检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学学报 2024年第1期47卷 80-94页

作者：顾英杰范水勇成巍鲍艳松李叶飞温渊南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象环境卫星工程与应用联合实验室/大气物理学院江苏南京210044 中国气象局北京城市气象研究院北京100081 北京应用气象研究所北京100029 上海卫星工程研究所上海200240

基于WRF预报模式、WRFDA Hybrid集合变分同化系统和ETKF方法,构建了面向城市气象观测网数据的快速更新混合同化系统。针对北京地区地基微波辐射计和风廓线雷达组网观测资料数据同化,开展了静态背景误差调整因子(特征长度尺度因子和方差... 详细信息

基于WRF预报模式、WRFDA Hybrid集合变分同化系统和ETKF方法,构建了面向城市气象观测网数据的快速更新混合同化系统。针对北京地区地基微波辐射计和风廓线雷达组网观测资料数据同化,开展了静态背景误差调整因子(特征长度尺度因子和方差因子)、局地化距离和集合权重系数4个重要参数敏感性试验研究。试验结果表明:当温度、相对湿度、u风和v风的特征长度尺度因子和方差因子分别调整为0.7/1.0、1.0/1.0、0.7/1.0和0.7/1.0,局地化距离和集合权重系数分别调整为11.2 km和0.5时,快速更新混合同化系统的分析场均方根误差最小。为对比三种常用同化方案,开展了默认参数混合同化、最优参数混合同化、三维变分同化对比试验,试验结果表明:在针对北京地区地基微波辐射计和风廓线雷达组网观测资料的快速更新同化预报试验中,混合同化方案表现优于三维变分,同时相对于默认参数混合同化方案,最优参数混合同化方案的风场、温度及湿度的分析场和预报场得到了进一步改善:风温湿的分析场均方根误差分别最大降低了13%、19%和5%,12~24 h预报场的均方根误差分别最大降低了2%、12%和5%。

关键词：快速更新同化集合变分同化静态背景误差调整因子

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Aeolus水平径向风速产品资料同化在台风预报中的应用研究

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大气科学 2024年第3期48卷 893-905页

作者：季凌潇鲍艳松温渊李欢丁佳丽南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象环境卫星工程与应用联合实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 上海卫星工程研究所上海200240 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

为评价星载激光测风雷达产品资料同化对台风预报的影响,以2020年台风“黑格比”和2019年台风“利奇马”为例,选用Aeolus卫星的水平径向风速产品,开展星载激光测风雷达资料同化及其对台风预报影响研究。首先基于ERA5再分析资料对Aeolus... 详细信息

为评价星载激光测风雷达产品资料同化对台风预报的影响,以2020年台风“黑格比”和2019年台风“利奇马”为例,选用Aeolus卫星的水平径向风速产品,开展星载激光测风雷达资料同化及其对台风预报影响研究。首先基于ERA5再分析资料对Aeolus产品进行统计检验和偏差订正,并统计各高度层观测背景差的均方差作为观测误差用于同化试验。然后通过WRFDA(Weather Research and Forecast Model Data Assimilation)模式同化Aeolus产品并利用WRF(Weather Research and Forecast Model)模式开展预报试验。试验结果表明,Aeolus产品精度较高,统计所得各层观测误差在3~5 m s^(-1)范围且随高度的升高而增大,订正后资料满足三维变分同化无偏假设;在台风“黑格比”和“利奇马”期间同化该产品能使模式具备更加合理的环流形势,能够有效提高对台风“黑格比”和“利奇马”路径及强度的预报效果。

关键词： Aeolus卫星水平径向风速资料同化台风预报

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云微物理过程对黄山云滴谱离散度的影响

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大气科学学报 2022年第4期45卷 630-640页

作者：芮雪陆春松朱磊王元银燕陈魁南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

利用2008年4—7月、2009年5—8月和2011年5—9月黄山光明顶的云滴谱观测资料,对离散度和体积平均半径之间的关系进行了深入的分析和讨论。结果表明,随着体积平均半径的增大,离散度与体积平均半径之间的相关从正变成负,主要与活化、凝结... 详细信息

利用2008年4—7月、2009年5—8月和2011年5—9月黄山光明顶的云滴谱观测资料,对离散度和体积平均半径之间的关系进行了深入的分析和讨论。结果表明,随着体积平均半径的增大,离散度与体积平均半径之间的相关从正变成负,主要与活化、凝结、蒸发和去活化有关,与以往研究一致。在此基础上,进一步发现负相关比较弱,主要与碰并过程有关。当云雨自动转化阈值函数增大时,碰并增强,离散度与体积平均半径之间的相关性由负转正,且正相关性逐渐增强。碰并导致的正相关削弱了凝结和蒸发导致的负相关。此外,尽管云滴谱出现了双峰谱,但第一档强度(第一档浓度除以总的浓度)仍然可以很好地区分正负相关性。

关键词：云滴谱云微物理过程离散度体积平均半径黄山

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南京市不同天气过程下颗粒物中水溶性离子分布特征及其来源解析

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环境科学 2021年第2期42卷 564-573页

作者：张扬王红磊刘安康陈魁张艺馨刘思晗南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044

于2018年11月16~28日使用在线气体组分及气溶胶监测系统MARGA ADI 2080观测了南京市颗粒物中的水溶性无机离子和一些痕量气体,结合气象要素和探空数据,分析了霾、雾、清洁和降水这4类过程中污染物及水溶性离子的分布特征及其昼夜差异.... 详细信息

于2018年11月16~28日使用在线气体组分及气溶胶监测系统MARGA ADI 2080观测了南京市颗粒物中的水溶性无机离子和一些痕量气体,结合气象要素和探空数据,分析了霾、雾、清洁和降水这4类过程中污染物及水溶性离子的分布特征及其昼夜差异.结果表明,在4类过程中PM_(2.5)平均浓度(μg·m^(-3))在26.9(降水)~96.4(霾),而总水溶性离子浓度(μg·m^(-3))在23.7(降水)~89.7(霾).在霾和雾过程中离子浓度大小排序为NO_(3)^(-)>NH_(4)^(+)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>K^(+)>Ca^(2+)>Na^(+)>Mg(2+),而在清洁和降水过程中为NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>NH_(4)^(+)>Cl^(-)>Ca^(2+)>K^(+)>Na^(+)>Mg(2+).水溶性离子的昼夜分布特征在4类过程中差异较大,但昼夜间SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)(SNA)均呈现出在霾>雾>清洁>降水过程中的特征.由PMF源解析结果分析得到,二次源是影响霾的主导因素,二次源、海盐及燃烧源是雾过程的主要污染来源,降水过程对燃煤源和二次源的清除作用较清洁过程更明显.

关键词：南京市雾霾水溶性离子昼夜差异 PMF源解析

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黄土高原典型城市臭氧特征及其影响因子分析

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环境科学学报 2023年第4期43卷 1-13页

作者：高美美朱彬施双双蒋伊蓉方堃赵红兰万慧刘慧敏榆林市气象局榆林市能源化工气象服务重点实验室榆林719000 陕西省气象局秦岭与黄土高原生态环境气象重点实验室西安710016 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044

利用同期近地面臭氧、NO_(2)及气象数据,对比研究了黄土高原及周边不同背景环境城市(包括鄂尔多斯、榆林、银川、延安、西安、咸阳)臭氧浓度变化特征以及NO_(2)、气象要素对其的影响,发现2016—2020年各城市臭氧浓度年际变化均呈现先上... 详细信息

利用同期近地面臭氧、NO_(2)及气象数据,对比研究了黄土高原及周边不同背景环境城市(包括鄂尔多斯、榆林、银川、延安、西安、咸阳)臭氧浓度变化特征以及NO_(2)、气象要素对其的影响,发现2016—2020年各城市臭氧浓度年际变化均呈现先上升后下降的趋势,5 a平均浓度从高到低排序为咸阳>西安>榆林>银川>鄂尔多斯>延安;各城市2017年(鄂尔多斯2018年)臭氧浓度最高、超标倍数最大,超标污染日数也最多;西安、咸阳2016—2019年出现超标,榆林、银川2017年、2018年超标,鄂尔多斯2018年超标,延安未出现超标.臭氧浓度月变化、日变化呈“单峰”结构,延安月均峰值出现在5月或6月,其他城市出现在6月或者7月,各城市于12月出现波谷;高纬度地区比低纬度地区早1个月出现臭氧超标;臭氧浓度日最高值出现在15:00—16:00,最低值出现07:00—08:00,夏季日最高值、最低值出现的时间要比冬季早;日变化幅度夏季最大,冬季最小.NO_(2)日平均浓度及最大值从高到低排序:西安>咸阳>延安>榆林>银川>鄂尔多斯;鄂尔多斯NO_(2)浓度日变化呈现双峰分布,其它城市不明显;各城市臭氧和NO_(2)浓度呈相反的日变化特征;受背景臭氧浓度较高影响,鄂尔多斯臭氧日平均浓度始终比NO_(2)日平均浓度高,且高于其他城市臭氧日平均浓度.臭氧与气压、湿度负相关,与气温、最高气温、日照、能见度、风速正相关,与降水负相关或相关不显著,气温和最高气温对臭氧浓度影响最大,其次是气压,然后是日照和能见度,而湿度、风速影响最小.臭氧超标频次最多风向,西安出现在ENE风向,咸阳出现在E风向或ENE风向,延安出现在NE风向,榆林出现在SE风向,鄂尔多斯出现在SSE风向或SSW风向,银川出现在N风向或NNE风向.

关键词：黄土高原近地面臭氧气象要素 NO_(2)

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基于变分订正TROPOMI卫星数据的京津冀地区NO_(2)时空变化与气象影响分析

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环境科学学报 2023年第4期43卷 111-120页

作者：辛雨珊孟凯赵天良吴明张欣田艳婷焦亚音马志淳罗悦函卢硕南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 河北省气象科学研究所石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050021 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050021

为研究京津冀地区NO_(2)时空变化与气象条件影响,本文利用变分方法订正TROPOMI卫星NO_(2)遥感数据,结合环境气象评估指数(EMI)分析气象条件对NO_(2)浓度变化的影响.结果表明,经过变分方法订正过的NO_(2)浓度具有更可靠和高分辨率的时空... 详细信息

为研究京津冀地区NO_(2)时空变化与气象条件影响,本文利用变分方法订正TROPOMI卫星NO_(2)遥感数据,结合环境气象评估指数(EMI)分析气象条件对NO_(2)浓度变化的影响.结果表明,经过变分方法订正过的NO_(2)浓度具有更可靠和高分辨率的时空分布特征.京津冀西北部地区的NO_(2)浓度低,东部和南部浓度较高.北部燕山、西部太行山形成的半包围地形阻挡了大气污染物在京津冀平原地区的扩散,产生了不利的气象条件.其中,燕山南部的北京、天津和唐山以及太行山东部的保定、石家庄、邢台、邯郸等地气象条件较差,而高海拔地区的张家口、承德、秦皇岛大气扩散条件较好.NO_(2)浓度在春、夏季受到气象条件变化的显著影响,而在秋、冬季受到气象条件变化的影响较小.气象条件对NO_(2)不同浓度区间的作用不同,NO_(2)浓度较低和较高时气象条件对其作用更为显著,而浓度处于转折区间时,气象条件对其影响较小.本研究开展的TROPOMI卫星变分订正、NO_(2)浓度时空分布特征及气象条件影响分析为提升区域大气环境变化中气象作用的认识提供了参考.

关键词： NO_(2) 时空变化 TROPOMI卫星数据变分订正方法环境气象评估指数(EMI) 气象影响京津冀

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沈阳市PM2.5和O3的协同关系分析

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地球与环境 2025年

作者：窦子依苏枞枞祖彪费罗兰于兴娜南京信息工程大学中国气象局气溶胶–云–降水重点开放实验室辽宁省沈阳生态环境监测中心辽宁省生态环境监测中心浙江省杭州生态环境监测中心

利用2020年沈阳市大气PM2.5和O3逐小时质量浓度的观测数据，研究不同时间尺度下PM2.5和O3（P-O）的协同关系，利用相关系数对P-O关系进行分析，并评估化学组分和气象条件对这一关系的影响。结果表明，在小时尺度上，春秋冬季P-O关系为... 详细信息

利用2020年沈阳市大气PM2.5和O3逐小时质量浓度的观测数据，研究不同时间尺度下PM2.5和O3（P-O）的协同关系，利用相关系数对P-O关系进行分析，并评估化学组分和气象条件对这一关系的影响。结果表明，在小时尺度上，春秋冬季P-O关系为负相关（P<0.01），而夏季无显著相关性；在日均尺度上，春夏季P–O关系呈显著正相关（P<0.01），其中夏季正相关较强，冬季则保持负相关。化学组分分析表明：在小时尺度上，夏季O3与NH4+、二次有机碳呈显著正相关，而其他季节则由一次有机碳、一次PM2.5和O3的负相关主导。日均尺度分析显示，夏季PM2.5主要化学组分均与O3呈正相关，秋季主要受NH4+的正相关主导，其他季节则主要受二次有机碳和一次PM2.5的影响。气象要素在不同季节和时间尺度会削弱P–O正相关或增强P–O负相关，温度始终与O3呈正相关，夏季尤为显著；对PM2.5的影响夏季呈正相关，其他季节为负相关。相对湿度对PM2.5的正相关性在日均尺度更为显著，与O3的负相关在日均尺度更强。风速与O3在小时尺度为中等正相关，日均尺度相关性较弱；对PM2.5的影响则始终表现为负相关。

关键词： PM O 相关性分析化学组分气象要素

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沈阳市臭氧污染特征及其影响因素

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生态环境学报 2024年第1期33卷 72-79页

作者：蒋伯琪浮天程昳璇苏枞枞沈建东于谨铖于兴娜南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室江苏南京210044 辽宁省沈阳生态环境监测中心辽宁沈阳110000 浙江省杭州生态环境监测中心浙江杭州310012

近年来中国城市O_(3)污染问题日益突出,近地面O_(3)已成为沈阳市的主要空气污染物之一。基于沈阳市2019年近地面臭氧(O_(3))及其前体物(VOCs和NO_(2))的逐时数据,结合同期气象观测资料,研究了2019年沈阳大气O_(3)的季节变化特征,分析了V... 详细信息

近年来中国城市O_(3)污染问题日益突出,近地面O_(3)已成为沈阳市的主要空气污染物之一。基于沈阳市2019年近地面臭氧(O_(3))及其前体物(VOCs和NO_(2))的逐时数据,结合同期气象观测资料,研究了2019年沈阳大气O_(3)的季节变化特征,分析了VOCs和NO_(2)以及气象条件对O_(3)生成的影响;利用最大增量反应活性法(MIR)估算了沈阳大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并运用正交矩阵因子分解法(PMF)进行了沈阳夏季VOCs的来源解析。结果表明:2019年沈阳市O_(3)平均质量浓度夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低;四季O_(3)日变化特征均表现为单峰型,质量浓度峰值出现在14:00左右,谷值出现在07:00左右。沈阳市O_(3)质量浓度与温度、风速均呈现正相关关系(P=0.001,P=0.005),与相对湿度呈负相关关系(P=0.005);当温度达到30.0℃以上,O_(3)质量浓度明显升高;风速低于3.0 m·s^(-1)时O_(3)质量浓度小于75.0μg·m^(-3),而风速超过4.0 m·s^(-1)时O_(3)质量浓度迅速升高至100μg·m^(-3);湿度小于20%时O_(3)质量浓度较高,当湿度大于80%时O_(3)质量浓度显著降低,由75.0μg·m^(-3)降低至58.7μg·m^(-3)。O_(3)平均质量浓度与前体物VOCs和NO_(2)质量浓度呈负相关关系(P=0.005),O_(3)平均质量浓度最大值对应的NO_(2)质量浓度区间为20.0-30.0μg·m^(-3)。2019年沈阳市大气VOCs的臭氧生成潜势依次表现为烯烃>芳香烃>烷烃>炔烃,烯烃在4个季节均为最大贡献者,表明烯烃对沈阳市O_(3)生成具有重要贡献。夏季沈阳市VOCs主要来源于石油化工源、溶剂使用源、液化石油气污染源、燃烧源和机动车排放源。沈阳作为我国传统重工业基地,加强对石油化工、溶剂使用和燃料挥发等方面的监管是降低沈阳市大气O_(3)质量浓度水平的有效途径。该研究可以为沈阳市O_(3)污染治理提供重要参考。

关键词：沈阳臭氧 VOCs 污染特征气象条件臭氧生成潜势来源解析

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广州塔闪电光谱特性分析

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光学学报 2023年第12期43卷 335-345页

作者：王雪娟王海通化乐彦吕伟涛陈绿文马颖齐奇武斌许伟群杨静张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料,详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性,并通过对比实测的一组氮原子(NI)[856.8 nm, 859.4 nm, 862.9 nm]多重态的谱线强度比... 详细信息

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料,详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性,并通过对比实测的一组氮原子(NI)[856.8 nm, 859.4 nm, 862.9 nm]多重态的谱线强度比和理论计算值之比,验证了闪电近红外光辐射满足光学薄条件。结果表明:3个回击放电通道约在200 m以下发光较强;在回击放电初期,当向上传输的电流波还未到达通道顶部时,底部通道径向辐射光谱由较强的离子线和较弱的中性原子线组成,而通道顶部径向辐射光谱主要取决于下行先导,由较弱的离子线和较强的中性原子线组成;当回击电流波向上传输到通道顶部后,整个通道径向辐射出很强的离子线和很强的中性原子线,且离子线总强度和原子线总强度均随通道高度的增加而减小;在回击放电70μs以后,200 m以上通道离子线总强度和原子线总强度随通道高度的增加基本保持不变。此观测结果也直接证实了闪电放电通道由一个辐射离子线的高温核心和一个辐射中性原子线温度相对较低的外围电晕组成。

关键词：光谱学可见光谱近红外光谱广州塔闪电放电通道光学薄

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碳中和情景下我国CO2与臭氧前体物协同减排特征分析

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中国环境科学 2024年

作者：金宇翔侯雪伟洪蕾赵天良周逸超南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室生态环境部南京环境科学研究所

“双碳”目标下，我国未来空气质量变化趋势亦备受关注.本研究基于中国未来排放动态评估模型（DPEC）预估的排放清单，分析了碳中和情景下二氧化碳(CO2)、挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物(NOx)的人为排放时空变化特征，并与共享社会经... 详细信息

“双碳”目标下，我国未来空气质量变化趋势亦备受关注.本研究基于中国未来排放动态评估模型（DPEC）预估的排放清单，分析了碳中和情景下二氧化碳(CO2)、挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物(NOx)的人为排放时空变化特征，并与共享社会经济路径（SSP）中两个SSP1情景进行对比.研究结果表明，在DPEC碳中和情景中，我国CO2人为排放在2030年达峰，2060年相比2020年将减排93%，减排量介于两个SSP情景（SSP1-1.9和SSP1-2.6）预估值之间.VOCs和NOx的人为排放量自2020年起呈持续下降趋势，直至2060年分别减排65%和88%.相较两个SSP情景，DPEC中VOCs减排偏弱而NOx减排偏强.不同行业源对减排的贡献及其空间分布也存在差异，CO2减排主要来自电力源和工业源，VOCs和NOx交通源减排较明显，2060年工业源排放将成为CO2，VOCs和NOx的最主要来源.总体而言，DPEC碳中和情景更为贴近我国未来减排趋势，在相关行业按期达成减排目标的前提下可以体现协同减排特征.

关键词：碳中和情景人为排放 DPEC SSP

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