海岸地区边界层风及其输送扩散特性的观测研究

本文介绍了渤海湾秦皇岛地区实施的一次测试研究。以观测事实的分析为基础,着重对海岸环境的风特性、局地环流现象、内边界层和PBL结构及各种特征参数作了研究,得出一些规律性结果。发现局地海风自08:00开始发展,逐渐增厚向上发展并可维持到18:00开始减弱并转换。平均海风厚度层达300—500m,平均风速2.8m/s。热内边界层高度有实验关系 h_θ(x)=69.2((ΔT·R·x)/(?))~(-1/2)。文中还给出湍流特征量U_*,T_*,R_i,L和扩散系数K_z的计算结果。这些基本观测结果和参数为进一步的实际应用,提供必要模式参数和实验依据。     

气象卫星观测资料的分析在城市区域气象环境研究中的应用

目前 ,我国气象部门相当普遍地拥有气象卫星观测资料 ,但是 ,这些资料如何在城市气象服务以及为城市建设规划等方面的决策研究中发挥作用 ,急待进一步研究并开展工作。本文试图通过合理的反演处理 ,给出卫星观测对地面温度的测量结果 ,由此可比较细致地分析了解地面热状况及其与土地利用类型 ,地面覆盖性质等的关系。本文利用有限的 NOAA- AVHRR气象卫星遥感资料 ,采用修正的 Ulivieri分裂窗方法反演出同期的地表温度场 ,通过对北京地区的卫星观测资料进行算例分析 ,揭示出一个 2 0 0 km× 2 0 0 km范围内的地面温度分布特征。反演结果可以明显地揭示出城市热岛现象的变化规律 ,并且能较为清楚地反映出相对的高温区和低温区     

一种粒子——烟团扩散模型的应用研究

本文运用随机游动模拟方法改进建立一种粒子－－烟团模式，成功地模拟了对流边界层条件下污染物扩散，粒子－－烟团模式的模拟结果与水槽试验的结果吻合较好。数值模拟试验结果表明粒子－－烟团模式能在旋放粒子数较少，从而运行时间很短的情况下，得到优于一般随机游动模式的模拟性能。用ＫＮＲＣ的资料对模拟性能作一验证，表明模式也能很好地模拟实际大气中不同稳定度情况下的扩散。     

一个复杂地形扩散模式及其应用

简单搬用现有的山区扩散模式及参数,污染物地面浓度估算误差常达几倍,有时甚至达几十倍。本文采纳VALLEY模式的横向扩散假设,但改变其地形修正方案,构成一个新的山区扩散模式并应用于山区城市渡口市。利用该市的烟源资料,以及由现场试验确定的气象参数和扩散参数进行模式计算,并用二氧化硫的浓度监测资料进行检验。结果表明模式效能明显改善,但在背风坡尾流区及其它气流紊乱区域内的计算效果不好。     

城市小区规划对大气环境影响的评估研究

不同城市小区规划方案对大气环境的影响不同。本文在已建城市小区尺度气象和污染扩散模式的基础上,针对城市小区规划对气象及大气环境的影响,提出了一套以人为本的客观、科学、可操作的影响评估指标及方法,并以北京市某小区两种规划方案为例,具体评估了它们对气象及大气环境的不同影响。结果表明:由于第二种规划方案在小区中部有一条较宽的东西向道路,并且道路中绿化较多,这条道路是气流东西向流动的重要通道,道路附近风速较大、气温较低、污染较轻,并且对整个小区的气象和大气环境都有改善。由此可见,基于城市小区尺度模式,对城市小区规划对大气环境的影响进行评估是必要和可行的。本文提出的人体舒适度、行人舒适度、地面污染物浓度、最高建筑高度以下污染物浓度、建筑物表面污染物浓度及扩散能力等六项评估指标,并分别给予该6种指标的权重系数为0.2,0.1,0.1,0.1,0.1及0.4,然后再加权平均的评估方法是合理可行的。     

应用城市冠层模式对建筑物表面太阳辐射的分析

利用城市冠层模式对建筑物表面的太阳辐射进行模拟,并将模拟结果与部分观测作了对比,一致性较好。在此基础上重点研究由于建筑物之间的遮蔽效应和墙面间的反射作用对建筑物各墙面所接收到的太阳辐射的影响。结果表明:(1)冬季建筑物墙面之间的遮蔽效应会明显减少建筑物的太阳辐照度,而且在早晨和傍晚尤为明显,在实际对太阳能利用的过程中,应该考虑这种遮蔽效应,否则会高估壁面所获得的太阳能。墙面之间的反射会小幅增加壁面太阳辐照度10～20 W.m-2。(2)建筑物墙面间的遮蔽效应和反射辐射随建筑群的高度和密度的增加而增大,特别在冬季,高而密的城市建筑区域,由于墙面的遮蔽,会使得壁面的日照时数大大减少。(3)纬度能够影响墙面遮蔽时间和太阳辐射相对于墙面的倾斜角,冬季,纬度越高,南墙日照时数越小;夏季则反之。     

凹坑地形风流结构对污染物散布的模拟研究

利用建立的三维非静力高分辨率高阶湍流闭合模式与随机游动扩散模式研究了一个深凹露天矿区污染物散布的规律,同时在风洞中进行了示踪实验。结果表明,由于凹坑内复环流结构的存在,使得坑内污染物浓度较大,且浓度最大值出现在源的上风侧。数值试验与风洞试验结果吻合较好。     

非均匀下垫面边界层研究现状与展望

评述了非均匀下垫面大气边界层研究的现状和当前发展所面临的一些问题,就近年来非均匀下垫面边界层这一大气边界层研究中的难点和热点问题的由来,所使用的研究方法和手段的发展以及目前面临和亟待解决的问题做了系统的归纳,并对未来非均匀边界层研究发展的趋势和研究方法做了展望。     

城市陆面过程与边界层结构研究

通过城市边界层观测、卫星遥感以及城市边界层数值模拟等途径,获取对城市陆面过程特性的认识,研究建立精细城市边界层模式,引入合理城市区陆面过程参数化方案,并进行城市边界层结构影响研究。研究结果表明：①城市下垫面能量平衡过程迥异于自然地表,引入合理的参数化方案是改善数值模拟性能的关键。②高分辨卫星观测信息是认识城市地表参数状况及其变化的有效途径。 ③人为热排放参数化方案的合理引入是准确描述地表能量平衡过程的又一重要课题。需根据实际情况确定人为热排放的引入方案及量值变化。④应从合理描述城市建筑物下垫面对热力输送及大气动力场的影响出发,研究建立了多层城市冠层模式。⑤应建立更完善的多尺度城市边界层模式系统并引入更新的城市效应参数化方案和数据同化处理,以增强并完善城市边界层数值模拟能力。     

海岸地区TIBL廓线与局地海风环流的数值试验

对三次ＥｌＮｉｎｏ发生前后的ＥＣＭＷＦ资料用滤波方法（带通,低通）进行分析,得到的结果清楚地表明,在ＥｌＮｉｎｏ发生前热带季节内振荡较强,而伴随ＥｌＮｉｎｏ发生,季节内振荡明显减弱,这种能量变化最明显的地区是赤道东太平洋地区;对于周期在９０天以上的热带准定常波,伴随ＥｌＮｉｎｏ的发生其能量明显增加,这种增加反映最显著的区域是从大西洋往西一直到西太平洋。对中纬度（２５－３５°Ｎ）及中高纬度（４０－５０°Ｎ）地区的准定常波能量分析表明,中纬度地区的准定常波能量比低纬大,准定常波能量变化在中纬度（２５－３５°Ｎ）表现出与低纬能量变化一致的情形,即伴随着ＥｌＮｉｎｏ的发生,准定常波能量增加;中高纬度（４０－５０°Ｎ）只在亚洲大陆（１００－１７０°Ｅ）表现出与热带一致的能量变化。结果还显示,热带季节内振荡在低层的东传对赤道西风异常及对ＥｌＮｉｎｏ的发生、发展起着很重要的作用。