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第35届中国气象学会年会

作者：胡译文臧增亮马晓燕梁延飞赵定池尤伟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国防科技大学气象海洋学院中国人民解放军32145部队中国人民解放军75839部队

1引言大气-化学耦合模式是污染物预报预警和气候效应研究的重要工具,对于任何大气化学模式而言,准确的气象场条件都是污染物预报的前提[1～3]。对于单纯的大气模式而言,气象初始场对模式短期预报有着至关重要的影响,资料同化是改进模式... 详细信息

1引言大气-化学耦合模式是污染物预报预警和气候效应研究的重要工具,对于任何大气化学模式而言,准确的气象场条件都是污染物预报的前提[1～3]。对于单纯的大气模式而言,气象初始场对模式短期预报有着至关重要的影响,资料同化是改进模式初始场的有效手段。本文基于GSI系统同化国内的自动站和雷达资料并将结果于WRF-Chem进行对接,对2017年11月4日的一次污染过程进行模拟和预报,分析气象资料同化对PM2.5浓度的影响。

关键词：资料同化 WRF-Chem GSI PM2.5

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两种相态降水粒子对微波、毫米波衰减特性的影响分析

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遥感技术与应用 2017年第6期32卷 1048-1055页

作者：王金虎葛俊祥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江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 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江苏南京210044 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江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

厘米波雷达和毫米波雷达已广泛应用于云以及降水的观测,实际观测时会遇到不同相态(液相或者冰相)的降水粒子,研究气象雷达电磁波探测两种相态降水粒子时衰减特性的差异有助于更好地利用雷达回波信息反演降水粒子的微物理参数。假设气象... 详细信息

厘米波雷达和毫米波雷达已广泛应用于云以及降水的观测,实际观测时会遇到不同相态(液相或者冰相)的降水粒子,研究气象雷达电磁波探测两种相态降水粒子时衰减特性的差异有助于更好地利用雷达回波信息反演降水粒子的微物理参数。假设气象雷达发射的频率分别为3、6、10GHz(厘米波雷达)以及35、94、140、220GHz(毫米波雷达),研究两种相态球形降水粒子的复介电常数随温度以及频率的变化,利用Lorenz-Mie理论研究单个降水粒子的衰减效率后发现,冰相降水粒子的振荡幅度大于液相降水粒子的幅度,虽然液相降水粒子的介电常数值大于冰相降水粒子的介电常数值。假设降水粒子谱满足M—P谱分布,计算降水粒子群的衰减系数随降雨率以及温度的变化,结果表明:当雷达发射频率≤35GHz时,液相降水粒子群的衰减系数大于冰相降水粒子群的衰减系数,但当雷达发射频率≥94GHz时,冰相降水粒子群的衰减系数大于液相降水粒子群的结果,原因在于此时冰相降水粒子衰减效率的振荡幅度及频次均大于液相降水粒子的情况。无论是冰相还是液相降水粒子群,其衰减系数随温度变化的影响较小,最后分别建立两种相态降水粒子的衰减系数与降雨率及温度的经验关系式。

关键词：厘米波气象雷达毫米波气象雷达冰相液相 M -P分布衰减特性

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华东高海拔地区夏季气溶胶数浓度及谱分布特征

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大气科学学报 2017年第3期40卷 379-389页

作者：杨素英张铁凝李艳伟赵秀勇余欣洋王启花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 国家环境保护研究院国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室江苏南京210031

利用2014年7月黄山光明顶观测获得的气溶胶数浓度、气溶胶数谱数据,对黄山夏季气溶胶数浓度及谱分布特征进行分析,并在此基础上对气溶胶数谱进行了对数正态分布拟合。研究结果表明:黄山夏季气溶胶平均数浓度约为3 518.27 cm^(-3),主要... 详细信息

利用2014年7月黄山光明顶观测获得的气溶胶数浓度、气溶胶数谱数据,对黄山夏季气溶胶数浓度及谱分布特征进行分析,并在此基础上对气溶胶数谱进行了对数正态分布拟合。研究结果表明:黄山夏季气溶胶平均数浓度约为3 518.27 cm^(-3),主要集中在爱根核模态;气溶胶平均数浓度日变化呈双峰分布,峰值浓度的出现伴随着小粒子的增多。气溶胶数浓度与相对湿度和风速成负相关,高浓度的气溶胶多出现在较弱的东南风时;积聚模态气溶胶数浓度受风向影响显著。不同气团背景下气溶胶数谱差异集中在小于100 nm和500~1 000 nm粒径范围。爱根核模态气溶胶在高湿的西南气团影响下数浓度最低、谱较窄,而高温、低湿的东南气团对应的气溶胶数浓度最高、谱最宽,北方气团对应的气溶胶数浓度和谱宽居中;500~1 000 nm粒径范围气溶胶数谱分布特征与之相反。不同背景的气溶胶数谱和体积谱均可采用爱根模态、积聚模态1和积聚模态2三个模态进行对数正态分布拟合,但不同气团背景下的各模态谱型参数差异较大。

关键词：华东高海拔地区气溶胶数谱分布对数正态分布

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超级单体向平流层输送水汽机制的数值模拟

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大气科学学报 2017年第5期40卷 675-685页

作者：金莲姬毛志远肖辉翟晴飞杨牧田黄彦彬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 海南省气象局人工影响天气中心海南海口570203 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510080 辽宁省人工影响天气办公室辽宁沈阳110166

为了揭示深对流云直接向平流层输送水汽的物理机制,利用WRF中尺度模式的理想个例运行方式对CCOPE(Cooperative Convective Precipitation Experiment)试验期间的一次超级单体进行了数值模拟。选用Thompson云微物理过程方案设置一系列初... 详细信息

为了揭示深对流云直接向平流层输送水汽的物理机制,利用WRF中尺度模式的理想个例运行方式对CCOPE(Cooperative Convective Precipitation Experiment)试验期间的一次超级单体进行了数值模拟。选用Thompson云微物理过程方案设置一系列初始云滴数浓度(N_c)进行模拟试验后发现,N_c=175 cm^(-3)情形下模拟云的最大垂直风速与实测结果最为接近,并且模拟出了超级单体。因此,本文利用该模拟结果分析了超级单体向平流层输送水汽的机制。1 min一次的输出结果表明:冻干脱水机制与本次所模拟出的平流层加湿没有直接的关系,超级单体向平流层输送水汽的主要机制可能为湍流输送机制,而升华加湿机制的作用很小。这是由于超级单体云上部的冰晶大部分被消耗而形成雪,因此被输送到平流层的主要是雪这种落速较大粒子,这种粒子不易被向上输送但又容易降落,因此升华所形成的水汽量相比湍流输送的水汽量小很多。湍流造成的水汽输送通量密度的量级约为10^(-9)kg·m^2·s^(-1)。

关键词：超级单体垂直输送平流层水汽平流层—对流层交换

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葵花8卫星AOT三维变分同化系统设计及应用

葵花8卫星AOT三维变分同化系统设计及应用

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第35届中国气象学会年会

作者：梁延飞臧增亮尤伟张添姿胡译文刘斌国防科技大学气象海洋学院中国人民解放军32145部队中国人民解放军93212部队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国人民解放军31440部队

资料同化是提高数值模式预报效果的必要条件之一。气溶胶光学厚度（aerosol optical thickness,AOT,aerosol optical depth,AOD）是整层大气铅直气柱内气溶胶消光系数的垂直积分,可以提供大气气溶胶的垂直柱浓度信息。对AOT进行同化,可... 详细信息

资料同化是提高数值模式预报效果的必要条件之一。气溶胶光学厚度（aerosol optical thickness,AOT,aerosol optical depth,AOD）是整层大气铅直气柱内气溶胶消光系数的垂直积分,可以提供大气气溶胶的垂直柱浓度信息。对AOT进行同化,可以有效提高空气质量模式的预报效果。日本新一代的静止气象卫星葵花8号（Himawari-8,H8）,于2014年10月10日发射升空,2015年7月7日开始向全球实时广播数据。日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration

关键词：三维变分同化 WRF/Chem PM 气溶胶光学厚度 AOT 葵花8

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南京北郊黑碳气溶胶污染特征及影响因素分析

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环境科学 2016年第9期37卷 3280-3289页

作者：肖思晗于兴娜朱彬何镓祺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

利用2015年1~10月黑碳小时平均质量浓度、PM2.5浓度、污染气体及常规气象观测资料,对南京北郊黑碳气溶胶的时间序列演变特征、污染特征及其影响因子进行了分析.结果表明,观测期间南京北郊黑碳浓度均值为(2 524±1 754)ng·m^(-... 详细信息

利用2015年1~10月黑碳小时平均质量浓度、PM2.5浓度、污染气体及常规气象观测资料,对南京北郊黑碳气溶胶的时间序列演变特征、污染特征及其影响因子进行了分析.结果表明,观测期间南京北郊黑碳浓度均值为(2 524±1 754)ng·m^(-3).黑碳浓度具有明显的季节变化,冬季最高,平均值达到(3 468±2 455)ng·m^(-3),春季平均值最低,为(2 142±1 240)ng·m^(-3);其日变化也具有明显的双峰结构,峰值出现在上午07:00~08:00和夜间21:00~22:00.黑碳气溶胶与NOx的相关性较好,说明黑碳浓度受机动车尾气排放的影响较大;但观测期间ΔBC/ΔCO比值较低,表明生物质燃烧可能是黑碳气溶胶的又一个重要来源.黑碳浓度随风速增加呈下降趋势,所有季节中小于2 000 ng·m^(-3)的低黑碳浓度主要集中在正西风及相邻风向上,秋冬季大于6 000 ng·m^(-3)的高黑碳浓度则多出现在偏东风下.灰霾和重度霾天气下的黑碳浓度平均值呈较高水平,是非霾天气下的2~2.3倍.

关键词：黑碳气溶胶日变化季节变化气象因素南京

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北京春季大气气溶胶光学特性研究

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中国环境科学 2016年第6期36卷 1660-1668页

作者：吕睿于兴娜沈丽于超朱俊夏航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

为了解北京春季气溶胶光学特性,利用AERONET Level 2.0数据资料研究了2010~2014年北京市春季大气气溶胶光学参数,以晴空作为背景,比较分析了春季及沙尘期间大气气溶胶光学性质的差异.研究发现,北京春季与沙尘期间粗粒子消光占总消光的28... 详细信息

为了解北京春季气溶胶光学特性,利用AERONET Level 2.0数据资料研究了2010~2014年北京市春季大气气溶胶光学参数,以晴空作为背景,比较分析了春季及沙尘期间大气气溶胶光学性质的差异.研究发现,北京春季与沙尘期间粗粒子消光占总消光的28%和59%,沙尘期间粒子吸收仅占消光的11.4%,说明沙尘天气发生时以粗粒子消光为主且吸收作用弱.沙尘天气溶胶光学厚度呈现出高值,其值为春季平均值的1.7倍.Angstrom波长指数在沙尘期间远小于非沙尘期间,且有85%小于0.6.北京春季体积尺度谱以粗模态峰为主,其中沙尘天粗模态的体积浓度为0.81μm^3/μm^2明显大于春季的值(0.25μm^3/μm^2).沙尘期间单次散射反照率随波长增加递增,在波长440~1020nm间的平均值大于春季均值.复折射指数实部在沙尘过程的平均值达到1.51(440nm),春季均值为1.48(440nm),表明沙尘气溶胶的散射能力更强;复折射指数虚部随波长增大呈减小趋势,且春季平均值大于沙尘期间的值.沙尘期间辐射强迫大于春季值,并远高于春季晴空条件下均值.

关键词：春季沙尘气溶胶光学特性北京

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南京青奥会期间不同天气条件下大气气溶胶中水溶性离子的分布特征

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环境科学 2016年第12期37卷 4475-4481页

作者：师远哲安俊琳王红磊邹嘉南王俊秀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

为研究青奥会期间不同天气条件下水溶性离子粒径分布特征,使用β射线测尘仪、安德森9级采样器和IC型离子色谱分析仪对南京2014-08-06~2014-09-04的PM_(2.5)、水溶性离子进行观测分析.将观测期间划分为晴天、雨天和阴天这3种天气类型.PM_... 详细信息

为研究青奥会期间不同天气条件下水溶性离子粒径分布特征,使用β射线测尘仪、安德森9级采样器和IC型离子色谱分析仪对南京2014-08-06~2014-09-04的PM_(2.5)、水溶性离子进行观测分析.将观测期间划分为晴天、雨天和阴天这3种天气类型.PM_(2.5)在不同天气条件下的平均浓度为晴天>阴天>雨天.PM_(1.1)、PM_(1.1~2.1)和PM_(2.1~10)中水溶性离子的浓度均是晴天>阴天>雨天,且降雨过程对细粒子的去除作用更为明显.Ca^(2+)和Mg^(2+)谱分布类似,呈双峰分布,降雨对SO_4^(2-)和NH_4^+在0.65~1.1μm清除作用较强.不同天气条件下NO_3^-/SO_4^(2-)比值均小于1,雨天和阴天时的NO-3/SO_4^(2-)值高于晴天.3种天气条件下SOR和NOR的值均大于0.1,SO_2和NO_2发生不同程度的二次转化,大气中存在更多的二次颗粒物.

关键词：青奥会天气条件水溶性离子质量浓度谱分布

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黄山夏季气溶胶吸湿性及与化学组分闭合

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环境科学 2016年第6期37卷 2008-2016页

作者：陈卉杨素英李艳伟银燕张泽锋于兴娜康娜严殊祺夏航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

大气气溶胶的吸湿性对其光学性质、云凝结核的活性以及人体健康都有重要影响.利用2014年7月在黄山光明顶观测获得的气溶胶的吸湿增长因子(GF)和多尺度气溶胶离子化学成分的观测数据,进行气溶胶吸湿性与化学组分的闭合研究.结果表明,黄... 详细信息

大气气溶胶的吸湿性对其光学性质、云凝结核的活性以及人体健康都有重要影响.利用2014年7月在黄山光明顶观测获得的气溶胶的吸湿增长因子(GF)和多尺度气溶胶离子化学成分的观测数据,进行气溶胶吸湿性与化学组分的闭合研究.结果表明,黄山夏季气溶胶(在70~230 nm范围内)中硫酸铵、有机物(OC)、不可溶的物质含量最多,硝酸铵含量次之,硫酸氢铵含量最少,其中主要无机成分含量随着粒径的增加而逐渐增加;气溶胶在白天的吸湿性强于夜间,并且气溶胶粒子的吸湿性随粒径增加有逐渐增强的趋势;根据所有粒径的气溶胶粒子化学组分计算出的吸湿性参数κ值与κ观测值呈现大致相同的波动变化趋势,并且较接近观测值,决定系数r^2达到0.60.

关键词：气溶胶吸湿性 HTDMA 黄山闭合

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南京冬季气溶胶消光特性及霾天气低能见度特征

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中国环境科学 2016年第6期36卷 1645-1653页

作者：何镓祺于兴娜朱彬袁亮马佳沈丽朱俊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

利用2015年1月气溶胶散射和吸收系数、PM_(2.5)质量浓度、大气能见度以及常规气象观测数据,分析了南京冬季大气气溶胶散射系数与吸收系数的变化特征,给出了散射系数与吸收系数对大气消光的贡献,以及能见度与PM_(2.5)质量浓度和相对湿度... 详细信息

利用2015年1月气溶胶散射和吸收系数、PM_(2.5)质量浓度、大气能见度以及常规气象观测数据,分析了南京冬季大气气溶胶散射系数与吸收系数的变化特征,给出了散射系数与吸收系数对大气消光的贡献,以及能见度与PM_(2.5)质量浓度和相对湿度的关系.结果表明,观测期间南京大气气溶胶的散射系数和吸收系数分别为(423.4±265.3)Mm^(-1)和(24.5±14.3)Mm^(-1),对大气消光的贡献分别为89.2%和5.2%,表明大气消光主要贡献来自于气溶胶的散射.散射系数与PM_(2.5)相关性较好(R2=0.91),能见度随PM_(2.5)质量浓度呈指数下降,也与相对湿度保持一定负相关性.能见度均值为4.3km,且连续出现能见度不足2km的低能见度天气,霾天气下消光系数和PM_(2.5)质量浓度大幅超过非霾天气,最高值分别达到1471.2Mm^(-1)和358μg/m^3,霾天气下能见度的降低来自颗粒物与相对湿度的共同影响.

关键词：能见度散射系数吸收系数大气消光霾

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