霾向雾转化和混合阶段中,雾滴凝结释放的潜热和高浓度气溶胶环境使布朗碰并加剧,导致气溶胶尺度向粒径大的方向转移,从而提供了大量可形成云凝结核的气溶胶粒子,促进了雾的爆发性增强,浓雾过程中气溶胶向CCN活化率可达17%,而CCN向雾滴的转化效率可高达100%,此期间雾滴谱具有爆发性拓宽的特征;冷锋系统过境或辐射加热增强导致了雾霾过程的减弱和消散.     

冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用过程研究

冻融循环作用显著影响土石混合体的水-热-变形相互作用过程及力学特性。基于此,本文开展了单向冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用及无侧限抗压强度试验。通过单向冻融循环装置对30%砾石含量的土石混合体进行了4次单向冻融循环试验,每次循环根据设定的温度变化曲线持续168小时,模拟实际自然环境中冻结和融化的周期。同时,利用微机控制电液伺服万能试验机开展了未冻融和冻融循环后试样的力学特性测试,并探讨了冻融循环对土石混合体微观结构劣化机理的影响。研究结果表明:单向冻融循环对试样内温度、水分和变形有显著影响。冻融循环过程中土石混合体的融化速率大于冻结速率,试样在冻融循环过程中存在着体积未冻水的迁移和重分布。第一次冻融循环对土石混合体变形影响最为显著,试样的净变形随着冻融循环次数的增加先增大后趋于稳定。此外,反复的单向冻融循环改变了试样的孔隙结构。冻融循环后试样的抗压强度和变形模量分别减小了45.31%和60.92%,其衰减幅值随着冻融循环次数的增加而降低。     

雾的标准化危险性指数计算方法及其应用

在有雾的天气下经常发生几百辆车连续追尾碰撞的恶性交通事故,因此为了做好交通安全工作有必要开展雾的风险分析研究。在考虑雾的出现频率、持续时间和能见度3个参数的基础上,通过改进雾的危险性指数（FHI）方法,得出了适合我国气象标准的雾的标准化危险性指数(NFHI)的计算方法。为了使危险性指数适应雾的数值预报产品的应用,进一步改进了雾的标准化危险性指数的形式,提出了适合数值预测模式的雾的标准化危险性指数。最后结合京津塘高速公路沿线5个国家气象站36 a的雾的观测数据,利用NFI方法计算得出了4个季节的雾的危险性等级,并使用数值预报结果计算了不同地点的雾的标准化危险性指数。利用该指数计算方法可以通过比较不同路径危险性的大小进行最佳路径的选择,为交通安全提供科学参考。     

宽级配砾石土作为GCLs/GM防渗垫保护层的可行性研究

鉴于西北地区干-湿与冻-融交替循环的气候特征、砾质土料储存量丰富以及土工织物膨润土垫(GCLs)防渗新技术在国内外已逐步得到推广应用,提出了宽级配砾质土料、土工织物粘土垫层(GCLs)和土工膜(GM)组合作为垃圾填埋场防渗系统的构想。通过对宽级配砾质土料的室内试验数据和国内外有关文献资料的分析研究表明,以GCLs/GM作为隔渗层,以宽级配砾质土代替粘土作为隔渗层的保护层所构成的复合防渗系统,能有效抵御干-湿与冻-融交替循环作用的影响,显著提高垃圾填埋场长期防渗能力和整体稳定性。对于处在西北地区特殊环境中的垃圾填埋场而言,文中所建议的复合防渗系统设置方法,可能是一种值得期待的垃圾填埋场防渗型式。     

九华山山地雾形成的气象条件及地形影响

雾是九华山最常见的天气现象之一,其年平均雾日为145 d,年最多雾日达到168 d。因此,利用九华山不同海拔的测站及区域自动气象站的资料,分析山地雾形成的气象条件和地形的影响作用。结果表明:山区雾的年际变化较大,并呈逐年递减趋势,雾生成时间峰值在05时前后,但出雾频率最高的是在08时。山区夜间降温≥6℃的雾日占总雾日数的74.4%,气温日较差≥7.0℃的雾日占总雾日数的80.9%,雾日多出现在日平均风速<3m/s的条件下,83.9%的雾日有近地面逆温层存在,并且雾日数与逆温强度是呈正相关的。喇叭口地形的辐合作用有利于水汽在喇叭口底部区域达到饱和,形成雾,在微风的条件下对辐射雾的形成非常有利,如果近地面层有风场的辐合作用,更是有利于雾的形成与维持,森林小气候的作用也有利于雾的形成。     

基于暗原色的航空遥感影像薄雾去除与改进

本文对航空遥感影像的薄雾进行了研究,根据雾图像成像模型和基于暗原色先验知识,结合图像对比度的自适应调整,提出了一种对航空遥感影像薄雾去除的改进算法。采用数字航空相机DSS439获取的不同地物特征类型的应急遥感影像进行去雾实验,并对实验结果进行分析、比较与评价,验证了该方法的正确性和有效性。     

三种仿寿山“坑头冻”印材的宝石矿物学特征

为研究缅甸翡翠中的哪些部位适合做烧红处理以及该部位能被烧红的原因,采用加热实验、偏光显微镜、红外光谱及差热分析方法对缅甸翡翠样品的原生部位、雾部位的加热前、后的特征进行了测试与分析。结果显示,翡翠中的蓝雾部位及黄雾部位适合做烧红处理,原生部位不适合烧红处理,蓝雾部位可以被烧成黄色及红色,黄雾部位可以被烧成红色。雾部位适合用来做烧红处理的原因在于,在低温的加热条件下,蓝雾部位中的大量的Fe2＋发生价态变化,实现由绿泥石向针铁矿的转变所导致,该过程由表及里逐步进行。原生部位的主要矿物硬玉需被加热更高的温度,在破坏其晶格的情况下,才可以呈现出红色,且该红色不具有褐色调。     

粤西北连州市雾日特征

利用1952 ～2009年连州市的气候资料、各种气象要素场资料以及环流背景场资料,对粤西北地区出现的雾天气进行统计分析.结果表明:该地区的雾日有明显的年代际变化,平均每年雾日为16.5 d,雾季为11月至次年4月;该地区出现的雾多为平流雾,高地气温差、高相对湿度、适宜的风速、逆温层和稳定层结的出叶现都是该地区大雾过程的...     

一次大雾天气过程的数值模拟研究

利用非静力平衡中尺度模式WRFV3.2、NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2002年12月12-13日西安地区一次持续大雾天气进行阶段性数值模拟研究.结果表明:利用WRFV3.2模式能较好地模拟出雾的范围、强度和生消过程,但模拟白天雾的强度较弱.这次大雾是平流辐射雾过程,其生成的主要因素是:在夜间辐射降温...     

华北油田留58潜山雾迷山组储层非均质性研究

留58潜山蓟县系雾迷山组油藏为块状裂缝性灰岩油藏,储层空间类型包括了原生孔隙,溶蚀孔隙,以及裂缝等类型.潜山储层物性的分布特点表现为纵向上的分层发育和横向上的分带发育.综合本区测井解释及岩心观察认为,影响潜山储层发育的因素包括储层岩性,纵向上不同储层段与内幕隔层的配置关系,以及平面上储层发育带是否处于潜山构造顶部或断层...