干旱、半干旱区陆气相互作用的研究进展

 对干旱、半干旱地区陆气相互作用的研究进展及发展现状做了总结，并结合近年来在干旱、半干旱地区开展的近10个有关陆气相互作用的大型野外观测试验和具有代表性的土壤水热参数化方案，分析了当前干旱区陆面过程研究中存在的问题，最后探讨了干旱区陆面过程未来的发展趋势。     

Calculated and measured values of liquid water content in clean and polluted environments

The relationship between liquid water content (LWC) and visibility (VIS) in a fog was examined by a field measurement of LWC values at a clean location of the meteorological observatory Sodankylä (Finland) and in a polluted region at the meteorological observatory Mile?ovka (Czech Republic). Furthermore, the use of a simple regression fog model to determine LWC from VIS is examined by comparing well-known relationships with the measurement results. The results show that the verbal characterization of environment (clean, mild polluted, polluted) is insufficient to calculate the LWC values from visibility. It is necessary to establish an additional criterion based on quantitative fog characteristics or to determine the site-related equation from the previous LWC and VIS measurement.     

星载微波辐射计反演洋面非降水云区水汽总量的研究

针对AMSR-E的特点,采用物理统计方法,对洋面非降水云区水汽总量(V)的反演进行了模拟研究,并用实测亮温数据对反演算式进行了初步验证。主要结果有:①为了有效解决亮温随V值增加而趋于饱和的问题,采用多元线性回归方法,研究比较了算式中不同亮温函数形式的效果,结果表明,在反演算式中采用ln(T0-TB)形式有更好的回归和反演效果,但这种形式不太适合于V值偏大的情况;②采用逐步回归方法,对各通道不同亮温函数形式的回归因子进行了比较分析,引进了对因变量作用最显著的6个因子,生成了新的反演算式,并且对应于不同V值均有较好的回归和反演效果;③可以根据V值大小的变化分段采用以上两种方法生成的反演算式,实际反演的结果与业务产品基本符合。     

用雷达反射率作对流性降水和层状云降水自动分类

为提高雷达定量测量降水的精度,利用武汉CINRAD/SA雷达反射率数据,研究提出了对流性降水和层状云降水自动分类算法(ACSS)。该算法在二维反射率结构场初步分类降水的基础上,识别亮带并从体扫描数据中提取降水的三维结构特征,然后对初步分类结果进行订正。试验表明,ACSS能较准确地实现对流性降水和层状云降水的自动分类,相对于只根据二维结构分类降水性能上有较大提高,主要表现在能正确识别出亮带特征明显的强层状云和对流核外沿的对流弱回波区。     

苏北一次强降雹过程的数值模拟研究

应用中科院大气所研制的三维弹性冰雹云模式,对2003年7月19日发生在苏北地区的一次冰雹云过程进行了数值模拟研究,再结合天气形势、雷达回波和天气实况资料分析了这次冰雹云发生发展的过程及其微物理结构的变化,发现该模式能较好地模拟该例冰雹云*过程,碰并增长是云中各种水物质主要的形成和增长方式,雹的增长主要来源于霰的自动转化。     

乌鲁木齐地区层状云降雨雷达回波特征

利用2003年6月至2005年4月乌鲁木齐CINRAD/CC多普勒天气雷达资料结合探空资料,通过对108例层状云降雨雷达回波进行分类,对冷云、暖云、有融化带云回波进行研究,初步提出层状云雷达回波的特征参数,可为临近天气预报及人工增雨作业条件的选择等提供参考。     

边界层参数化方案对降水预报的影响

利用新一代WRF模式模拟了2003年7月8—10日的江淮暴雨,就WRF模式中的MRF和MYJ边界层参数化方案进行了对比试验。发现分辨率为20 km时,WRF模式基本上能够模拟出中尺度降水的范围、位置和强度。采用边界层方案显然比不采用边界层方案的模拟效果好,但是MYJ方案与MRF方案相比并没有明显的优越性。另外发现边界层物理过程对格点尺度降水影响很小,模式主要通过边界层物理过程和积云对流过程之间的耦合,来改善对流性降水的模拟。     

珠江三角洲大气灰霾导致能见度下降问题研究

大气气溶胶的气候效应和环境效应研究是当今国际科技界的热门话题。近年来珠江三角洲地区的气溶胶污染日趋严重,一年四季长期稳定存在气溶胶云,重污染区偏于珠江口以西的珠江三角洲西侧。灰霾天气主要出现在10月至次年4月。大气灰霾导致能见度恶化。自20世纪80年代初开始,该地区的能见度急剧恶化,灰霾天气显著增加,其中有3次大的波动,分别代表与珠江三角洲经济发展相伴随的气溶胶污染、硫酸盐加气溶胶污染、光化学过程的细粒子加硫酸盐加气溶胶的复合污染时期。雾和轻雾造成的低能见度的长期变化趋势,没有由于人类活动影响或经济发展影响带来的趋势性变化,其波动主要反映了气候波动固有的年际和年代际变化。珠江三角洲能见度的恶化主要与细粒子关系比较大,PM10有一半月均值超过国家二级标准的日均值浓度限值(150μg/m3),而PM2.5月均值全部超过美国国家标准的日均值浓度限值(65μg/m3),尤其是10月至次年1月的月均值浓度几乎超过标准限值的1倍,细粒子浓度甚高。另外PM2.5占PM10的比重非常高(58%—77%),尤其是旱季比雨季更高。与15a前的资料相比较,细粒子在气溶胶中的比重有明显增加,因而在目前珠江三角洲的气溶胶污染中,主要是细粒子的污染。     

Numerical Investigation of Gas Scavenging by Weak Precipitation

A one-dimensional cloud model with size-resolved microphysics and size-resolved aqueous-phase chemistry, driven by prescribed dynamics, has been used to study gas scavenging by weak precipitation developed from low-level, warm stratiform clouds. The dependence of the gas removal rate on the physical and chemical properties of precipitation has been explored under controlled initial conditions. It is found that the removal of four gaseous species (SO₂, NH₃, H₂O₂ and HNO₃) strongly depends on the total droplet surface area, regardless the mean size of droplets. The removal rates also correlate positively with the precipitation rate, especially for precipitation having a mean radius larger than 20 μm. The dependence of the scavenging coefficients on the total droplet surface area is stronger than on the precipitation rate. The removal rates of SO₂, NH₃ and H₂O₂ by precipitation strongly depend on the others' initial concentrations. When NH₃ (or H₂O₂) concentration is much lower than that of SO₂, the removal rate of SO₂ is then controlled by the concentration of H₂O₂ (or NH₃). The removal of NH₃ (or H₂O₂) also directly depends on the concentration of SO₂. NH₃ and H₂O₂ can also indirectly affect each other's removal rate through interaction with SO₂. The scavenging coefficient of SO₂ increases with the concentration ratio of NH₃ to SO₂ if the ratio is larger than 0.5, while the scavenging coefficient of NH₃ increases with the concentration ratio of SO₂ to NH₃ when the ratio is smaller than 1. The scavenging coefficient of H₂O₂ generally increases with the concentration ratio of SO₂ to H₂O₂. Although the Henry's law equilibrium approach seems to be able to simulate gas scavenging by cloud droplets, it causes large errors when used for simulating the scavenging of soluble gas species by droplets of precipitating sizes.