沈阳大气气溶胶光学特性及其影响因子

利用2010年3—10月沈阳大气成分监测站CE－318太阳光度计观测资料,计算沈阳大气气溶胶光学厚度和波长指数等大气光学特性参数,结合地面气象观测资料,分析大气气溶胶光学特性及其影响因子。结果表明：沈阳气溶胶光学厚度在3—6月较高,8月较低,9—10月气溶胶光学厚度略有增加;除4月和8月外,气溶胶光学厚度与风速基本呈反相关;气溶胶光学厚度与可吸入颗粒物（particulate matter,PM）质量浓度变化趋势基本一致;气溶胶光学厚度日平均值距平的绝对值、改变率均与降水强度成正比;地面能见度与气溶胶光学厚度呈负相关。由气溶胶浑浊度系数计算的能见度在4—6月与实际观测的能见度基本吻合,由气溶胶标高计算的水平能见度整体小于实际观测的水平能见度。     

一种利用Nyström离散与FFT快速褶积的散射地震波并行计算方法

利用数值方法解Lippermann-Schwinger (L-S)方程的主要困难在于系数矩阵存储和线性方程组求解.这主要是因为L-S方程的积分部分是一个空间褶积,在离散后将导致一个满秩矩阵,进而形成一个大型或超大型代数方程组.因此,在利用L-S解决地震波散射问题时,一般是利用散射级数法而非数值方法.然而,散射级数法的计算精度和收敛性强烈地依赖于速度扰动的强度,而克服这种依赖性的一个可能的途径就是对现有的数值方法进行改进或是建立新的数值求解方案.在这种思想指导下,首先对L-S方程进行改写,得到一个与原L-S方程等价的积分方程(等价L-S方程).然后,对等价L-S方程进行逐点归一化处理,并利用Nyström法对经归一化处理的等价L-S方程(归一化等价L-S方程)进行离散,并用FFT计算空间褶积.之所以这样选择是由于归一化等价L-S方程经Nyström法离散生成的系数阵为一个Toeplitz阵,可利用其Toeplitz性质降低存储空间;而FFT可以将矩矢空间褶积转化为乘积,且积分核部分只要计算一次即可.进一步,为节约正演计算时间,设计了进程级和线程级相结合的MPI+OpenMP并行模式.数值试验表明,与传统的积分方程数值算法相比,利用等价L-S方程、Nyström离散和FFT快速褶积的计算方案可极大地降低存储需求,进而在保证精度的同时提高计算效率.

     

地形强迫对偶极型阻塞形势的影响分析

本研究运用多尺度变换和摄动法简化具有地形强迫的正压准地转涡度方程,得到带有扰动项的非线性Shrödinger方程,在此基础上,采用孤立子直接微扰理论研究地形强迫对偶极型阻塞结构的作用。研究表明：地形强迫对偶极型阻塞发展具有增强和持续作用,其增长率与大地形山体的斜率成正比。     

渤海气溶胶时空分布研究

利用2003—2008年在渤海所测的212组气溶胶数据,研究了气溶胶光学厚度(AOT)、浑浊度系数(β)和ngstrm指数α的时空分布规律,并初步探讨了气溶胶特征参数之间的关系。结果表明,在时间分布方面,渤海气溶胶光学厚度、浓度和粒径尺度在一天中的变化比较小,中午AOT较大,10点左右AOT较小。从6月份到9月份,AOT、β和α的范围和均值均呈下降趋势;3月份AOT、β和α均明显小于六、8、9月份的对应值。离岸25km之内的大部分地区,AOT随离岸距离的增大而减小;但25km以外,气溶胶变化没有规律。比较而言,气溶胶AOT和β变化比较一致。浑浊度系数(浓度因子)β比ngstrm指数(尺度因子)α对气溶胶光学厚度AOT的影响更明显,AOT和β的关系可采用一阶线性回归方程表示。     

中国综合农业分区下的(A)ngstr(o)m-Prescott公式系数逐月校正与优选

(A)ngstr(o)m-Prescott公式是联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的计算地表有效总太阳辐射(Rs)数据以支持参考作物需水量估算等研究的简便方法.本文以优选中国综合农业分区的(A)ngstr(o)m-Prescott公式系数as、bs为目标,采用最小二乘回归方法,以全国范围内121个地面气象站点1957-...     

Monthly calibration and optimization of ?ngstr?m-Prescott equation coefficients for comprehensive agricultural divisions in China

?ngstr?m-Prescott equation (AP) is the algorithm recommended by the Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations for calculating the surface solar radiation (R_s) to support the estimation of crop evapotranspiration.Thus,the a_s and b_s coefficients in the AP are vital.This study aims to obtain coefficients a_s and b_s in the AP,which are optimized for China’s comprehensive agricultural divisions.The average monthly solar radiation and relative sunshine duration data at 121 stations from 1957–2016 were collected.Using data from 1957 to 2010,we calculated the monthly a_s and b_s coefficients for each subregion by least-squares regression.Then,taking the observation values of R_s from 2011 to 2016 as the true values,we estimated and compared the relative accuracy of R_s calculated using the regression values of coefficients a_s and b_s and that calculated with the FAO recommended coefficients.The monthly coefficients,a_s and b_s,of each subregion are significantly different,both temporally and spatially,from the FAO recommended coefficients.The relative error range (0–54%) of R_s calculated via the regression values of the a_s and b_s coefficients is better than the relative error range (0–77%) of R_s calculated using the FAO suggested coefficients.The station-mean relative error was reduced by 1%to 6%.However,the regression values of the a_s and b_s coefficients performed worse in certain months and agricultural subregions during verification.Therefore,we selected the a_s and b_s coefficients with the minimum R_(s )estimation error as the final coefficients and constructed a coefficient recommendation table for 36 agricultural production and management subregions in China.These coefficient recommendations enrich the case study of coefficient calibration for the AP in China and can improve the accuracy of calculating R_s and crop evapotranspiration based on existing data.