北京一次罕见夜间突发性强增温事件成因分析

夜间降温是正常的地表气温日变化,但统计表明北京及周边地区冬半年时常出现入夜后气温不降反升的现象,甚至出现了小时升温超过10℃的剧烈增温事件。这种增温具有明显的突发性,且很快转为降温,常对业务预报造成困扰。2010年11月26日夜间冷锋过境该区域造成了最强达12℃·h^-1的夜间急剧增温事件,与气候统计结果相比,该次增温幅度和影响区域范围非常罕见且极端。文章对其进行了详细诊断分析,使用的资料包括自动气象站、常规地面和探空、铁塔、卫星、风廓线雷达等观测资料和美国环境预报中心(NCEP)最终分析资料。分析结果表明:该次过程对流层低层有非常显著的冷平流;垂直速度诊断、卫星和风廓线雷达观测都表明,对流层中低层都存在显著的强下沉运动;铁塔观测和北京探空观测演变都表明增温过程中近地面大气有显著的湍流运动。分析此次罕见过程的机理包括三个方面:高原地区地面位温显著高于平原地区(二者最大可差10 K),是该次罕见增温事件形成的首要条件;强下沉运动使得低密度高位温空气强迫下沉到边界层,是增温必要条件;强湍流混合作用则是地面空气增温的必要机制。估算结果表明,边界层急流伴随的强湍流混合可引起约8℃的罕见地面空气增温。最后,给出了该次事件的机理概念模型。     

旋转流地转适应过程与能量转换规律

利用一维线性浅水模式从一个比较普遍的角度对地转适应过程中能量转换的特点进行分析。中首先考虑了两类不同的初始不平衡流的适应问题。一个是Gill所采用的质量不平衡模型，即初始场是静止的，只有水面扰动；另一个是Rossby中所考虑的动量不平衡模型，其初始不平衡流中只有风场的扰动，对这两个模型的适应过程而言，一个显的 特点就是能量转换率始终不会大于1／2或小于0，即适应过程中有位（动）能的释放和向动（位）能的转换，但释放出的能量最多只有其中的一半可以保留在最后的平衡场中。另外，本对任意初始不平衡流适应过程中的能量学特征也进行了分析，指出对于偏差场（相对于一定基本态）的动能和位能而言，上述能量转换关系依然成立。     

Source identification of PM2.5 particles measured in Gwangju, Korea

The UNMIX and Chemical Mass Balance (CMB) receptor models were used to investigate sources of PM_2.5 aerosols measured between March 2001 and February 2002 in Gwangju, Korea. Measurements of PM_2.5 particles were used for the analysis of carbonaceous species (organic (OC) and elemental carbon (EC)) using the thermal manganese dioxide oxidation (TMO) method, the investigation of seven ionic species using ion chromatography (IC), and the analysis of twenty-four metal species using Inductively Coupled Plasma (ICP)-Atomic Emission Spectrometry (AES)/ICP-Mass Spectrometry (MS). According to annual average PM_2.5 source apportionment results obtained from CMB calculations, diesel vehicle exhaust was the major contributor, accounting for 33.4% of the measured PM_2.5 mass (21.5 μg m^− 3), followed by secondary sulfate (14.6%), meat cooking (11.7%), secondary organic carbon (8.9%), secondary nitrate (7.6%), urban dust (5.5%), Asian dust (4.4%), biomass burning (2.8%), sea salt (2.7%), residual oil combustion (2.6%), gasoline vehicle exhaust (1.9%), automobile lead (0.5%), and components of unknown sources (3.4%). Seven PM_2.5 sources including diesel vehicles (29.6%), secondary sulfate (17.4%), biomass burning (14.7%), secondary nitrate (12.6%), gasoline vehicles (12.4%), secondary organic carbon (5.8%) and Asian dust (1.9%) were identified from the UNMIX analysis. The annual average source apportionment results from the two models are compared and the reasons for differences are qualitatively discussed for better understanding of PM_2.5 sources.Additionally, the impact of air mass pathways on the PM_2.5 mass was evaluated using air mass trajectories calculated with the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) backward trajectory model. Source contributions to PM_2.5 collected during the four air mass patterns and two event periods were calculated with the CMB model and analyzed. Results of source apportionment revealed that the contribution of diesel traffic exhaust (47.0%) in stagnant conditions (S) was much higher than the average contribution of diesel vehicle exhaust (33.4%) during the sampling period. During Asian dust (AD) periods when the air mass passed over the Korean peninsula, Asian dust and secondary organic carbon accounted for 25.2 and 23.0% of the PM_2.5 mass, respectively, whereas Asian dust contributed only 10.8% to the PM_2.5 mass during the AD event when the air mass passed over the Yellow Sea. The contribution of biomass burning to the PM_2.5 mass during the biomass burning (BB) event equaled 63.8%.     

一次湖北暴雪天气的诊断与模拟

利用NCEP GFS资料分析了2007年1月15—16日鄂东南地区降雪过程,对造成暴雪过程的天气系统发生、发展背景场进行分析。并利用中尺度数值天气模式WRF模拟了这次暴雪过程,探讨了其发生发展的机制。天气系统的背景分析表明,这次暴雪过程主要是受700 hPa西南急流和地面冷空气的共同影响而产生的,降水过程与西南急流的变化密切联系。WRF模式较好地再现了此次暴雪的过程。模拟结果表明西南急流的减弱和移出,对应着降雪的开始和停止;在西南急流的左侧,由于低层涡度的增加,使低空辐合、高空辐散,在连续性原理和动力机制约束下导致上升运动的加强是该次暴雪的形成机制。模式结果说明,产生暴雪的上升运动要远小于产生暴雨的上升运动,且在暴雪过程中,中层为上升运动,近地层和高层伴随着下沉运动。     

大采深岩移观测阶段性分析

为探 讨大 采 深 (780m )的 开采 沉 陷 规 律 ,在 5074工 作 面 上 方 建 立 孟 佃 大 寨 岩 移 观 测 站 ,对 观 测 成 果 的 分 析 ,得 到 如 下结 论 :①大 采 深 开 采情 况 下, 地表 移 动 的 活跃 期( 《规程 》规定 判 断) 存 在 ;或 者 说 地 表 移 动 活 跃 期 的 下 沉 按不速 度小 于 50m m / 月;②随 着 开采 深度 的 加 大 ,地 表 移动 期 推 迟 ,对 地 面 建筑 物 的 破 坏也 比 较 迟 缓;③大 采深 单 一 煤 层的 非充 分 采动 ,地 面建 筑 物受 损程 度 很小 。     

裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

本文从流体扩散能量迭加原理,建立了裂隙岩体介质的渗流张量解析表达式,综合应用断裂力学与损伤理论,探讨了复杂应力状态下裂隙岩体的本构关系以及压裂裂纹的起裂准则,建立了裂隙岩体在压剪,拉剪应力状态下损伤演化方程,提出了渗透张量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与与损伤场耦合模型。     

新疆"十五"强震动台网建设

在简要介绍“十五”中国数字强震动台网建设项目总体框架的基础上,着重介绍了与新疆“十五”数字强震动台网建设有关的固定强震动台网和乌鲁木齐市地震烈度速报台网的选台原则、规模、分布、设备配置、数据通讯、维护运行模式及其在防震减灾中的作用。新疆“十五”数字强震动台网的建成,将使新疆地区的强震动观测在台网规模和密度、观测环境和技术水平、强震动记录的获取能力和质量、数据处理速度和信息发布功能等方面跨上一个新台阶。     

利用海洋温度剖面与海表盐度反演盐度剖面方法研究

为解决海洋中大量观测数据只含有温度剖面而缺乏盐度观测的问题, 基于历史观测的温盐剖面资料, 考虑到盐度卫星数据的发展, 采用回归分析方法, 在孟加拉湾建立了盐度与温度、经纬度、表层盐度的关系, 并对不同反演方法的反演结果进行检验评估。结果发现, 在不引入海表盐度(sea surface salinity, SSS)时, 最佳反演模型是温度、温度的二次项与经纬度确定的回归模型, 而SSS的引入则可以进一步优化反演结果。将反演结果与观测结果进行对比, 显示用反演的盐度剖面计算的比容海面高度误差超过2cm, 而引入SSS后的误差低于1.5cm。SSS的引入能够较为真实地反映海洋盐度场的垂直结构和内部变化特征, 既能够捕捉到对上混合层有重要影响的SSS信号, 又能够反映盐度在跃层上的季节内变化以及盐度障碍层的季节变化。水团分析显示, 与气候态相比, 盐度反演结果可以更好地表征海洋上层水团的变化特征。     

云迹风反演中高密度示踪云选取技术的研究

云迹风反演中的一项很重要的工作是选取随风移动、变化缓慢的云,即示踪云。文中设计了一种示踪云选取算法,以改善云迹风的质量和密度分布。该算法的特色是反演风的位置并不固定在反演网格的中心位置,而是通过梯度分析的方法使反演风的位置得到优化,再经过积雨云检测和灰度分布均匀程度检验,剔除不适合用来反演的目标物。对用该方法选取的示踪云进行云迹风反演,然后对反演出的云迹风进行环流分析,并与探空风进行比较。结果表明,反演出的云迹风质量好,密度很高,清晰地反映出天气系统的风场结构。     

Mass Concentration and Mineralogical Characteristics of Aerosol Particles Collected at Dunhuang During ACE-Asia

Measurements were performed in spring 2001 and 2002 to determine the characteristics of soil dust in the Chinese desert region of Dunhuang, one of the ground sites of the Asia-Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment (ACE-Asia). The mean mass concentrations of total suspended particle matter during the spring of 2001 and 2002 were 317 μg m?3 and 307 μg m?3, respectively. Eleven dust storm events were observed with a mean aerosol concentration of 1095 μg m?3, while the non-dusty days with calm or weak wind speed had a background aerosol loading of 196 μgm?3 on average in the springtime. The main minerals detected in the aerosol samples by X-ray diffraction were illite, kaolinite, chlorite, quartz, feldspar, calcite and dolomite. Gypsum, halite and amphibole were also detected in a few samples. The mineralogical data also show that Asian dust is characterized by a kaolinite to chlorite (K/C) ratio lower than 1 whereas Saharan dust exhibits a K/C ratio larger than 2. Air mass back-trajectory analysis show that three families of pathways are associated with the aerosol particle transport to Dunhuang, but these have similar K/C ratios, which further demonstrates that the mineralogical characteristics of Asian dust are different from African dust.