黑碳气溶胶对我国区域气候影响的数值模拟

利用区域气候模式RegCM3模拟研究了黑碳气溶胶对我国区域气候的影响。以2000年1、4、7、10月为代表,计算分析了黑碳气溶胶的辐射强迫作用、对大气温度和降水的影响及其季节变化特征。模拟结果显示：黑碳气溶胶在大气层顶产生正的辐射强迫,在地表产生负的辐射强迫;黑碳气溶胶的加入使中国大陆地区地面温度发生明显变化,并呈现显著的季节特征,即1月大部分地区的地面温度均有升高;7月北方增温、南方降温;4月和10月地面温度的变化不明显。模拟结果也表明,黑碳气溶胶的排放使我国长江中下游等南方地区夏季降水增加,而北方部分地区降水减少。     

散射辐射计算方法和气溶胶的气候效应

本文详细地介绍了大气散射辐射和辐射变温率的计算方法,并就气溶胶的概念、辐射特征以及气候效应进行了讨论。文中提出了求解辐射通量密度的迭代方法。本文是在各类数值模式中引入气溶胶气候效应的理论基础。     

焉耆盆地煤系源岩特征、生烃机理及烃源岩倾向性研究

焉耆盆地位于南天山造山带东部,是在华力西期褶皱基底上形成的中新生代含煤沉积盆地。作为西部地区一个小型的侏罗纪含油气盆地,焉耆盆地除与周缘的塔里木、吐哈盆地有相似性外,亦有自己独特的地质条件,即:改造型盆地、煤系生烃和高地温梯度。通过研究认为,煤系源岩特征是决定生烃能力的内因,高地温梯度则是促使油气生成的外因。笔者通过现今地温的测量和岩石热导率的分析,认为焉耆盆地博湖坳陷现今地温梯度较高,其原因主要是该盆地大地热流值较高,认为地温梯度高的原因来自地内深处。从侏罗系煤系源岩的类型、特征、分布,到对其有机显微组分:镜质组、惰性组、壳质组、腐泥组的组成,开展了侏罗纪煤系烃源岩倾气倾油性评价;尤其是进行热压模拟实验,开展中下侏罗统煤岩、碳质泥岩和煤系泥岩热压模拟液态烃、气态烃产率分析。指出侏罗系煤系源岩液态产烃率以煤岩为最高、泥岩次之、碳质泥岩最差;气态产烃率则以泥岩为最高、煤岩次之、碳质泥岩最差。     

一次浮尘过程气溶胶光学特性及其辐射效应的研究

利用激光雷达对2006年6月17日出现浮尘天气进行观测,反演分析浮尘天气气溶胶消光系数特征,并将其消光系数放入LOWTRAN模式中模拟了大气长波冷却率。结果表明:浮尘刚出现时沙尘的消光系数较小,其峰值在地面附近,相应光学厚度也较小。浮尘发展时沙尘的消光系数增大,沙尘粒子慢慢从地面上升至高空,边界层高度达1 500 m左右,边界层内部沙尘气溶胶充分混合,消光系数趋于一致,光学厚度最大达0.41;17日浮尘期间(19:00—23:00),2 200 m以下20:00 h和21:00 h冷却率较其它时刻大,这两个时刻的沙尘浓度也较大;有浮尘时长波冷却率较无浮尘时增加,最大增加值在2 250 m的高度层达到0.04 K/h。      

Integration of Multi-source Measurements to Monitor Dust over North China：A Case Study

The aerosol optical depth （AOD） data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） aboard Satellite Aqua, along with the altitude-resolved aerosol subtypes product from the Cloud-Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization （CALIOP）, as well as surface PM 10 measurements, were utilized to investigate the dust activities common in springtime of northern China. Specifically, a dust storm episode that occurred over the North China Plain （NCP） during 17-21 March 2010 was identified. The PM 10 concentration at Beijing （39.8 °N, 116.47 °E） reached the peak value of 283 μgm -3 on 20 March 2010 from the background value of 15 μg m-3 measured on 17 March 2010, then dropped to 176 μgm-3 on 21 March 2010. Analysis of the CALIOP aerosol subtypes product showed that numerous large dust plumes floated over northern China, downwind of main desert source regions, and were lifted to altitudes as high as 3.5 km during this time period. The MODIS AOD data provided spatial distributions of dust load, broadly consistent with ground-level PM 10 , especially in cloud free areas. However, inconsistency between the MODIS AOD and surface PM 10 measurements under cloudy conditions did exist, further highlighting the unique capability of the CALIOP lidar. CALIOP can penetrate the cloud layer to give unambiguous and altitude-resolved dust measurements, albeit a relatively long revisit period （16 days） and narrower swath （90 m）. A back trajectory simulation using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory （HYSPLIT） model was performed, and it was found that the sand-dust storm originated from the Gobi Desert on 18 March 2010 travelled approxi-mately 1200-1500 km day-1 eastward and passed over the NCP on 19 March 2010, in good agreement with previous findings. In addition, the multi-sensor measurements integrated with the HYSPLIT model output formed a three-dimensional view of the transport pathway for this dust episode, indicating that this episode was largely associated with the desert source regions to the northwest of the NCP. The results imply the importance of integration of multi-sensor measurements for clarifying the overall structure of dust events over northern China.     

中天山试验区人工增雨(雪)试验: 方案设计与初步结果

试验初期,完成了多部雷达的架设、观测和数据质量监控。在2019年夏季以乌鲁木齐牧试站为基地成功观测了多个降水过程,完成了气溶胶和冰核的连续地面观测以及无人机观测;在2019-2020年冬季成功观测两次降雪过程,并进行了烟炉增雪作业。     

东南亚生物质燃烧对我国霾和降水的影响

基于生物质燃烧排放源清单、地面观测和数值模式对东南亚中南半岛生物质燃烧气溶胶的排放特征,以及其在2020年春季对我国云南地区霾天气和南方前汛期降水过程的影响进行了分析.结果 表明:中南半岛生物质燃烧气溶胶排放主要集中于每年3-4月,排放峰值时段集中于3月下旬至4月上旬,主要排放区域为缅甸东部和老挝北部.中南半岛生物质燃...     

潮州沿海大气气溶胶无机离子浓度分布与气象要素的相关分析

根据2004年广东潮州沿海地区的气溶胶浓度观测资料,分析潮州沿海大气气溶胶无机离子浓度分布特征及气象要素对其的影响。结果表明:离子浓度季节性差异明显,总离子浓度呈现春夏季低、秋冬季高的特征,系由当地不同季节降雨量和风向分布不同造成的;气溶胶无机成分与海水近似,表明海盐是当地气溶胶的重要来源之一,但Cl-与Na+不一致,表明可能存在除海盐颗粒以外的异地气溶胶长距离输送;总离子浓度随采样点高度增加而降低,随采样时海陆风变化而变化;阳离子浓度日际变化不明显,阴离子浓度易受天气条件影响。     

塔克拉玛干沙漠与撒哈拉沙漠沙尘气溶胶光学特性对比研究

基于2007—2021年CALIPSO和MODIS主、被动卫星遥感探测数据,对塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠的气溶胶光学特性时空分布特征进行探究及对比分析。结果表明：（1）两大沙漠的沙尘气溶胶对总气溶胶的贡献率最大,气溶胶类型季节变化的相对单一性反映了塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠地区存在沙漠沙尘排放对总气溶胶成分的显著影响;（2）塔克拉玛干沙漠气溶胶光学厚度AOD的峰值出现在春季（春季>夏季>秋季>冬季）,而撒哈拉沙漠AOD的峰值出现在夏季（夏季>春季>秋季>冬季）;（3）撒哈拉沙漠总气溶胶抬升高度与塔克拉玛干沙漠相近,但近地面层消光系数明显小于塔克拉玛干沙漠;塔克拉玛干沙漠的消光系数平均值在所有季节中均大于撒哈拉沙漠,故塔克拉玛干沙漠的沙尘气溶胶AOD比撒哈拉沙漠的大;相比沙漠沙尘气溶胶,塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠都无明显的污染沙尘和抬升烟活动。上述研究结果揭示了两大沙漠源区沙尘气溶胶光学特性的观测事实与利用大气气溶胶时空变化特征反映区域气候变化的可能性。     

利用双频微波辐射计测空中水汽和云液水含量的个例分析

利用23.8GHz和31.65GHz双频地基微波辐射计观测资料,结合卫星云图、雷达、探空和自记雨量计等资料分析了2005年4月在河南新乡观测的不同云系影响时大气垂直积分含水量(V)和云中液态含水量(L)的演变特征,对4月8日低槽云系影响时V、L的特征进行了分析。结果表明:双频辐射计对空中水汽和液态水反映灵敏,不同天气背景时对应有不同的V、L值分布。云液水含量L的变化与云量的增减有关。降水开始之前,水汽含量V值有明显波动,液态水含量L值也有明显增加,一般增大到0.4mm时即出现降水。这些现象对降水开始有指示意义,可预测云系正处于降水产生的阶段,可应用于人工增雨作业。此外,根据微波辐射计观测资料分析了大气水汽、云液水和地面降水之间的定量关系,云中液态水仅占汽态水的8.7‰左右,落回地面的降水占空中水汽量的18%左右。