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一次超级单体雹暴的中尺度对流特征和形成条件分析 预览
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作者 雷蕾 孙继松 +1 位作者 乔林 陈明轩 《气象科技进展》 2019年第5期16-23,共8页
北京2014年7月16日一次超级单体风暴造成了罕见大冰雹、短时大风和局地暴雨等强天气。利用雷达、自动站、探空、基于雷达观测的四维变分同化系统(VDRAS)等资料针对中尺度对流特征和形成条件进行了分析。结果表明:1)这次超级单体风暴有... 北京2014年7月16日一次超级单体风暴造成了罕见大冰雹、短时大风和局地暴雨等强天气。利用雷达、自动站、探空、基于雷达观测的四维变分同化系统(VDRAS)等资料针对中尺度对流特征和形成条件进行了分析。结果表明:1)这次超级单体风暴有穹窿回波和悬垂、中气旋、三体散射等典型大冰雹雹暴云特征。2)降雹属于西北气流型,雹区出现在低层切变线和地面辐合区(辐合线)附近,低层很好的水汽条件是这种类型下降雹的必要条件。此外,1500 J/kg以上的高CAPE以及上干下湿的不稳定层结、850 hPaθse 360 K的高能舌中心均有利于强对流的发生;“喇叭口”型探空、适宜的0℃层和-20℃层高度以及这两个特性层之间厚度变小是大冰雹出现的典型环境。3)有利的地形、雷暴下山冷池增强导致前侧辐合增强是超级单体发展并向南移动的有利条件。 展开更多
关键词 西北气流型降雹 三体散射 回波悬垂 地面辐合线 冷池
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京津冀一次罕见的双雨带暴雨过程成因分析
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作者 王华 李宏宇 +3 位作者 仲跻芹 吴进 李梓铭 吴剑坤 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第4期856-871,共16页
2013年7月1日京津冀区域在副热带高压北抬、偏南低空急流加强、高空槽东移的环流背景下,出现了一次罕见的降水强度大、持续时间长的双雨带暴雨过程。利用常规观测、NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料和多... 2013年7月1日京津冀区域在副热带高压北抬、偏南低空急流加强、高空槽东移的环流背景下,出现了一次罕见的降水强度大、持续时间长的双雨带暴雨过程。利用常规观测、NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料和多种加密观测以及雷达变分同化分析资料等对此次暴雨过程的成因和中尺度特征进行了分析。结果表明:南北两支暴雨带的形成机制和中尺度过程有显著差异,但是双雨带在形成与维持过程中也有相互促进作用。南支暴雨带发生于西南暖湿气流加强的环境下,对流不稳定层结显著、整层湿度大;强降水是在暖式中尺度辐合线的触发和组织下由中尺度对流复合体产生的,雷达回波具有明显的"列车效应"和后向传播特征,属于深厚的暖区湿对流暴雨,雨强和累积雨量极大、中尺度特征明显;地面辐合线及中尺度涡旋的位置决定了雨带和特大暴雨中心的位置,强降水产生的冷池出流和偏南暖湿气流形成的温度梯度最大区域指示了强回波的传播方向。北支暴雨带是在冷式切变线和低空低涡的影响下,由切变线云系形成的多单体回波带造成的;不稳定能量条件比南支暴雨带差,但是高低空系统耦合作用产生的上升运动强,中层的干冷侵入形成了明显的θse锋区,属于锋面对流系统,同时地形对降水有显著的增幅作用,多种因素综合作用造成雨强相对较弱,但是降水持续时间长,暴雨区面积大;过程中低空低涡的移动路径与强降水的落区和雨带的位置有较好的对应。南支暴雨带暖区降水后边界层形成的偏东风不仅为北支暴雨带提供水汽输送,而且在太行山前的地形抬升作用促使了强对流单体的发生发展,增强了北支暴雨带的降水强度,而太行山前强对流降水造成的冷池促进了地面中尺度涡旋的形成,造成南支暴雨带后期强对流回波的合并和降水的再度加强� 展开更多
关键词 暴雨带 辐合线 列车效应 冷池 对流
延庆-张家口地区复杂地形冬季山谷风特征分析 预览
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作者 贾春晖 窦晶晶 +1 位作者 苗世光 王迎春 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期475-488,共14页
基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带(包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部... 基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带(包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部分平原地区)复杂地形的风场精细化时、空分布特征,揭示不同复杂地形下局地风场的时、空变化规律,加深对复杂地形动力、热力作用对近地面风场影响的认识,为冬季山区风场预报以及复杂地形数值模式改进提供参考。结果表明:晴朗小风天风持续性作为矢量平均风速和标量平均风速的比值,可以作为研究风场变化规律的重要参数。根据风持续性的日变化特征,可以将研究区域内所有站点分为10种类型,分别代表不同局地地形特征的影响,风持续与风向变化的相关也很强。研究区域主要有3种类型的地形风:斜坡风、峡谷风以及较大尺度的山区平原风。不同地形特征下的风场、风持续性存在明显不同的日变化特征,山风和谷风相互转化的时间也不同,山区最早,盆地次之,平原区最晚;山风时段持续时间较谷风时段长,风速小;晴朗小风天实测风反映了实际风场的特征,而排除环境背景风场,弱化地形动力作用后整个冬季的局地风作为理论山谷风,更能反映热力作用下的山谷风特征。 展开更多
关键词 山谷风 复杂地形 风持续性 冬季小风天 局地风
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北京市三维景观格局的局地气象环境影响初探 预览
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作者 栾庆祖 李波 +2 位作者 叶彩华 张新时 张英 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期514-522,共9页
探明城市三维景观格局对气象条件影响的规律性,可为城市规划与可持续发展提供科学依据与决策支持。以北京为例,利用北京市2011年大比例尺测绘数据,构建能够在小区尺度上表达景观结构及空间特征、同时可以在一定程度上反映出局地能量、... 探明城市三维景观格局对气象条件影响的规律性,可为城市规划与可持续发展提供科学依据与决策支持。以北京为例,利用北京市2011年大比例尺测绘数据,构建能够在小区尺度上表达景观结构及空间特征、同时可以在一定程度上反映出局地能量、辐射或动力学差异的三维景观格局指数;利用北京市2011年区域自动气象站观测数据,通过在不同空间尺度上开展三维景观格局指数与温度、湿度和风速3个表征局地气象条件的主要因子的相关性分析,研究城市三维景观格局对局地气象条件的影响。结果显示:在500、1 000和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和天空开阔度(SVF)指数与区域大气环境温度和风速均显著相关;在1 000 m和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和景观起伏度(LHR)与区域大气环境湿度显著相关。北京城市三维景观格局对大气环境的影响效应非常显著。城市三维空间密度(LVD)越大、高度密度(LHD)越大、景观起伏度(LHR)越大的地方,区域温度越高、湿度越低、风速越低;天空开阔度越低的地方,区域温度越高、风速越低。利用三维景观格局指数评估景观格局对区域气象环境的影响具有可行性,但要注意景观格局指数在空间尺度上的适用性。同时,本文构建的三维景观格局指数可作为地表统计参数来量化表达地表非均匀性特征,为大气数值模式中地表参数化方案提供了一种有效选择。 展开更多
关键词 景观格局 三维 景观指数 气象 北京
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集合预报产品在江苏省暴雨预报中的应用评估 预览
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作者 陈圣劼 刘梅 +2 位作者 张涵斌 俞剑蔚 陈超辉 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第7期893-907,共15页
利用2011-2015年6-8月TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)数据集中欧洲中期天气预报中心(ECMWF,以下简称EC)的集合降水预报数据和江苏省70个基本站逐日24 h(20时至次日20时)降水数据,通过大量暴雨样本系统检验和评估了E... 利用2011-2015年6-8月TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)数据集中欧洲中期天气预报中心(ECMWF,以下简称EC)的集合降水预报数据和江苏省70个基本站逐日24 h(20时至次日20时)降水数据,通过大量暴雨样本系统检验和评估了EC集合预报及多种后处理释用产品对江苏暴雨的预报能力。结果表明:作为集合预报的初级产品,集合平均对暴雨的预报存在明显的漏报率,TS预报评分尚不及EC确定性预报;集合预报不同成员间对暴雨的预报技巧差异大,其最优成员组合的预报能力显著优于EC确定性预报,表明集合预报具有较大的应用潜力;在多种集合预报后处理释用技术中,最大值、最优百分位、降水偏差订正频率匹配法、概率预报、集合异常预报法和杜-周排序法(最大值法)的平均TS评分均较高,超过10%,其次90%分位数、融合、融合-概率匹配和杜-周排序法(集合平均或中位值法)的预报效果也均优于EC确定性预报。集合中位值、概率匹配方法对江苏暴雨的预报评分低于集合平均预报,在暴雨预报上的参考价值相对较低。该评估结果进一步加深了对各集合预报产品区域暴雨预报能力的认识,为预报员更直接快速地选取有效的集合预报产品提供参考。 展开更多
关键词 ECMWF集合预报 TIGGE数据集 后处理技术 暴雨 预报评估
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北京城区夏冬两季VOCs时间变化和光化学特征的质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)观测
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作者 盛久江 王飞 +5 位作者 李霞 马志强 刘全 赵德龙 黄梦宇 丁德平 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1590-1599,共10页
为增进对北京地区不同季节大气挥发性有机物(VOCs)变化特征的认识,利用高时间分辨率质子迁移反应-飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)于2016年在北京城区开展了VOCs(甲醛、乙醛、丙酮、异戊二烯、苯、甲苯和8碳芳香烃)夏季(6月8日—20日)和冬季(1... 为增进对北京地区不同季节大气挥发性有机物(VOCs)变化特征的认识,利用高时间分辨率质子迁移反应-飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)于2016年在北京城区开展了VOCs(甲醛、乙醛、丙酮、异戊二烯、苯、甲苯和8碳芳香烃)夏季(6月8日—20日)和冬季(11月22日—12月10日)的连续观测.VOCs体积分数(浓度)的均值为(夏季/冬季,×10-9):甲醛(8.56/24.58)、乙醛(3.95/7.57)、丙酮(5.06/3.50)、异戊二烯(0.66/0.52)、苯(0.53/1.78)、甲苯(1.03/2.54)、8碳芳香烃(1.34/3.42).受大气扩散条件的影响,夏冬两季大部分VOCs浓度波动趋势相近,仅异戊二烯在夏季拥有明显的白天浓度高于夜间的时间序列,其白天的高浓度与植被排放较强有关.由日变化可见:冬季,所有VOCs在中午浓度处于全天较低水平,在早高峰期间VOCs浓度上升明显;夏季,甲醛、乙醛和丙酮等3种含氧VOCs(OVOCs)在中午有短暂的浓度峰值,这与它们光化学二次生成加快有关.由VOC与苯浓度比值的日变化可知:冬季与夏季类似,中午前后3种OVOCs(甲醛、乙醛和丙酮)的光化学生成以及甲苯和8碳芳香烃的光化学消耗都会增强,只是冬季增强的程度明显弱于夏季;在夏冬两季,甲醛中午的光化学生成速率均强于乙醛和丙酮.8碳芳香烃光化学消耗速率大于甲苯的速率仅出现在夏季;异戊二烯在冬季白天不存在植被排放增强的现象,但有光化学消耗加快的特征;夏季北京城区VOCs以机动车排放影响为主,而冬季VOCs还可能来自于燃煤排放. 展开更多
关键词 挥发性有机物 日变化 光化学 夏季 冬季 北京
2017年北京北部一次罕见强弓状飑线过程演变和机理 预览
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作者 罗琪 郑永光 陈敏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期371-386,共16页
2017年7月7日下午至午夜,河北西北部和北京中北部发生了一次罕见的最大瞬时风力将近12级并伴有大冰雹的强弓状飑线过程,其触发、演变和维持机制等具有较高研究价值。综合多种观测资料和NCEP分析资料,利用"配料法"分析了该次... 2017年7月7日下午至午夜,河北西北部和北京中北部发生了一次罕见的最大瞬时风力将近12级并伴有大冰雹的强弓状飑线过程,其触发、演变和维持机制等具有较高研究价值。综合多种观测资料和NCEP分析资料,利用"配料法"分析了该次飑线过程的环境条件、触发、演变、风暴结构和弓形回波的形成与维持机制。飑线发生在500 hPa冷涡西南部的前倾槽和低空急流形势下;超过2000 J/kg的对流有效位能(CAPE)、强0—6 km和0—3 km风垂直切变为弓状飑线及其相关超级单体的生成和维持、大冰雹和地面强风的形成提供了有利条件;较低的湿球温度0℃层(~3.8 km)是有利于大冰雹形成的融化层高度;对流层中层高达30℃温度露点差与大的垂直减温率造成环境大气具有强的下沉对流有效位能(DCAPE),利于弓形回波和地面大风的形成。初始对流形成于西北风和西南偏西风之间的地面辐合线附近。地面大风和冰雹主要分布于低黑体亮温(TBB)和以正闪为主的闪电活跃处。雷达回波显示飑线先由线状对流系统发展成为团状超级单体对流系统,最后演变成弓状飑线。超级单体阶段和飑线阶段都有明显的回波悬垂、弱回波区、中气旋(飑线成熟后期为中涡旋)、强后侧入流及其伴随的入流缺口等;对流层中层急流和大的温度露点差是形成强下沉气流并发展出弓状特征的主要原因;大的对流有效位能和下沉对流有效位能以及强风垂直切变是飑线维持的原因。 展开更多
关键词 弓形回波 飑线 超级单体 演变 机理
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RMAPSChem V1.0系统SO2排放清单优化效果评估 预览
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作者 徐敬 陈丹 +3 位作者 赵秀娟 陈敏 崔应杰 张方健 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期164-176,共13页
RMAPSChem V1. 0系统是基于WRFChem模式建立的服务于华北区域雾霾等污染预报业务的模式系统,该研究着重针对系统中污染排放清单不确定性带来的SO2浓度预报偏差较大问题,采用EnKF源反演和误差统计订正相结合的方法对排放清单进行了改进,... RMAPSChem V1. 0系统是基于WRFChem模式建立的服务于华北区域雾霾等污染预报业务的模式系统,该研究着重针对系统中污染排放清单不确定性带来的SO2浓度预报偏差较大问题,采用EnKF源反演和误差统计订正相结合的方法对排放清单进行了改进,形成了一套优化后的华北区域SO2排放清单。通过输入初始清单和优化清单对2017年10月进行模拟,并与华北地区616个地面环境监测站观测值进行对比,结果表明:EnKF源反演结合误差统计订正的排放清单优化方法适用于SO2排放清单的改进,有效降低了清单系统性偏差,针对主要区域及重点城市的检验显示模拟结果接近观测值;排放清单优化后模拟误差显著降低,如河北南部、山东西部至北京一带模式预报均方根误差与归一化平均绝对误差明显下降,区域内站点模拟误差呈正态分布特征,误差分布范围、最大概率出现范围均明显变窄,且最大误差概率明显上升。 展开更多
关键词 华北区域 源同化反演 SO2模拟
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基于深度学习的PM2.5短期预测模型 预览
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作者 赵文芳 林润生 +1 位作者 唐伟 周勇 《南京师大学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期32-41,共10页
为了提高PM2.5浓度短期预报的准确率,解决现有PM2.5浓度短期预报准确率不高的问题,提出了一种基于卷积神经网络和长短时记忆的深度学习预报测型.首先,综合考虑气温、相对湿度、降水量、风力、能见度等多种气象要素,综合分析气象要素与PM... 为了提高PM2.5浓度短期预报的准确率,解决现有PM2.5浓度短期预报准确率不高的问题,提出了一种基于卷积神经网络和长短时记忆的深度学习预报测型.首先,综合考虑气温、相对湿度、降水量、风力、能见度等多种气象要素,综合分析气象要素与PM2.5浓度相关性.其次,利用PM2.5浓度数据、气象站点观测数据和气象要素网格实况分析数据进行融合处理,生成用于训练和测试的时空序列数据,并使用卷积神经网络和长短时记忆网络获取时空特征.通过大量实验确定模型中关键参数,然后利用最优参数建立预测模型.最后,使用模型对PM2.5未来24 h浓度进行预测,并与支持向量机、业务中的预报模型进行对比.实验结果表明,相比其他机器学习方法和预报方法,卷积神经网络和长短时记忆相结合的预测方法能有效提高PM2.5浓度未来24 h预测精度,并具有较高的泛化能力. 展开更多
关键词 PM2.5浓度预测 机器学习 长短时记忆 深度学习 卷积神经网络
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人工智能技术能否提高地面气温预报的精度——记AI Challenger 2018全球天气预报挑战赛 预览
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作者 嵇磊 王在文 +3 位作者 陈敏 范水勇 王迎春 沈志远 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期960-964,共5页
2018年8月,北京城市气象研究院与创新工场等公司联合举办了“天气预报”竞赛(WFC)——这是一项面向全球的人工智能(AI)挑战赛,旨在通过发挥AI技术的优势提高天气预报水平。全球有超过1000支队伍参加本次WFC竞赛,约250支队伍完成了实时... 2018年8月,北京城市气象研究院与创新工场等公司联合举办了“天气预报”竞赛(WFC)——这是一项面向全球的人工智能(AI)挑战赛,旨在通过发挥AI技术的优势提高天气预报水平。全球有超过1000支队伍参加本次WFC竞赛,约250支队伍完成了实时天气预报赛程。最终,决赛排名前5的队伍获得了奖励。竞赛结果表明:多AI模型集合方法显著提高了2 m气温、2 m相对湿度和10 m风速的预报水平。与北京城市气象研究院在业务中应用的相似集合预报方法相比,基于时间序列分析、梯度提升树、深度概率预测等AI模型构建的集合预报方法,显著提升了2 m气温预报的准确率,前2名队伍在决赛期间的预报准确率分别提升24.2%和17.0%。同时,合理的数据处理技术和AI模型集合框架对预报效果的提升具有重要的作用。 展开更多
关键词 人工智能(AI) 天气预报 地面气象要素 AI集合气象模型
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面向大气环境影响的城市景观分类系统——以北京为例
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作者 栾庆祖 李波 张新时 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1482-1490,共9页
研究城市景观格局的大气环境影响必须建立在科学、实用的景观分类系统基础上,目前尚没有普适性的景观分类体系,针对大气环境影响的景观分类的详细探讨更是缺乏。本文借鉴景观分类理论和气象学下垫面分类方法,从城市景观的自然属性和物... 研究城市景观格局的大气环境影响必须建立在科学、实用的景观分类系统基础上,目前尚没有普适性的景观分类体系,针对大气环境影响的景观分类的详细探讨更是缺乏。本文借鉴景观分类理论和气象学下垫面分类方法,从城市景观的自然属性和物理结构特点出发,提出一种面向大气环境影响的景观分类系统,即采用景观类、景观亚类和景观型三级分类体系,以土地利用和城市地表参数为划分指标依据的分类系统。在此基础上,以城市化发展对大气环境影响较为明显的北京为例,采用3S技术进行景观制图,并以此为基础分析北京市景观格局对区域大气环境的潜在影响。结果表明:1级景观类中,受人为干扰的景观类型面积处于较高水平;2级景观亚类中,林地景观面积最大,占比54.73%,城镇景观面积占比15.09%;3级景观型中,C7类景观是城镇景观亚类的'基质',C3、C2和C6类景观在城镇景观亚类中占比均不足0.1%,说明高地表粗糙度类型的景观在北京主城区域尚分布稀少,对大气的流通性有利。该分类系统能够反映实际存在的对大气环境产生影响的各种景观类型的特点,有助于深化对城市景观格局的大气环境效应规律的认识,可为城市规划和大气环境治理提供参考。 展开更多
关键词 下垫面 分类系统 3S技术 景观制图
面向气象指数保险的水果冰雹灾害灾损评估方法 预览
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作者 栾庆祖 董鹏捷 叶彩华 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2019年第6期402-410,共9页
冰雹灾害是农业生产面临的主要气象灾害之一,优化制约冰雹灾害指数保险产品设计的灾损评估方法,对于发展稳定、可持续的气象指数保险产品具有重要的科学价值,同时对大范围推广气象指数保险产品具有重要的指导意义。本研究结合气象指数... 冰雹灾害是农业生产面临的主要气象灾害之一,优化制约冰雹灾害指数保险产品设计的灾损评估方法,对于发展稳定、可持续的气象指数保险产品具有重要的科学价值,同时对大范围推广气象指数保险产品具有重要的指导意义。本研究结合气象指数保险产品的理赔指数设计的客观要求,提出了一种基于动量方程的水果冰雹灾害灾损评估方法。引入基于气象雷达观测的冰雹识别技术满足保险产品的理赔指数设计需求;通过分析果品在雹损过程中的受力关系,得到水果对冰雹撞击的敏感性参数,构建基于冰雹直径和初始风速的灾损评估模型,实现被冰雹撞击后对果品损伤物理特性的量化表达。以北京平谷大桃为例,对该方法用于冰雹灾害损失评估的可行性进行验证。结果表明,模型可以有效评估冰雹对桃品的损伤程度,是一种简单、快捷、高效的损失评估方法,基于此方法设计水果冰雹灾害气象指数保险产品具有可行性。 展开更多
关键词 果实硬度 临界破损直径 动量方程 气象指数保险 雹谱分布
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京津冀周边秸秆燃烧对PM2.5无机组分影响 预览
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作者 张方健 徐敬 +1 位作者 马建中 寇星霞 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期467-478,共12页
华北平原是我国主要农作物产区,田间秸秆焚烧现象普遍存在,选取秋收季节(2014年10月)分析了秸秆燃烧的排放特征,利用区域化学传输模型WRF-Chem模拟研究了燃烧排放对气态前体物及其氧化产物的影响,以及最终导致的PM2.5中硫酸盐、硝酸盐... 华北平原是我国主要农作物产区,田间秸秆焚烧现象普遍存在,选取秋收季节(2014年10月)分析了秸秆燃烧的排放特征,利用区域化学传输模型WRF-Chem模拟研究了燃烧排放对气态前体物及其氧化产物的影响,以及最终导致的PM2.5中硫酸盐、硝酸盐和铵盐的变化。研究表明:2014年秋收季节,河南和山东等省份的秸秆燃烧排放会在东南风的输送作用下影响京津冀地区;秸秆燃烧排放大量挥发性有机物(VOCs),导致火点源及周边地区大气中主要氧化剂浓度上升,提升了区域大气氧化能力;当携带大量VOCs的秸秆燃烧烟羽与以化石燃料排放为主的城市气团相混合时,大气氧化性增强会加速城市地区人为源排放的NOx和SO2等气态前体物的氧化过程,提高硫酸盐和硝酸盐的形成速率、促进二次无机气溶胶的生成。 展开更多
关键词 秸秆燃烧 PM2.5无机组分 数值模拟
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秸秆热解·燃烧特性及动力学研究 预览
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作者 刘郁珏 张涵斌 张歆然 《安徽农业科学》 CAS 2019年第4期12-17,21共7页
利用热重分析仪,采用热重-差热(DTA-TG)等现代分析测试手段,对石家庄近郊的水稻、小麦、玉米秸秆的热解和燃烧特性进行研究,确定不同升温速率下反应动力学参数。结果表明:秸秆热解分为4个阶段,即干燥阶段、过渡阶段、热解阶段、炭化阶... 利用热重分析仪,采用热重-差热(DTA-TG)等现代分析测试手段,对石家庄近郊的水稻、小麦、玉米秸秆的热解和燃烧特性进行研究,确定不同升温速率下反应动力学参数。结果表明:秸秆热解分为4个阶段,即干燥阶段、过渡阶段、热解阶段、炭化阶段。随着升温速率的增加,第一阶段的终止温度相似,第二至四阶段中,随升温速率的提高,热解起始温度、质量损失速率最大时候的终止温度和最大质量损失率均提高;秸秆燃烧随着升温速率的增加,秸秆的挥发分析出燃烧温度与固定碳开始燃烧温度都随之变大;研究不同升温速率下的动力学模型,发现秸秆热解和燃烧的动力学参数有所不同;对比不同种类的秸秆燃烧与热解的特性,发现同一地区的玉米秆、稻秆和麦秆这3种生物质的热解与燃烧规律基本一致。 展开更多
关键词 秸秆 热解 燃烧 动力学
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北京地区供暖季两次重污染过程气象条件对比 预览
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作者 吴进 马志强 +2 位作者 熊亚军 乔林 李琛 《海洋气象学报》 2019年第1期38-45,共8页
为对比分析北京地区供暖季期间两次重污染过程的影响因素,利用气象常规和非常规资料、环保监测站观测资料分析了2016年11月2—5日(以下简称“2016年过程”)和2018年3月11—14日(以下简称“2018年过程”)两次重污染过程的气象条件。结果... 为对比分析北京地区供暖季期间两次重污染过程的影响因素,利用气象常规和非常规资料、环保监测站观测资料分析了2016年11月2—5日(以下简称“2016年过程”)和2018年3月11—14日(以下简称“2018年过程”)两次重污染过程的气象条件。结果表明:2018年过程与2016年过程天气尺度高低层天气影响系统类似,地面平均风速均为1.5m·s^-1,大气水平扩散条件基本相似,边界层风场的分布及风速大小基本一致,但2018年过程低层暖气团影响高度达2km以上且逆温强度很大,大气垂直扩散条件更不利于污染物的扩散;2018年过程PM2.5浓度较2016年过程污染最重单站峰值浓度偏低30.2%,全市平均浓度也较其略低,且未出现爆发性增长阶段,浓度积累增长平缓;2016年过程一氧化碳(CO)出现爆发性增长,4h浓度上升接近1000μg·m^-3,峰值浓度为3179μg·m^-3,黑碳(BC)浓度持续较高且峰值浓度为19939ng·m^-3;2018年过程期间CO峰值浓度较2016年过程下降24.6%,且未出现爆发性增长阶段,BC有一定日变化特征,峰值浓度为4228ng·m^-3,远远低于2016年过程。两次重污染过程发生在基本相似的气象条件下,2018年的垂直扩散能力更为不利,但从细颗粒物和一次排放污染物对比来看,2018年过程多种污染物浓度显著下降、平均浓度明显降低,这与人为减排限排等因素密切相关。 展开更多
关键词 重污染 扩散条件 PM2.5 CO 黑碳
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最优集合预报订正方法在客观温度预报中的应用 预览
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作者 郝翠 张迎新 +2 位作者 王在文 付宗钰 DELLE MONACHE Luca 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第8期1085-1092,共8页
数值模式的直接输出预报在实际应用时常与实况产生一定的偏差,对模式预报进行有效的本地化订正是提高预报准确率的重要手段。以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)模式细网格资料,采用最优集合(anolog ensemble,AnEn)预报订正方法对北京市各站... 数值模式的直接输出预报在实际应用时常与实况产生一定的偏差,对模式预报进行有效的本地化订正是提高预报准确率的重要手段。以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)模式细网格资料,采用最优集合(anolog ensemble,AnEn)预报订正方法对北京市各站1~7 d的日最高气温和日最低气温进行订正,并对相关参数进行了本地化。采用了滑动训练期、优化变量权重两种方案进行训练。检验评估结果表明:(1)滑动训练期采用60 d时能同时保证计算效率和预报准确率;采用最优变量权重方案后,与预报员主观预报准确率对比,AnEn的最低气温优于预报员主观预报,最高气温基本相当;增加训练期的长度(引入多年的历史资料)相比优化变量权重方案能更有效地提高预报准确率。(2)AnEn预报订正方法在改善数值模式预报的固有偏差(如对由数值模式对局地地形、边界层日变化等形成的误差)效果显著,有较好的应用价值;对于因局地天气(如霾、降水、大风等)影响下,AnEn的温度预报准确率虽优于ECMWF,但不如主观预报,未来还有改进空间。还对检验结果进行了时间和空间验证,确保在以后的业务尤其是智能网格预报业务中的运行效果。 展开更多
关键词 最优集合 客观温度预报 滑动训练期 优化变量权重
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城市气象研究国际前沿动态综述 预览
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作者 于淼 窦晶晶 +2 位作者 苗世光 楚艳丽 孙丹 《气象科技进展》 2019年第1期16-22,共7页
通过梳理2018年8月在美国纽约举行的第十届城市气候国际会议主要研究成果,分类汇总了城市气象研究的最新国际进展与发展趋势,包括城市气候过程、城市环境下气候变化适应与应对、气候条件下城市规划和管理、最新城市气象探测技术、城市... 通过梳理2018年8月在美国纽约举行的第十届城市气候国际会议主要研究成果,分类汇总了城市气象研究的最新国际进展与发展趋势,包括城市气候过程、城市环境下气候变化适应与应对、气候条件下城市规划和管理、最新城市气象探测技术、城市环境数值模拟、大城市气候、城市遥感、城市地区极端天气等方面。在此基础上,根据我国城市化发展特性,探讨了我国城市气象研究的未来发展方向。 展开更多
关键词 城市气候 城市环境 国际城市气候会议 国际前沿
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2016年冬季北京地区一次重污染天气过程边界层特征 预览
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作者 桂海林 江琪 +3 位作者 康志明 李炬 刘超 尤媛 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2739-2747,共9页
利用中国气象局地面常规观测资料、微脉冲激光雷达(MINI-MPL)、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料,对2016年12月16~21日京津冀多地污染过程的生消特征、与气象条件的关系以及边界层的结构特点进行了分析.结果表明:大气处于静稳... 利用中国气象局地面常规观测资料、微脉冲激光雷达(MINI-MPL)、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料,对2016年12月16~21日京津冀多地污染过程的生消特征、与气象条件的关系以及边界层的结构特点进行了分析.结果表明:大气处于静稳状态,低层大气盛行偏南气流,大气湿度持续增加,加之北京三面环山不利于污染物扩散的特殊地形是造成北京此次严重空气污染的重要因素.重污染期间,污染物主要聚集在800m高度以下,严重污染时,污染物高度甚至仅有400m左右.风廓线雷达反演风场显示:2次PM2.5浓度快速上升阶段低层伴随持续偏南风或偏东风.污染过程期间,逆温结构明显,两次污染快速发展阶段恰好出现在两次逆温最强时段.此次污染天气过程,激光雷达退偏振比总体小于0.25,反映污染主要是人类活动产生气溶胶,前期以一次排放颗粒物为主,后期以二次转化颗粒物为主.退偏振比污染过程前期呈明显日变化特征,且白天退偏比比夜间高. 展开更多
关键词 PM2.5 气溶胶散射系数 退偏振比 激光雷达 风廓线雷达 北京
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X波段天气雷达电磁辐射对环境影响的评估 预览
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作者 王辉 李林 +5 位作者 郑国锋 仰美霖 李思腾 孟庆春 韦涛 田野 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第5期723-729,共7页
为了定量分析X波段天气雷达电磁辐射对环境的影响,依据X波段天气雷达的主要性能参数,理论推导X波段天气雷达的电磁辐射特性,分析X波段雷达站点周边环境,对电磁辐射进行水平和垂直立体监测,理论计算和实际监测结果均表明X波段雷达电磁辐... 为了定量分析X波段天气雷达电磁辐射对环境的影响,依据X波段天气雷达的主要性能参数,理论推导X波段天气雷达的电磁辐射特性,分析X波段雷达站点周边环境,对电磁辐射进行水平和垂直立体监测,理论计算和实际监测结果均表明X波段雷达电磁辐射大小满足《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)和《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)的要求,电磁辐射水平低于公众曝露的控制限值。 展开更多
关键词 X波段天气雷达 电磁辐射 立体监测 环境影响评价
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一种新型西南低涡逐步订正识别方法 预览
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作者 王静 陈静 +2 位作者 张进 张涵斌 王婧卓 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期621-630,共10页
西南低涡是形成于青藏高原东侧的特殊天气系统,国内学者目前对于西南低涡的识别没有统一的标准。通过分析西南低涡的主要特征,结合高度场、涡度场、风场,设计了一种适应于西南低涡的HVW识别方法,将其应用于2014年6—8月GRAPESMESO高分... 西南低涡是形成于青藏高原东侧的特殊天气系统,国内学者目前对于西南低涡的识别没有统一的标准。通过分析西南低涡的主要特征,结合高度场、涡度场、风场,设计了一种适应于西南低涡的HVW识别方法,将其应用于2014年6—8月GRAPESMESO高分辨率格点分析资料,对比与西南低涡天气图实况的差异。通过对西南低涡的识别、低涡生成和消亡时间、低涡中心位置以及低涡中心强度这几方面的具体分析,得到以下几点结论:1)HVW识别方法能够有效识别出高精度格点资料中的西南低涡过程,与格点实况的吻合率达到87.5%;对于天气图和格点资料都能够再现的西南低涡个例,HVW识别方法的准确度能够达到90.9%,说明HVW识别方法能够有效捕捉西南低涡。2)以天气图实况资料为西南低涡生命时长检验标准,HVW识别方法能够合理分析低涡的生成和消亡时间。3)对西南低涡中心位置偏差进行分析发现,HVW识别的西南低涡中心位置不仅位于西南低涡气压低值附近,更位于风场辐合中心。4)对西南低涡中心强度的评估发现,格点实况与HVW识别方法分析的西南低涡强度差异几乎可以忽略,充分说明了HVW识别方法包含了格点实况的高度场信息,也说明该识别方法的西南低涡中心强度可以用来代替格点实况结果。通过对2014年6—8月西南低涡过程的具体分析,验证了HVW逐步循环定位方法的可行性、合理性以及准确性。 展开更多
关键词 西南低涡 HVW识别方法 高分辨率资料
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