复杂地形城市多尺度气流对大气污染影响的研究进展

复杂地形城市一般建立在山地、丘陵、沿海地带。复杂地形下的大气污染传输、扩散机制是一个复杂的问题。本文依据城市地形地貌将复杂地形归类为河谷地形、三面环山临海地形、盆地地形、马蹄型地形和峡口地形。结合国内外对这五类地形下城市污染物传输扩散及污染形成机制的研究成果,介绍了不同地理位置、不同复杂地形城市多尺度气流相互或交替作用的特点及其对污染传输扩散的影响,期望能够为其它复杂地形城市污染形成机制研究和大气污染防治提供一些借鉴。     

基于ERA5的快速辐射传输模式与FY-4A成像仪观测结果的偏差分析

2016年12月发射升空的FY-4A是中国第二代静止轨道气象卫星,该星上搭载了可提供东半球近实时高分辨率卫星观测数据的扫描辐射成像仪——AGRI（Advanced Geostationary Radiation Imager）。在其观测数据应用于大气参数反演或同化前,数据偏差的定量化分析是一个必要环节。采用快速辐射传输模式RTTOV（Radiative Transfer for the TIROS Operational Vertical Sounder）,基于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）第5个全球再分析数据产品（ERA5）对AGRI的7个红外通道（通道08—14）进行了模拟,并利用MODIS云检测产品对模拟结果进行了晴空筛选,以期得到一些对AGRI的定量应用有价值的偏差分析结果。观测-模拟（O-B）的偏差分析结果显示:海洋和陆地上,通道10（7.1 μm）存在明显大于其他红外通道的系统性偏差,这很可能来源于ERA5在对流层中层对水汽的高估。通道08为近红外短波通道,地表反射作用影响强烈,陆地上存在较大的平均偏差,而海洋上平均偏差小于0.4 K。通道14在ERA5近地层气温偏高及定标偏差的影响下,海洋存在接近1 K的平均偏差;陆地上存在2 K左右的平均偏差。其余各红外通道在海洋和陆地上的平均偏差分别在0.6和1.3 K以下。偏差影响因子分析结果显示:地表海拔高度、观测天顶角对偏差也存在一定程度的影响;海洋上偏差分布存在季节变化可能来源于再分析资料中海表温度估算的季节性误差。      

雷达探测员辅助监控系统浅析

采用C#编程实现对新一代天气雷达探测资料传输的全程实时监控,即对雷达数据采集机与省局服务器的连接、雷达拼图产品的传输、雷达的状态文件均实时监控。在监控中发现传输过程的任意环节出错时,立即通过自动拨号以电话的方式通知值班员,并在雷达机桌面上弹出故障类型以帮助探测员迅速判断出故障类型并解决。     

臭氧含量变化对星载红外高光谱探测仪亮度温度模拟的影响

本文以搭载在风云三号D星上的红外高光谱探测仪(High-Spectral Infrared Atmospheric Sounder,简称HIRAS)为例,评估了通用快速辐射传输模式RTTOV(版本12)中臭氧含量空间和季节变化对模拟的红外高光谱探测仪亮度温度的影响.分析2019—2020年AIRS反演的全球臭氧浓度分布发现：臭氧主要集中在平流层1～50 hPa的高度,有明显的纬度带分布和季节变化;赤道地区臭氧浓度高,两极地区臭氧浓度低,变化范围约8 mg/m³.同一地点臭氧浓度有较明显的季节变化,变化幅度在±3 mg/m³之间.用RTTOV模拟的HIRAS亮度温度对臭氧浓度变化的强敏感区主要在中心波长9.8μm的臭氧强吸收带波段,引起的亮温差可以达到几K的量级,其余通道(尤其是窗区)对臭氧浓度变化不敏感.RTTOV中给出的臭氧浓度缺省值在中低纬度地区偏低,而在极区赋值则偏高,使得模拟的HIRAS臭氧吸收通道亮温值在极区偏高、赤道地区偏低.贴近真实分布的臭氧浓度反演值模拟的9.8μm的亮温比用缺省值模拟的亮温更接近观测值,观测O与模拟B差(O-...     

Modeling Arctic Ocean heat transport and warming episodes in the 20th century caused by the intruding Atlantic Water

This study investigates the Arctic Ocean warming episodes in the 20th century using both a high-resolution coupled global climate model and historical observations. The model, with no flux adjustment, reproduces well the Atlantic Water core temperature （AWCT） in the Arctic Ocean and shows that four largest decadalscale warming episodes occurred in the 1930s, 70s, 80s, and 90s, in agreement with the hydrographic observational data. The difference is that there was no pre-warming prior to the 1930s episode, while there were two pre-warming episodes in the 1970s and 80s prior to the 1990s, leading the 1990s into the largest and prolonged warming in the 20th century. Over the last century, the simulated heat transport via Fram Strait and the Barents Sea was estimated to be, on average, 31.32 TW and 14.82 TW, respectively, while the Bering Strait also provides 15.94 TW heat into the west- ern Arctic Ocean. Heat transport into the Arctic Ocean by the Atlantic Water via Fram Strait and the Barents Sea correlates significantly with AWCT （ C = 0.75 ） at 0- lag. The modeled North Atlantic Oscillation （NAO） index has a significant correlation with the heat transport （ C = 0.37 ）. The observed AWCT has a significant correlation with both the modeled AWCT （ C =0.49） and the heat transport （ C =0.41 ）. However, the modeled NAO index does not significantly correlate with either the observed AWCT （ C = 0.03 ） or modeled AWCT （ C = 0.16 ） at a zero-lag, indicating that the Arctic climate system is far more complex than expected.     

应用Hydrolight模式研究含油水体辐射传输特性的关键技术

辐射传输模式Hydrolight在国际水色遥感研究领域已被广泛用于解决水体光学的各种问题,也是进行石油类污染水体辐射传输特性研究的有效模型。结合Hydrolight模式的机理、应用现状及含油水体的特点,提出了将该模式应用于光学特性复杂的石油污染水体辐射传输特性研究时需要解决的关键技术,包括测定石油污染水体吸收系数和散射系数、建立石油污染吸收和散射特性随波长和深度变化的参数化模型、确定油物质的吸附后悬浮颗粒物体散射函数模型等方面。依据2018年8月和2016年8月分别在辽宁大连港和辽宁盘锦辽河油田等区域测定的含油水体数据,讨论了这些关键技术的解决方案。     

基于无人船的水质监测及控制系统设计

针对执行水质监测任务过程中固定浮标监测站单点监测存在局限性、船载观测人员取样耗时耗力等问题,本文设计了一种搭载多点、分层自动采水取样装置的智能无人船水质监测系统,可实现目标水域的多点、分层连续水质数据测量及取样。该智能无人船具备基于快速随机树(Rapid Random Tree)算法的自主避障和快速路径规划功能,解决了现有无人船技术存在的多障碍自主路径规划难等问题。同时,本设计结合了ARM9控制芯片、M5310无线传输模块,通过可视化的显示界面和远程WEB访问的功能,大大提升了科研人员及时处理特殊情况便捷性。通过实验测试及比对分析,证明本设计具有智能高效、稳定可靠等优点,能够满足职能部门对于水质监测工作的需要。     

Landsat-8热红外数据监测田湾核电站温排水分布

基于2015—2017年的多景Landsat-8热红外数据,采用辐射传输方程法反演田湾核电站邻近海域海面温度,依据反演所得海面温升分布图对温排水的分布特征进行分析。结果表明:田湾核电站温排水的扩散方向和影响范围与潮汐状态密切相关。在涨潮中期阶段,温排水分布范围较小,其中1℃以上温升区域面积不足10 km~2;在高、低平潮阶段,温排水扩散面积相近,其中1℃以上温升区域面积约15 km~2;在落潮中期阶段温排水分布范围最大,1℃以上温升区域面积可达30 km~2,但4℃以上高温升区域面积较小。高温升区域多出现在排水口以南至以东附近海域,随着温排水向周围海域扩散,温升逐渐呈衰减分布。     

光伏电场对地表温度的影响分析

以甘肃省金昌市金川区西坡光伏电场为例,利用多景Landsat系列影像,采用辐射传输方程法(radiative transfer equation,RTE),对光伏电场建设前后的地表温度进行了反演,提取电场不同缓冲区范围内的地表温度均值。研究结果表明,光伏电场会对占地范围和不同缓冲区范围内的地表温度产生降温的作用。其占地区域降温幅度为2.12 K,100 m缓冲区降温幅度为0.94 K,随着距离的增加这种影响逐渐减弱,400 m后影响会变得十分微弱,研究结果为客观地评价光伏电场对环境的影响提供借鉴。     

一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法

针对异构三维模型数据的统一组织和集成管理问题,本文以目前主流金字塔模型、三维场景瓦片的数据组织方法和地图服务规范等相关技术为基础,提出了一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法。该方法首先构建覆盖测区的地理格网模型,以此作为异构三维模型数据集成的空间框架。其次,建立三维模型数据与地理格网单元的映射关系,从而构建复合金字塔模型,实现异构三维模型数据的统一管理。最后,在数据结构上对现有数据格式进行扩展,设计了一种面向网络传输的数据格式储存三维模型数据,完成异构三维模型数据的一体化存储。试验结果表明,该方法能够实现异构三维模型数据统一组织与集成管理。