Turbulence Structure In Unstable Conditions Over Various Surfaces

A comprehensive study of the turbulent structure of the atmospheric boundary layer in unstable conditions has been carried out using turbulence data obtained from the Gobi desert, grassland, suburban and urban sites based on the same instrumentation, data acquisition and data processing systems. The normalized standard deviations of u and v over the suburban and urban sites are systematically smaller than those over the Gobi desert and grassland sites. However, the normalized standard deviations of w, temperature and humidity q over the suburban and urban sites are quite close to those over the Gobi desert and grassland sites. The normalized humidity standard deviations are quite similar to those of temperature over the grassland and suburban sites. The temperature and humidity spectra are found to be independentof atmospheric stability in all frequency ranges, but spectra obtained from the Gobi desert and grassland sites reveal flatter peaks than those of the suburban and urban sites in the lower frequency range. The normalized spectral curves of temperature and humidity are independent of atmospheric stability both at high and low frequencies. The spectral characteristics of humidity over the grassland and suburban sites aresimilar to those of temperature, but the humidity spectra over the Gobi desert site are quite different from temperature spectra due to evaporation and/or large eddies in the boundary layer.     

半干旱区非均匀下垫面对边界层气候影响的数值试验

为了探讨我国北方（39°N,100°E）半干旱地区森林与裸地非均匀下垫面对减轻于旱的作用,本文利用二维β中尺度模式进行了夏季非均匀下垫面对边界层气候影响的数值试验。结果表明,在夏季晴朗静风、无系统扰动条件下,温、湿度为非均匀的下垫面对边界层气候起着决定性的影响。增强的对流运动有利于林区降水的增加。来自林区的湿平流对周围气候的调节可达30—50km。在林区附近裸地进行灌溉,可形成比较冷、湿的环境,有利于干旱的减轻。干燥裸地边界层内的逆湿现象是由于下垫面非均匀的湿度场与中尺度平流的共同作用的结果。     

Rec-EOF质量控制方法在地面观测2m比湿中的应用

针对地面观测站资料,从资料同化的角度出发,通过引入递归的概念,提出了递归经验正交质量控制(Rec-EOF QC)方法,并将该方案应用于不同时段的地面观测资料和不同种类的背景场资料中。结果表明:Rec-EOF QC方法一般在递归4次之后,质量控制过程达到稳定状态。通过递归方法,该质量控制方案能够通过资料本身调整质量控制的临界值,对资料具有普适性。而且与传统EOF QC方法相比,Rec-EOF QC方案能识别出更多的离群值,并且可以使观测偏差也更接近于高斯分布。另外还研究了背景场差异对质量控制的影响,分别利用FNL、ERA-Interim和JRA-25三组资料作为背景场进行地面质量质量控制试验,结果表明JRA-25剔除的资料最多,ERA-Interim次之,FNL最小。无论选用何种资料作为背景场,冬季的资料剔除率始终大于夏季的。     

Urban and rural dewfall,surface moisture,and associated canopy-level air temperature and humidity measurements for vancouver,canada

Canopy-level humidity is often less at night during fine weather in a mid-latitude city, compared to its rural surroundings. This feature has been attributed, in part, to reduced urban dew, but links are largely unproven, because urban dew data are rare. In this study, surface moisture (i.e., dew + guttation by blotting) and dewfall (by mini-lysimeter) were measured at rural and urban residential sites in Vancouver, Canada, during the summer of 1996. Air temperature and humidity were measured at both sites, and on rural-to-urban vehicle traverses. Weather and location effects were evident. Humidity data suggested the small (< 1 g m^–3) urban moisture excess observed on fine nights was linked to reduced urban dew. For grass, the frequency of moisture events, and surface moisture amounts, were similar for both sites. However, on grass, rural dewfall (mean=0.10 mm per night) was more than urban dewfall (mean=0.07 mm per night). On the other hand, data for a roof lysimeter (mean dewfall=0.12 mm per night) showed that an urban roof could rival rural grass as a favoured location for dewfall in Vancouver.     

FY-3C/MWHTS资料反演陆地晴空大气温湿廓线

针对风云三号C星微波湿温探测仪(FY-3C/MWHTS)的陆地晴空观测资料,建立了一维变分反演系统,对大气的温湿廓线进行反演。为了更好地描述温湿廓线的相关性,同时减小温度和湿度在反演过程中相互之间的误差传递,提出了使用背景协方差矩阵的联合矩阵和单独矩阵进行组合反演的方法。对于MWHTS模拟亮温和观测亮温之间的偏差,使用逐扫描点的统计回归方法进行校正。选择中国部分陆地区域的晴空观测亮温进行温湿廓线的反演,并利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析数据、美国国家环境预报中心(NCEP)分析数据以及无线电探空观测(RAOB)数据对反演结果进行验证,温湿廓线的反演结果与ECMWF再分析数据验证的最大均方根误差分别是2.59 K和11.87%,与NCEP分析数据验证的最大均方根误差分别是1.88 K和21.50%,与RAOB数据验证的最大均方根误差分别是3.43 K和25.48%,验证结果表明了反演结果的可靠性。另外与国外同类载荷AMSU观测亮温的物理方法和统计方法反演精度进行了对比,结果表明:MWHTS具有较强的湿度廓线以及高空温度廓线的探测能力,且针对MWHTS的观测亮温建立的一维变分反演系统具有较高的反演精度。与NCEP 6小时预报廓线的验证结果表明:反演的湿度廓线可以提高预报廓线的精度。     

一种简便实用的湿空气性质计算方程

对几个经验的蒸气压力方程以及水汽化潜热方程等进行数理统计处理，给出了这几个经验方程的参数，运用这些经验方程建立了一种湿空气性质计算方程，方程计算结果最大相对误差不超过０．３５０％。关键词     

2008年1月下旬南昌冻雨天气过程分析

利用南昌探空和地面观测资料,对2008年1月20日-31日南昌大气垂直温湿场进行了分析。结果表明,逆温层中冷、暖层的变化以及中低层湿度的变化是影响冻雨天气出现的重要因素。逆温层中暖层增温,以及暖层下冷层的加强,是冻雨天气发生发展的重要因素;逆温层中暖层的减弱以及冷层的加强,可导致冻雨天气减弱或结束。中低层维持深厚高湿环境也是冻雨天气出现与维持的一个重要条件;深厚高湿环境的破坏、低层湿度的减小,是导致冻雨天气减弱或结束的重要因素。     

一种新型的耐水性高分子湿度传感器

我们研制了一种新型的耐水性高分子薄膜湿度传感器,其湿敏材料是由一种基质聚合物和碱金属盐形成的配合物. 测定了这种传感器在不同湿度下的复数阻抗,为测量线路设计中的参数选择提供了必要的依据.用一个RC振荡电路测量了传感器的振荡频率与相对湿度的关系.结果表明,传感器除了具有响应快、滞后小、灵敏度高等优点外,在它遇水汽结露后,返回各相对湿度时其电参量仍几乎不变,即具有极好的耐水性;在20％—90％RH范围内,传感器的振荡频率与相对湿度的关系几乎是线性的.     

水汞观测中值得注意的几个问题

通过实际工作和实验研究认为：（１）水汞观测室温１５－３０℃，湿度在８０％以上是最佳工作条件。当气温在３１℃以上，湿度连续超过８０％，则仪器零点漂移大，捕汞管净化困难，标定Ｋ值减小。即使在干燥季节，测室温度在１２℃以下，可使标定Ｋ值变大；（２）实验表明硫酸含汞，有的高，有的低， 启用应作选择。氯化亚锡对汞量测定影响不大，选择杂质少，溶液清亮，释汞能力强的；（３）蒸馏水经常更换也有一定干扰；（４）外拉     

风云三号微波观测资料的海雾同化模拟

数值模式边界层物理过程和初值场条件的欠缺是海雾模拟准确率偏低的主要原因。本文为改进模式初始场,开展针对海雾模拟的卫星观测资料同化试验,将质量控制和偏差订正后的FY-3A卫星微波湿度计（MWHS）和微波温度计（MWTS）的优选通道数据,经3DVar（Three-dimensional variational data assimilation）进入WRF模式以试验其对黄、渤海海雾模拟的影响。通过分析静止气象卫星检测到的海雾区模拟大气温、湿场同化分析增量,发现代表环境场条件的海雾类型及模式对其模拟能力的差异,显著影响了同化效果,表现为同化对模式模拟能力较强的平流冷型海雾改进明显,对模拟效果不甚理想的非典型混合过程中的暖型海雾阶段则基本没有改进效果。为寻找原因,对包括海雾区低层大气模拟场逆温结构在内的温湿度场与邻近探空观测进行了对比,分析了随时间演变的海雾格点温、湿场同化分析增量,发现冷型海雾区格点同化分析增量能弥补观测—模拟差异,使气温调减,相对湿度调增,同时水汽和液态水也出现负相关的变化,边界层相关热力动力场同化分析增量在垂直方向也有配合迹象,相比而言,主体是暖型海雾的非典型过程则未见此类现象和其他的有益调整迹象。