基于K均值聚类的中国夏季降水日变化空间分布模式

为了获取降水日变化的空间分布模式,本文采用K均值聚类算法对中国陆地区域的夏季逐时格网降水数据进行了聚类。首先,采用K均值聚类算法对每个格网上的逐时降水数据进行聚类。然后,根据每一聚类的降水日变化峰值,将具有相似峰值时间的聚类合并成为一个分类。合并后的分类对应一种降水日变化类型,分类中的格网边界则构成了该类降水日变化的空间分布模式。研究结果表明,中国大部分地区的降水量日变化由降水频率日变化主导。此外,一些盛行夜雨区域在空间分布上表现出从西向东的分布模式,且降水日变化峰值时间表现出了从西向东逐渐延迟的现象。结合地形分析,研究发现一些夜雨区的降水峰值延迟现象与MPS环流效应导致的雨带移动现象较为一致,得出MPS(Mountain-Plain Solenoid)环流效应是导致这些地区盛行夜雨的结论。本文研究结果可为探索降水日变化的形成机理提供线索,也可为研究其他地区降水日变化提供参考。     

抚顺市区酸雨分布特征研究

降水酸度在一定程度上反映了降水和大气的污染程度。以煤烟型城市抚顺为研究对象,分析了抚顺市区降水污染的现状及降水pH值的频率、时间、空间的分布特征,以此为城市环境治理提供参考依据。结果表明:抚顺的酸雨主要出现在10月和12月,降水污染主要受局地影响。降水月平均pH值与同期降水量有关,酸雨频率的季节分布与空气中的SO2和NOX浓度的季节分布状况相一致。     

特高压跨区域输电对空气质量的影响研究

依托“锡盟—济南”特高压输电工程,根据WRF-Chem V3.7大气化学模式系统对北京及周边地区污染物浓度变化进行模拟和评估,设置不同地点、不同高度、不同排放量等,定量化评估特高压跨区域输电工程对受端区域空气质量的影响。结果表明：不同气象条件下,东南小风的情况下,工程对北京大气环境影响范围最大;根据虚拟电厂的高度,对9 m、27 m、46 m、64 m、91 m、130 m、185 m和255 m高度分别评估,发现在电源点附近,对91 m空间层的大气PM_2.5浓度影响最大;远距离输送后,对0—45 m空间高度层的大气PM_2.5浓度影响最大;“锡盟—济南”特高压工程配套电源点对北京地区相关污染物浓度变化影响极小。     

1961—2020年郑州主城区大气自净能力变化特征分析

利用郑州市主城区1961—2020年气象观测资料和2014—2018年空气质量监测数据,分析了郑州主城区大气自净能力指数的长期变化趋势与影响因子以及2014—2018年主城区大气自净能力与PM_2.5的关系。结果表明：郑州主城区大气自净能力指数30 a气候均值为4.42 t·(d·km²)^-1,春季大气自净能力最强,为5.20 t·(d·km²)^-1;秋季大气自净能力最弱,为3.88 t·(d·km²)^-1,不利于对大气污染物的清除。1961—2020年郑州主城区大气自净能力呈显著的减弱趋势,其中1969年最强为6.85 t·(d·km²)^-1,2020年最弱为3.06 t·(d·km²)^-1。影响因子中,1961—1980年混合层厚度与大气自净能力指数呈正相关;日平均风速≥2.5 m·s^-1的日数和小风日数与大气自净能力分别呈...     

高空大气温度变化趋势不确定性的研究进展

IPCC第4次评估报告指出：近50年来,全球对流层温度趋于升高、平流层趋于下降;同时强调了研究结果中普遍存在的不确定性,造成不确定性的主要原因是原始资料、台站选取和不同均一化方法。从理论基础入手,系统地总结了国内、外近年来高空大气温度长期变化趋势的研究成果及其不确定性产生的主要原因,详细介绍了高空大气温度序列的质量控制和均一化方法,并对我国探空台站温度序列的不确定性进行了探讨。利用静力学方法进行质量控制,以最大资料缺测率30%作为序列取舍标准,用两相回归法和再分析序列均一化处理116个中国探空站高空温度序列。研究结果表明,1958年以来我国对流层中低层趋于升温,其中1980年以后升温尤为明显;而平流层下层显示降温。      

Deduction of the Sensible Heat Flux from SODAR Data

A new method for deduction of the sensible heat flux is validated with three sets of published SODAR （sound detection and ranging） data. Although the related expressions have previously been confirmed by the author with surface layer data, they have not yet been validated with observations from the boundary layer before this work. In the study, selected SODAR data are used to test the method for the convective boundary layer. The sensible heat flux （SHF） retrieved from SODAR data is found to decrease linearly with height in the mixed layer. The surface sensible heat fluxes derived from the deduced sensible heat flux profiles under convective conditions agree well with those measured by the eddy correlation method. The characteristics of SHF profiles deduced from SODAR data in different places reflect the background meteorology and terrain. The upper part of the SHF profile （SHFP） for a complicated terrain is found to have a different slope from the lower part. It is suggested that the former reflects the advective characteristic of turbulence in upwind topography. A similarity relationship for the estimation of SHFP in a well mixed layer with surface SHF and zero-heat-flux layer height is presented.     

基于OMI卫星数据的城市对流层NO2变化趋势研究

利用OMNO2全球产品卫星遥感资料研究科技城市北京、交通城市黄骅港、旅游城市三亚、特区城市深圳和工业城市抚顺的NO2月平均变化情况。通过Beat软件和IDL联合编程对该产品进行处理,得到各城市对流层NO2垂直柱密度的月平均值;对各城市2004年10月至2007年10月的NO2月平均变化进行线性正弦模型模拟,得到月平均变化趋势和月增长率,并评价变化趋势的精度。结果显示,各城市在冬季NO2对流层垂直柱密度较大,夏季较小,季节性循环明显。北京、黄骅港、三亚、抚顺在这段时间NO2总体呈增加趋势,从大到小依次是:抚顺、北京、黄骅港和三亚,深圳呈减少趋势。根据趋势显著性判别准则,各城市的NO2月平均变化均显著。另外相对于2004年10月,月相对增长率从大到小依次是抚顺、三亚、黄骅港、北京、深圳,其中深圳的NO2呈现负增长。     

利用FY-3C折射率对大气边界层高度的反演与分析

2013年中国发射了首颗进行全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)掩星观测的气象卫星风云3号C星(Fengyun-3C,FY-3C),且已发布自2014年6月以来的FY-3C掩星大气产品,但目前还未见将其应用于大气边界层的相关研究.首次尝试利用FY-3C折射率...