北京地区一次强沙尘暴过程的大气边界层结构和湍流通量输送特征

利用中国科学院大气物理研究所北京325 m气象塔的风速和温度平均场观测资料和湍流资料,以及北京市气象台地面常规气象资料和逐日08:00和20:00(北京时间)的探空资料,分析了2002年3月18～22日沙尘暴过境前后北京城市边界层结构特征和湍流输送特征,结果表明:1)在沙尘暴爆发前,边界层中水平风速一直较小;气温较高,大气层结稳定,在边界层上部有强大的逆温层.随着冷锋过境,沙尘暴爆发,边界层中水平风速和平均湍流速度急剧增强;温度也突然变化,先迅速增强后又持续下降,逆温层迅速被破坏.2)沙尘暴初期,280 m上为系统性上升气流,而47和120 m则为系统性的下沉气流.随着沙尘暴爆发,湍流动能、向下传输的动量以及向上传输的感热也迅速增大,并且120 m高度的湍能、动量通量以及感热通量明显高于47和280 m,这与北京的局地环流有关.3)本次沙尘暴过程中,120和47 m层的摩擦速度都明显超过了北京的临界摩擦速度,表明局地起沙也是本次沙尘暴过程中北京沙尘的一个重要沙源.     

杭州雷峰塔遗址地下遥感考古研究

雷峰塔位于杭州西子国宾馆内 ,始建于公元 972年 ,于 192 4年倒塌 ,曾是著名的西湖十景之一--雷峰夕照。为了重现昔日的景观 ,浙江省政府、杭州市政府决定重建雷锋塔 ,为此需要对雷锋塔进行考古清理 ,包括地下部分的清理。为了确定塔基是否存在地宫 ,我们利用雷达设备对该塔基进行了探测 ,明确了地宫的存在。而且 ,地质雷达探测成果资料非常准确 :水平位置 1.0～ 2 .8m,纵向深度 1.3～ 2 .6 m处的雷达波异常反射 ,是由夯土层引起的。水平位置 1.5～ 2 .4 m,纵向深度 2 .6 m处的双曲线型拱起反射波同相轴是地宫顶板 (石板 )引起的。据此亦明确了地宫的大致位置。现场开挖发现地宫大小 (包括地宫周边砖墙 )为 0 .9× 0 .9m,高 0 .5 m,这与雷达图像资料吻合。     

一个诊断非平坦地形上边界层风的数值模式

根据半地转大气边界层模式,由大尺度数值模式并考虑了下垫面地形及粗糙度的水平非均匀性及大尺度气压场的时空变化,给出了一个诊断边界层风的数值模式。对低纬度运用塔层风模式进行诊断。诊断结果与实测资料比较,风向风速均达到了一定的精确度。     

Local and Global Similarity in Turbulent Transfer of Heat, Water Vapour, And CO 2 in the Dynamic Convective Sublayer Over a Suburban Area

We investigated the ‘local’ and ‘global’ similarity of vertical turbulent transfer of heat, water vapour, and CO₂ within an urban surface layer. The results were derived from field measurements in a residential area of Tokyo, Japan during midday on fair-weather days in July 2001. In this study, correlation coefficients and quadrant analysis were used for the evaluation of ‘global’ similarity and wavelet analysis was employed for investigating ‘local’ similarity. The correlation coefficients indicated that the transfer efficiencies of water vapour and CO₂ were generally smaller than that of heat. Using wavelet analysis, we found that heat is always efficiently transferred by thermal and organized motions. In contrast, water vapour and CO₂, which are passive quantities, were not transferred as efficiently as heat. The quadrant analyses showed that the heat transfer by ejection exceeded that by sweep, and the ratios of ejection to sweep for water vapour and CO₂ transfer were less than that for heat. This indicated that heat is more efficiently transferred by upward motions and supported the findings from wavelet analysis. The differences of turbulent transfer between heat and both CO₂ and water vapour were probably caused both by the active role of temperature and the heterogeneity in the source distribution of scalars     

An Overview of the Land Surface Processes Experiment (Laspex) over a Semi-Arid Region of India

To understand and quantify the land-surface-vegetation interactionwith the atmospheric boundary layer, and validate or improve upon the existing surfaceflux parameterization schemes in various weather forecast models, a LAnd SurfaceProcesses EXperiment (LASPEX), was designed and executed in the semi-arid regionof Gujarat, India during January 1997–December 1998. Micrometeorological tower observations,soil and vegetation parameters, radiation, turbulence and upper airobservations were taken continuously for two years at five sites, separated by about60–100 km from each other. Towers of 9 m height with instruments at four levels wereinstalled at sites that are agricultural fields and characterized with a variety of soilproperties, vegetation and diverse crops. An overview of the experiment is presented.Some results, such as the seasonal variation of surface energy balance and turbulence statistics,are discussed.     

1998年南海季风试验期间海 气通量的估算

根据1998年南海季风试验西沙海面铁塔梯度观测资料，利用总体（Bulk）系数法和多层结通量廓线法对西沙海面的海-气通量进行了估算，得出两种方法估算的潜热通量、感热通量基本一致。总体系数法估算的潜热通量比多层结通量廓线法略大1～3 W·m-2，感热通量小0～1.5 W·m-2。一般而言，季风爆发期间潜热输送逐渐增加；季风爆发前期夜间潜热通量比季风爆发后期大；季风爆发后期，白天潜热通量明显大于爆发初期和中期。感热通量季风爆发前海面向大气输送，爆发后期大气向海面输送。动量通量和摩擦速度随风速增加。     

微气象观测数据采集系统

微气象观测数据采集系统是微气象自动观测网的子系统。该子系统包括塔站、辐射站的数据采集以及塔站向中心站的数据传输。本文介绍了这两部分的硬件组成及软件编制,并从原理上描述了研制温度传感器时采用的“准噪声测量消噪法”这一特殊技术。     

塔柱状岩体崩塌运动特征分析

塔状岩体是中国西南灰岩山区常见的地质灾害隐患.这类岩体点多面广,破坏频率极高,诱发因素甚多.以甑子岩危岩体为例,基于影像资料,详细剖析了塔状岩体的崩塌失稳过程,重点对其失稳过程中的运动特征开展了研究.认为甑子岩危岩失稳可分为启动、加速、碰撞3个运动阶段,塔状岩体的破坏从底部开始,在上覆岩体下坠过程中,呈现出由下至上、裂缝扩展、破坏传递、空中崩解的特点.研究发现甑子岩塔状岩体的加速度曲线在下降阶段表现出类似缓冲现象的连续负向波动,且不同位置测点的运动特征曲线具有显著的时效差异性,表明塔状岩体在失稳下坠过程中同步发生着破裂、碰撞、解体等变化.     

塔式容器结构抗震设计的动力可靠性研究

本文运用随机有限元原理提供了结构系统在地震力作用下的可靠性分析方法，并运用该方法对现行规范抗震设计的几种典型塔式容顺进行动力可靠性研究，其结果可为制订塔式容器结构抗震可靠性设计标准作为参考。     

基于高塔观测的登陆台风边界层风切变指数拟合

利用深圳气象梯度观测塔观测数据, 以2017年以来进入深圳150 km范围的7个台风个例为研究对象, 基于幂指数律拟合讨论台风边界层风切变指数的变化规律。结果表明:幂指数能较好地拟合台风影响下350 m高度以下风廓线, 随着拟合高度范围增加, 风切变指数增大, 拟合精度基本维持;用深圳气象梯度观测塔等差层数据拟合台风风速效果好于全层次数据和等比层数据拟合;7个台风影响期间拟合风切变指数平均值为0.268, 明显高于以往研究(0.1~0.177), 主要原因是拟合的高度范围较以往研究明显增大, 此外还与强风样本较少以及下垫面更粗糙有关。利用幂函数拟合台风不同风速段最大风切变指数, 可在台风过程中预估不同高度极端大风风险。研究还表明:台风眼经过铁塔前后风切变指数明显升高, 在抗风设计以及台风防御过程中应充分考虑这一变化。