微降水雷达测量精度分析

利用数值模拟的方法,讨论了利用微降水雷达MRR(Micro Rain Radar)雷达功率谱密度反演降水参数时,MIE散射(米散射)效应、垂直气流(包括上升气流、下沉气流)对数浓度N、雷达反射率Z、雨强I、液态含水量LWC等参数的影响。MIE散射主要影响直径为1.20~4.00 mm的粒子,MIE散射效应影响的N、Z、I、LWC偏差的平均值分别为2.74 m-3 mm-1、1.47 d BZ、0.0061 mm h~(-1)、0.0004 g m-3。下沉气流使反演液滴直径偏大,上升气流使得反演的液滴直径偏小,下沉气流的影响更大,尤其是对低层影响大于高层。例如,在300 m高度上,当液滴直径为2.67 mm时,下沉气流为2.00 m s-1时,理论上反演的直径为8.07 mm,超出了MRR探测的阈值,其相对误差值能接近200%。下沉气流使得反射率谱向大粒子方向平移,且谱型展宽;上升气流则相反。将MRR资料与同步观测的THIES雨滴谱仪数据进行比对,分析MRR资料的可靠性。选取2015年4月1日01~12时(协调世界时)山东济南的一次降水过程,将MRR在300 m高度上反演的雷达反射率因子、雨强、数浓度、中值体积直径与雨滴谱仪资料进行对比。结果表明:两种仪器探测的Z、I、N、中值体积直径D0在时间序列上都有较好的吻合度,变化趋势和幅度相近,Z、I、D0的平均偏差分别为1.19 d BZ、0.34 mm h~(-1)、0.36 mm。MRR反演的I值偏大,而粒子直径偏小,分析了产生偏差的主要原因,除了探测系统偏差、分析方法本身存在的偏差外,上升气流导致的偏差不容忽视。这些结果初步验证了微降水雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。     

Model studies of the impact of chemical inhomogeneity on SO2 oxidation in warm stratiform clouds

A one-dimensional, time-dependent model of the physics and chemistry of a warm stratiform cloud is used to study the possible impact of chemical inhomogeneity among cloud and raindrops on the oxidation of SO₂ in clouds. The effects of chemical inhomogeneity are examined using two contrasting models: In Model 1 a bulk-solution parameterization is adopted which effectively treats all cloud and raindrops as if they are chemically homogeneous; in Model 2 we allow the cloud and raindrops to have a dichotomous distribution. The dichotomous distribution in Model 2 is simulated by assuming that the two groups of cloud droplets nucleate from two chemically distinct populations of condensation nuclei; one being acidic and the other being alkaline. While the two models yield essentially identical results when the ambient levels of H₂O₂ are greater than the ambient levels of SO₂, the rate of conversion of SO₂ to sulfuric acid and the amount of sulfate removed in the precipitation can be significantly enhanced in Model 2 over that of Model 1 under conditions of oxidant limitation (i.e., H₂O₂ < SO₂). This enhancement is critically dependent upon the fraction of alkaline nuclei assumed to be present in Model 2 and arises from the rapid increase in the aqueous-phase reaction between O₃+S_IV at high pH. Our results suggest that cloud models which adopt a bulk-solution parameterization for cloud droplet chemistry, may underestimate the amount of in-cloud SO₂ oxidation under oxidant-limited conditions.     

广州前汛期暴雨各层天气系统特征分析

本文对广州前汛期暴雨的地面、850hPa、500hPa、200hPa系统特征进行了分析，给出了各层系统配置图，为日常预报业务提供分析依据。     

呼和浩特市一次大暴雨天气的湿位涡诊断分析

对1998年7月12日发生在呼和浩特地区的大暴雨天气过程进行了湿位涡初步诊断分析。结果表明:湿位涡在暴雨预报中具有较好的指示性,当对流层低层MPVl<0,同时MPV2>0时,暴雨易发生。从500hPa到对流层中高层,在切变线的附近有一个大的湿位涡正值中心,各层中心的位置基本相对应,从中层到高层略向北倾,越到高层中心值越大。强降水位于低层湿位涡高值区东北侧正位涡较小的地区,并与位涡斜压部分的负值中心相对应,随着斜压负值中心强度的增强,暴雨加强。     

不同边界层参数化方案在暴雨数值模拟中的对比分析

本文利用非静力平衡的中尺度模式(MM5),通过对一次华南锋前暖区暴雨的数值模拟,比较了3种边界层参数化方案的作用。结果表明：从24小时累积降水的分布来看,MRF方案的预报与实况对比效果最好,其次是Blaekadar高分辨率PBL模式,最差是no PBI,方案。分析MRF方案的输出结果,发现对应每个时刻的累积雨团上空,925hPa都有较强的辐合辐散偶极子与之相配合,而在300hPa则有较强的辐散。不同边界层方案模拟的辐散场有一定的差别,导致了降水的不同预报效果。     

影响韶关的热带气旋及其暴雨预报

统计1965年以来影响韶关的热带气旋发现，韶关出现暴雨不仅与热带气旋的路径、强度有关，而且与大气层结稳定度或冷空气的相互作用密切相关。由此结合实况、应用数值预报产品来制作热带气旋暴雨24小时预报。     

太湖流域降雨和湖水酸根阴离子长期变化及其环境意义

为揭示太湖流域降雨和湖水酸根阴离子长期变化特征及环境意义,通过历史数据收集和采样分析,对太湖流域降雨和湖水中的SO₄^2-、NO₃^-变化特征和来源进行了研究.结果表明：自1990s以来太湖流域降雨中SO₄^2-呈显著下降趋势,年平均下降率为0.28 mg/（L·a）;NO₃^-浓度却呈显著上升趋势,年平均增长率为0.05 mg/（L·a）,降雨中氮污染呈现加重的趋势.与之相反,湖水中SO₄^2-呈显著上升趋势,年平均增长率为1.24 mg/（L·a）;NO₃^-浓度却呈显著下降趋势,年平均下降率为0.02 mg/（L·a）.30年以来,太湖水体SO₄^2-/NO₃^-比值不断升高,远高于降水SO₄^2-/NO₃^-比值.研究认为：流域SO₂排放引起的酸沉降是湖水SO₄^2-浓度增长的最重要原因,但氮氧化物排放并未引起湖水NO₃^-浓度升高,说明太湖流域对大气沉降的氮氧化物有滞留作用,而太湖水体是流域大气沉降硫酸盐的重要汇.综合治理太湖流域酸性物质排放对防止太湖水体酸化和治理富营养化都具有重要意义.     

广东省酸雨分布特征及其影响因素

根据广东省气象部门所属4个酸雨监测站10多年的资料,研究了广东省降水pH值、酸雨频率的时空分布特征及其影响因素.分析结果表明,广州、韶关和电白的酸雨频率都在56%以上,降水pH年均值小于4.9,汕头的酸雨虽然较轻,但降水pH年均值仍小于5.6,酸雨频率也达到31.7%.4个站均表现出春季降水pH值低、酸雨频率高的季节分布特征.近年来,广州、韶关、汕头的降水pH值变化不大,酸雨频率却呈上升趋势.广东酸雨的形成不仅与SO2排放量高、气溶胶酸化缓冲能力低有关,也与天气系统和气象条件有关.     

1991年江淮特大洪涝灾害的剖析与研究

1991年气候异常,入春以后雨量偏多,5月中旬起,高空低槽不断东移,北方冷空气频频南下,北太平洋副热带高压增强很快,高压脊线西伸北抬,梅雨提早发生,雨期连绵两三个月,范围广、强度大、持续时间长,加上长江和淮河的洪水夹击,使江淮流域和太湖地区遭受了历史上罕见的特大暴雨洪涝灾害.本文从江淮地区的地理气候特点出发,分析了导致这场灾害的大气环流异常和下垫面水文水利状况,研究了形成这场灾害的雨情特征、水情特征和灾情特征,并与1954年的特大洪涝灾害相对比,揭示了这次暴雨洪涝灾害的气象水文特征与机理.     

The status of the passive treatment systems for acid mine drainage in South Korea

This study was performed to investigate the operating status, evaluate the problems, and discuss possible improvement methods of passive treatment systems for acid mine drainage (AMD) in South Korea. Thirty-five passive treatment systems in 29 mines have been constructed from 1996 to 2002 using successive alkalinity producing systems (SAPS) as the main treatment process. We investigated 29 systems (two for metal mines), 19 of which revealed various problems. Overflows of drainage from SAPS, wetland, or oxidation ponds were caused by the flow rate exceeding the capacities of the facilities or by the reduced permeability of the organic substance layer. Leakages occurred at various parts of the systems. In some cases, clogged and broken pipes at the mouths of the mine adits made the whole system unusable. Some systems showed very low efficiencies without apparent leakage or overflow. Even though the systems showed fairly good efficiencies in metal removal ratios (mainly iron) and pH control; sulfate removal rates were very poor except in three systems, which may indicate very poor sulfate reductions with sulfate reducing bacteria (SRB) as a means.