检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学学报 2017年第10期37卷 3876-3884页

作者：常嘉成赵天良谭成好张朝能史建武吉正元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南京210044 昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500 玉溪市环境监测站玉溪653100

云南高原的清洁大气环境及其潜在变化是一个值得深入研究的大气环境问题.本文选择云南高原重要工业城市—玉溪作为研究区域,基于中尺度空气质量模式WRF-Chem,开展玉溪市的大气环境容量模拟估算.同时,以2015年冬、春、夏、秋季主要大气... 详细信息

云南高原的清洁大气环境及其潜在变化是一个值得深入研究的大气环境问题.本文选择云南高原重要工业城市—玉溪作为研究区域,基于中尺度空气质量模式WRF-Chem,开展玉溪市的大气环境容量模拟估算.同时,以2015年冬、春、夏、秋季主要大气污染物模拟为基础,采用以我国环境空气质量标准(GB3095—2012)为约束目标的WRF-Chem模拟迭代大气环境容量算法,设置3 km的精细分辨率,计算得到2015年玉溪市一次PM_(10)、一次PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的大气环境容量分别为1.284×10~4、0.854×10~4、1.917×10~4、1.796×10~4和51.556×10~4t·a^(-1).最后,研究了整个玉溪市区域和城区大气环境容量的季节变化特征,结果发现,各污染物冬季大气环境容量最小,除PM_(2.5)外的污染物均在春季大气环境容量最大.玉溪市城区剩余容量占全市的比例均在40%左右,反映了工业发展和城市化带来的大气环境的城乡差异及可能的环境变化效应.

关键词：大气环境容量 WRF-Chem 空气质量玉溪

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青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化

青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化

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第35届中国气象学会年会

作者：罗仕陆春松刘延刚卞建春杨素英郭小浩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美国布鲁克海文国家实验室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

云覆盖了地球60%-70%的面积,云量、云高及云中微物理量的变化都可能导致地气系统中净辐射强迫、全球能量平衡和气候发生显著的变化。此外,在地气系统中云是水循环的重要环节,其能够将大气中的水汽快速地变为液态/固态水,另外,云中释放... 详细信息

云覆盖了地球60%-70%的面积,云量、云高及云中微物理量的变化都可能导致地气系统中净辐射强迫、全球能量平衡和气候发生显著的变化。此外,在地气系统中云是水循环的重要环节,其能够将大气中的水汽快速地变为液态/固态水,另外,云中释放的潜热是大气中各种尺度天气现象和大气运动的重要能量来源,所以,在整个地气系统中,云具有举足轻重的作用。然而,在与云相关的过程中,云与干空气之间的夹卷混合过程不仅会导致云中微物理量（云内含水量、云滴数浓度、云滴粒径）和云滴谱的变化,影响云中降水过程的形成,而且还会影响云-气候之间的相互反馈以及气溶胶间接效应的评估。但目前对该过程的理论认识还不够充分,因而在现有的数值模式中对该过程的表述往往是进行简单的假设,这种简单粗糙的处理方式制约着模式中云和降水的模拟效果。本文采用一个考虑云与干空气之间相互作用的显式混合气泡模式（EMPM）,该模式能够模拟小至柯尔莫戈洛夫尺度（1mm）的湍流作用,并呈现云内空气和干空气之间相互混合过程中每个云滴粒径的变化。在EMPM中,结构为20m（长）×1mm（宽）×1mm（高）的水平一维气块从云底开始绝热抬升,云滴经历凝结增长过程并随机分布在该气块中,当气块到达夹卷混合高度时,气块不再抬升,干空气和气块之间开始等压混合,卷入气块中的干空气与气块之间随机等比例替换,在湍流的作用下干空气块破碎成不同尺度的不饱和气块并随机分布在云内,云滴根据其周围水汽过饱和度的变化发生不同程度的蒸发/凝结。当湍流形变使干空气块达到次网格尺度时,干空气与云滴间分子扩散起主要作用。此外在该模式中输入青藏高原第三次大气科学试验（TEPIX-III）那曲地区夏季7、8月份的激光云高仪数据、气象要素以及气溶胶探空数据作为模式的初始值,进行了约23000次敏感性试验,模拟青藏高原的地区云与干空气之间的夹卷混合过程,用于研究云内夹卷混合过程均匀程度随混合时间和垂直高度的演变,探究干空气相对湿度、湍流耗散率、卷入云内干空气比例及云内云滴数浓度对该过程的影响,同时对未消散的12000次试验中云内微物理的变化进行参数化,结果表明:该地区云中夹卷混合过程的均匀程度整体较高,但从低层到高层逐渐增大,对应的夹卷混合机制从非均匀混合机制向均匀混合机制演变,因低层云滴经历的凝结增长时间较短,尺度小于高层云滴,故在混合蒸发过程中低层云滴更容易发生完全蒸发,夹卷混合机制越趋向非均匀。其次,在夹卷混合过程中,均匀混合百分比随时混合时间的演变大致呈现出三种趋势,分别为无峰型,均匀混合程度逐渐减小,云内云滴以部分蒸发为主,随着混合的进行,云滴完全蒸发的比例逐渐增加,对应均匀夹卷混合机制向非均匀转变;单峰型,均匀混合程度先减小后增加,云中云滴先以部分蒸发为主,随着混合过程的进行,云滴完全蒸发的数量逐渐增加,但整体表现为小云滴数量增加并累积（第一阶段）,随着过程的继续进行,小云滴出现完全蒸发大量减少（第二阶段）,干空气块仍未达到饱,云滴部分蒸发比重逐渐增加小云滴再次出现累积（第三阶段）,但因干空气相对湿度的增加,其累积的幅度小于第一阶段。当干空气达到饱和,均匀混合程度不再变化,对应夹卷混合机制从均匀混合向非均匀混合变化再向均匀混合演变;多峰型,均匀混合程度先减小后增加交替变化,干空气块经历第三阶段后仍未达到饱和,累积的小云滴大量完全蒸发,均匀混合程度再次减小,随着混合过程的进行,再次出现小云滴的累积,均匀混合程度增加,但这种交替变化的幅度逐渐减小,对应的夹卷混合机制在非均匀和均匀之间交替演变。另外,当卷入干空气的相对湿度较大时,均匀混合程度的演变通常呈现为无峰型,随着干空气的相对湿度的逐渐的减小,需要云滴蒸发的总量增加,均匀混合程度逐渐呈现出单峰型和多峰型;当云中湍流耗散率较大时,大多数云滴处于近乎相同的不饱和环境,云滴以部分蒸发为主,均匀混合程度逐渐减小表现为无峰型。随着湍流耗散率的减小,湍流作用减弱,与干空气相接触的云滴会出现完全蒸发,云滴数浓度短时间内大幅度减小,非均匀混合程度增加,干空气相对湿度也大幅增加,随着混合过程的继续,云滴部分蒸发占主导,小云滴累积,均匀混合程度增加,在接下来的过程中小云滴大量减少,均匀混合程度减小,若干空气未达到饱和,均匀混合程度的变化趋势将出现交替变化;当卷入云内干空气比例较小时,均匀混合程度的变化趋势呈现出三种峰型,随着混合比例的增加,需要云滴蒸发的总量增加,多峰型和单峰型逐渐消失,但无峰型的变化趋势几乎不变;当云内云滴数浓度较大时,形成的云滴尺度较小,更容易发生非均匀混合,因而均匀混合程度的值更小,但其变化的趋势基本不变。此外,利用未消散个例建立的云中夹卷混合过程的参数化方案可以应用到天气预报模式中作进一步研究。

关键词：云云微物理量云与干空气夹卷混合参数化

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江北新区含碳气溶胶的排放特征及来源解析

江北新区含碳气溶胶的排放特征及来源解析

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《环境工程》2018年全国学术年会

作者：曹琪敏邹嘉南张玮航戴明明於清源安俊琳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中山大学大气科学学院兰州大学大气科学学院

于2016年1月8日至22日（冬季）和7月2日至22日（夏季）分别在江北新区5个不同功能区进行了PM2.5气溶胶膜采样,同时采集了观测期间环境气象参数,利用Model 2001A热/光碳分析仪分析了气溶胶碳成分。结果表明:1)冬季农业源对OC(（16.1±... 详细信息

于2016年1月8日至22日（冬季）和7月2日至22日（夏季）分别在江北新区5个不同功能区进行了PM2.5气溶胶膜采样,同时采集了观测期间环境气象参数,利用Model 2001A热/光碳分析仪分析了气溶胶碳成分。结果表明:1)冬季农业源对OC(（16.1±6.4）μg/m)和SOC(（4.9±3.3）μg/m)贡献较大;工业源对EC(（4.5±2.1）μg/m)和POC(（11.0±5.0）μg/m)贡献较大。夏季农业源对SOC(（5.0±2.9）μg/m)贡献较大;商业源对OC(（11.4±1.7）μg/m)、POC(（7.4±3.2）μg/m)贡献较大;船舶交通源对EC(（2.7±0.8）μg/m)贡献最大。2)冬季EC和POC最大浓度均大于其夏季的最大浓度,冬夏两季农业区的OC和SOC浓度均处于较高水平。

关键词：碳气溶胶功能区有机碳无机碳源解析

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静止轨道微波大气探测技术现状

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国土资源遥感 2017年第4期29卷 1-5页

作者：钱博曹岸杰吴莹王鹏凯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/中国气象局气溶肢与云降水重点开放实验室南京210044 上海卫星工程研究所上海200240

极轨卫星的微波大气探测系统可以探测云雨大气,但其较长时间的探测周期在相当程度上限制了其在中小尺度灾害性天气监测中的应用。静止卫星虽然可以实现高时间分辨率的监测,但由于缺少微波载荷无法获取云雨大气的内部信息。综合极轨卫星... 详细信息

极轨卫星的微波大气探测系统可以探测云雨大气,但其较长时间的探测周期在相当程度上限制了其在中小尺度灾害性天气监测中的应用。静止卫星虽然可以实现高时间分辨率的监测,但由于缺少微波载荷无法获取云雨大气的内部信息。综合极轨卫星的微波大气探测和静止卫星的高时效大气探测的优势,发展静止轨道微波大气探测技术,实现对地球大气的全天候、全天时观测,对改进灾害性天气的预报、预测能力意义重大。通过介绍静止轨道微波大气探测(geostationary earth orbit microwave atmospheric sounding,GEOMAS)技术的国内外研究现状,阐述了GEOMAS技术所面临的困难和挑战,分析了真实孔径天线体制和干涉式合成孔径天线体制的优劣,并对GEOMAS的技术发展前景进行展望。

关键词：静止轨道微波大气探测干涉式合成孔径天线体制真实孔径天线体制

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W波段毫米波云雷达技术的研究进展

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气象科技 2017年第5期45卷 765-775页

作者：王金虎魏鸣张其林李祥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南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 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南京210044 南京信息工程大学大气科学与环境气象国家级实验教学示范中心南京210044

毫米波雷达相比于厘米波雷达对非降水云的观测具有更高的灵敏度,因此世界发达国家已经广泛利用毫米波雷达进行云的观测实验。国内的毫米波云雷达受器件及加工工艺的限制仍处于发展阶段,在此背景下本文从地基、机载以及星载3个方面对国内... 详细信息

毫米波雷达相比于厘米波雷达对非降水云的观测具有更高的灵敏度,因此世界发达国家已经广泛利用毫米波雷达进行云的观测实验。国内的毫米波云雷达受器件及加工工艺的限制仍处于发展阶段,在此背景下本文从地基、机载以及星载3个方面对国内外W波段毫米波云雷达进行总结,根据毫米波雷达的天线、发射电路、接收电路以及信号处理4个方面分析其原理框图及性能参数,最后利用英国Chilbolton观测场的94GHz Galileo雷达对2008年4月4日的非降水云进行回波数据的分析,结果表明Galileo毫米波雷达能够很好地对云以及雾进行探测,其结论为国内W波段毫米波云雷达的设计提供借鉴。

关键词： W波段毫米波雷达云射频电路

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利用WRF-Chem模式模拟分析人为气溶胶对台风Fitow(1323)强度及降水的影响

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大气科学 2017年第5期41卷 960-974页

作者：沈新勇姜晓岑柳笛祖繁樊曙先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南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心南京210044 江苏省气象科学研究所南京210009 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

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析... 详细信息

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析了人为气溶胶对台风的影响。结果表明:人为气溶胶对台风移动路径影响较小。人为气溶胶增加,台风强度减弱,台风主体总累积降水量减少,靠近陆地阶段台风主体降水率减少。气溶胶的增多可提供更多的凝结核,台风外围云水增加,更多的云水可上升至冻结层以上形成过冷水,促进冰相粒子的形成,释放的潜热增加,使外围对流增强,降水增加。台风外围对流的发展,使低层入流的暖湿空气更多的在外围上升,向台风中心的入流减弱,眼墙的发展减弱,降水减少,台风强度减弱。台风外围的对流发展弱于眼墙的对流,降水仍以眼墙区为主,使累积降水量和降水率整体上表现为减少。

关键词：台风强度降水人为气溶胶 WRF-Chem模式

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夹卷混合过程对青藏高原云滴谱及微物理量影响的数值模拟研究

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中国科技论文 2017年第9期12卷 972-977页

作者：罗仕陆春松郭小浩李扬薛舒航南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 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南京210044 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

夹卷混合过程对云滴谱(cloud droplet size distribution,CDSD)具有重要影响。在1个考虑夹卷混合过程的气泡模式中,利用青藏高原第3次大气科学试验(TEPEX-III)那曲观测站探空资料,通过敏感性试验,研究不同相对湿度(relative humidity,R... 详细信息

夹卷混合过程对云滴谱(cloud droplet size distribution,CDSD)具有重要影响。在1个考虑夹卷混合过程的气泡模式中,利用青藏高原第3次大气科学试验(TEPEX-III)那曲观测站探空资料,通过敏感性试验,研究不同相对湿度(relative humidity,RH定义为Φ)的环境空气被夹卷进入云之后对云滴谱及微物理量的影响。结果表明:夹卷过程的稀释作用使绝热云滴谱中各个尺度云滴的数浓度同等程度的减少,但谱型不变。夹卷空气的Φ值越低,云滴蒸发越强,为了使空气达到饱和需要更多的云滴完全蒸发,因此在混合过程中云滴的数浓度、体积平均半径、含水量减幅越大,混合过程完成后这些量越小,云滴谱内小云滴数浓度越大,峰值数浓度越低且其对应半径越小,谱越宽。基于以上模式结果,夹卷混合过程会使得云滴谱向小滴方向增宽,导致小云滴数量大幅增加大云滴数量减少,抑制云中降水的形成,减弱对流的发展。

关键词：数值模拟夹卷混合云滴谱微物理参量

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青藏高原气溶胶对云中夹卷混合机制的影响及参数化

青藏高原气溶胶对云中夹卷混合机制的影响及参数化

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第五届青年地学论坛

作者：罗仕陆春松刘延刚卞建春杨素英郭小浩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南京210044 美国布鲁克海文国家实验室厄普顿 11973 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京10029

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城市近地层气态污染物的垂直分布特征

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环境化学 2017年第8期36卷 1752-1759页

作者：周焱博竺夏英潘月鹏田世丽刘全孙扬安俊琳王跃思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南京210044 中国科学院大气物理研究所LAPC 北京100029 国家气候中心北京100081 北京市气象局北京100089

为研究大气污染物在近地层内的垂直分布规律,2009年2月10—25日利用被动采样器在北京325 m气象铁塔10个高度(8、15、47、80、120、160、200、240、280、320 m)对SO_2、NO_2、O_3、NH_3和苯系物(苯benzene、甲苯toluene、乙苯ethylbenzene和二甲苯xylene)共8种大气污染物浓度进行了同步观测.结果表明,北京城区冬季污染物浓度具有明显的垂直变化特征,污染物浓度从近地面开始逐渐上升,在80—160 m以内的某一高度到达峰值后逐渐下降;200—300 m范围内,大气污染物浓度的垂直变化幅度相对较小,浓度值与地面接近;200 m以下各种污染物浓度的变化比较剧烈,浓度极大值出现的高度有所不同,O_3、SO_2和NH_3极大值位于160 m,苯和NO_2极大值出现在120 m,甲苯、乙苯和二甲苯极大值在80 m处.污染物在不同高度富集可能与污染源排放高度、城市冠层的热动力作用和气象因素有关,区分这些因素的各自贡献尚需进一步研究.

关键词：气态污染物城市边界层垂直分布逆温层北京

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复杂建筑物尖端雷击概率的模拟研究

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电瓷避雷器 2017年第3期 14-20页

作者：王梦寒侯文豪张其林申元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南京210044 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217

在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但广泛应用于确定建筑物雷击点的滚球法并没有考虑上行正极性先导的始发过程。因此,基于充分考虑了闪电先导及其连接过程的物理先导模型,选取不... 详细信息

在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但广泛应用于确定建筑物雷击点的滚球法并没有考虑上行正极性先导的始发过程。因此,基于充分考虑了闪电先导及其连接过程的物理先导模型,选取不同形状的建筑物对建筑物的雷击点概率问题进行了研究,通过估计复杂建筑物拐角等尖端处始发稳定的上行先导所必需的背景电场来确定建筑物雷击点的概率。结果表明:下行先导接近地面建筑物时上行先导首先起始的位置成为雷击点的概率比较高;除此之外,判断建筑物雷击点时不仅仅依赖于滚球法中强调的雷击电流的大小,建筑物的几何形状及周围因素对雷击点的估测也是不可忽视的。基于本文的研究结果可为建筑物的雷击状况的分析和今后解决复杂建筑物的雷电防护等实际应用问题提供了较好的依据。

关键词：雷击点上行正极性先导复杂建筑物雷电防护

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