检索结果-内蒙古大学图书馆

电瓷避雷器 2022年第2期 66-72,80页

作者：戴炳哲张其林侯文豪刘晓东宋昊泽王曼霏姚年鹏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 内蒙古自治区雷电预警防护中心呼和浩特010051

利用二维球坐标时域有限差分算法FDTD (Finite Difference Time Domain),首先研究了内蒙古自治区真实地形和地球曲率对地闪回击电磁场传播的影响,然后结合真实地形和地球曲率情况下波形结果,进一步分析了测站数量和布局及脉冲到达时间... 详细信息

利用二维球坐标时域有限差分算法FDTD (Finite Difference Time Domain),首先研究了内蒙古自治区真实地形和地球曲率对地闪回击电磁场传播的影响,然后结合真实地形和地球曲率情况下波形结果,进一步分析了测站数量和布局及脉冲到达时间定义方法对定位精度的影响。结果显示:1)各站本身,相对不考虑曲率的光滑地面情况,真实地形和地球曲率都会引起波形峰值时间额外延迟,范围各自为2.91μs至4.50μs和0.08μs至0.92μs,且地球曲率的影响随电磁场传播距离增大而增大;2)由于地形的反射作用,各站本身考虑真实地形情况得到的磁场脉冲强度大于光滑地面情况,增大范围从24.95%至42.98%;3)使用11个站数据定位时,用10%峰值到达法定位时精度最好,误差仅42.1 m。在到达时间定义方法相同时,随着测站数量减少,实现合理定位精度越依靠定位时选取的测站布局。

关键词：二维球坐标时域有限差分法雷电定位地闪回击地球曲率真实地形

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不同水汽条件下气溶胶对雷暴云电过程影响的数值模拟研究

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气象学报 2021年第3期79卷 458-476页

作者：林晓彤师正谭涌波李璐滢汪海潮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

为全面了解水汽在气溶胶影响雷暴云电过程中的作用,本研究在已有的二维雷暴云起、放电模式基础上,通过改变相对湿度和气溶胶初始浓度(文中气溶胶浓度均指气溶胶数浓度)进行敏感性数值模拟试验。结果表明:(1)随着气溶胶浓度升高,雷暴云... 详细信息

为全面了解水汽在气溶胶影响雷暴云电过程中的作用,本研究在已有的二维雷暴云起、放电模式基础上,通过改变相对湿度和气溶胶初始浓度(文中气溶胶浓度均指气溶胶数浓度)进行敏感性数值模拟试验。结果表明:(1)随着气溶胶浓度升高,雷暴云产生更多的小云滴,降水过程受到抑制。而当水汽含量升高时,云滴数浓度的增长速度更快,雨滴数浓度升高,缓解了降水变弱的趋势。(2)水汽含量较低时,随着气溶胶浓度升高,更多小云滴被带入冻结层形成大量小冰晶,霰粒含量升高,雷暴云起电过程增强。气溶胶浓度升高至一定的量级(3000 cm^(−3))时,冰晶尺度减小和雨滴浓度降低抑制霰粒生长,雷暴云起电过程受到削弱。感应起电和非感应起电过程随气溶胶浓度升高呈先增强后减弱的趋势。水汽含量的升高促进了冰相粒子的增长,起电过程呈现持续增强的趋势,气溶胶浓度为3000 cm^(−3)时起电率达到极值,电荷密度的增幅扩大。(3)水汽含量较低时,雷暴云难以发展成深厚的系统,气溶胶浓度变化对其影响不明显,电荷结构由三极性发展,在消散期演变为偶极性电荷结构;水汽含量较高时,雷暴云迅速发展成深厚的系统,随着气溶胶浓度升高,在雷暴发展旺盛阶段电荷分布表现为多层复杂结构。研究显示水汽含量在气溶胶浓度变化对雷暴云微物理、起电过程及电荷结构的作用中扮演重要角色。

关键词：水汽含量气溶胶起电率电荷结构数值模拟

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昼夜变化对FY-4A闪电成像仪探测性能的影响

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科学技术与工程 2022年第17期22卷 6828-6838页

作者：李静曾金全邹斌孙豪张其林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 福建省气象科学研究所福州350001

为了探究昼夜变化对卫星闪电成像仪探测性能的影响,利用低频磁天线闪电定位系统与FY-4A闪电成像仪(lightning mapping imager,LMI)的闪电探测数据匹配方法,分析了2020年9月于广东省及其周边地区发生的4次雷暴过程,并阐明昼夜变化因素对... 详细信息

为了探究昼夜变化对卫星闪电成像仪探测性能的影响,利用低频磁天线闪电定位系统与FY-4A闪电成像仪(lightning mapping imager,LMI)的闪电探测数据匹配方法,分析了2020年9月于广东省及其周边地区发生的4次雷暴过程,并阐明昼夜变化因素对LMI探测性能的影响。研究发现:地基与星载闪电探测的空间分布特征、时间变化特征具有较好的一致性,但是地基探测的闪电数量更多,闪电分布更加密集。闪电匹配率与卫星探测率在日出后3~4 h突然下降,于日落前2 h左右突然增加,匹配率与探测率的突然增加与减少是由昼夜交替时LMI探测闪电数量的快速变化引起的。昼夜变化对LMI的探测性能产生显著影响,夜晚的探测效率大约是白天的10倍。即使雷暴活动增强,白天匹配率和探测率依然相对较低。

关键词：闪电成像仪(LMI) 低频磁天线闪电探测昼夜变化数据匹配

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闪电M分量光谱特征及通道温度和电子密度特性

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物理学报 2021年第9期70卷 423-431页

作者：王雪娟许伟群王海通杨静袁萍张其林化乐彦张袁瞰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中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室兰州730070

利用无狭缝光栅摄谱仪记录的一次闪电首次回击后3个M分量的光谱资料,分析了其光谱特征.并结合等离子体理论,首次计算了闪电M分量内部核心通道和周围电晕层通道的温度和电子密度.研究了这两个物理量沿通道的变化特性,并与相应回击放电进... 详细信息

利用无狭缝光栅摄谱仪记录的一次闪电首次回击后3个M分量的光谱资料,分析了其光谱特征.并结合等离子体理论,首次计算了闪电M分量内部核心通道和周围电晕层通道的温度和电子密度.研究了这两个物理量沿通道的变化特性,并与相应回击放电进行了对比.结果表明:闪电M分量的光谱特征相比回击的光谱特征有明显差异, M分量通道的光辐射主要来自红外波段的光谱线. M分量放电过程中内部电流核心通道的温度可达40000 K,电子密度数量级为10~(18) cm~(–3).周围电晕层通道的温度为20000 K左右,电子密度比核心通道的电子密度小一个数量级. M分量内部核心通道的温度随通道高度的增加而减小,周围电晕层通道的温度随通道高度的增加而增大.在内部核心通道,电子密度随高度基本保持不变.在周围电晕层通道,通道顶端光强明显增大的两个M分量其电子密度随通道高度的增加而增大,顶端光强增加较弱的一个M分量其电子密度随通道高度基本保持不变.而相应的回击放电,其内部电流核心通道和外围电晕层通道的温度均随通道高度的增加而增大,电子密度均沿通道基本保持不变.

关键词：闪电M分量核心通道电晕层温度和电子密度

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冰晶异质核化对雷暴云电过程影响的数值模拟

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热带气象学报 2021年第3期37卷 468-477页

作者：李璐滢师正谭涌波汪海潮林晓彤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

引入一种新型冰晶异质核化方案,基于二维雷暴云模式,探讨雷暴云电过程对三种异质核化的响应。结果表明:浸润核化是冰晶生成的最重要异质核化过程,较高数浓度的冰晶消耗雷暴云内液态水含量,抑制淞附过程,导致霰粒子比含水量低,表现为较... 详细信息

引入一种新型冰晶异质核化方案,基于二维雷暴云模式,探讨雷暴云电过程对三种异质核化的响应。结果表明:浸润核化是冰晶生成的最重要异质核化过程,较高数浓度的冰晶消耗雷暴云内液态水含量,抑制淞附过程,导致霰粒子比含水量低,表现为较强的负极性非感应起电率;接触核化生成的冰晶量最少,仅对雷暴云中下层3~5 km处的冰晶有贡献,同时霰粒子数浓度较低,导致该方案下的起电过程最弱;沉积核化主要影响云砧处的冰晶,有利于提高霰收集云滴的效率,表现为极高的霰比含水量,促进低温区非感应起电过程的发生。总体上来看,三个方案下的电荷结构均由较复杂的多极性发展为偶极性。其中浸润方案中主正电荷区的抬升最明显,而接触方案过低的冰晶分布高度与沉积方案过高的冰晶分布高度,都直接导致了次正电荷区更快消散。

关键词：异质核化冰核非感应起电电荷结构数值模拟

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一次暖云降水主导的暴雨过程中电荷结构特征及其成因的模拟研究

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热带气象学报 2021年第3期37卷 478-489页

作者：张坤郭凤霞谭涌波蔡彬彬刘泽张志伟初雨邹迪可吴泽怡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

为了认识以暖云强降水为主导的对流单体中的电荷结构特征及其形成原因,利用加入了起放电参数化方案的WRF模式,模拟了2017年5月7日广州局地突发的以暖云降水为主导的特大暴雨过程,分析讨论了此次过程中一个单体成熟发展阶段的电荷结构的... 详细信息

为了认识以暖云强降水为主导的对流单体中的电荷结构特征及其形成原因,利用加入了起放电参数化方案的WRF模式,模拟了2017年5月7日广州局地突发的以暖云降水为主导的特大暴雨过程,分析讨论了此次过程中一个单体成熟发展阶段的电荷结构的特征及其成因。结果表明,此次以暖云降水为主导的特大暴雨过程中的单体对流强度较弱,云顶高度低于同地区典型对流过程,强回波区由大雨滴形成,范围较小,顶较低,对流运动向0℃层以上输送的过冷水较少,不利于冰相粒子形成,导致大小冰相粒子含量均较少,其中含量最多的冰相粒子为雪花,其次依次为霰、冰晶、冰雹。云内起电较弱,以非感应起电为主。非感应起电主要以对流区中-15℃层以下正的起电率为主,感应起电率以对流区中的负极性为主。对流区中空间净电荷呈三极性结构,其中中部负电荷区和底部正电荷区中心电荷密度及电荷区范围相当,上部正电荷区相对较弱,范围较小。对流区外围仅有弱的中部负电荷区和底部正电荷区。中部负电荷区由带负电荷的冰晶和雪花共同主导,上部正电荷区由带正电荷的雪花主导,底部正电荷区主要是由带正电荷的霰粒子及带正电荷的雨滴主导。强起电区和放电区重合,主要集中在回波中心上部35~50 dBZ的对流区。

关键词：暖云降水暴雨 WRF 水成物粒子电荷结构

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PM_(2.5)空中输送对北京地面污染影响的地形强迫机制模拟研究

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环境科学学报 2021年第8期41卷 2976-2986页

作者：金莲姬刘峥朱彬赵德龙翟晴飞田平丁德平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 北京市人工影响天气办公室北京100089 辽宁省人工影响天气办公室沈阳110166

近几十年来随着工业化和城市化进程的加快,在我国许多城市都出现了严重的PM_(2.5)污染问题.PM_(2.5)污染形成机制研究可以为其预报及治理工作提供基础.选择了具有飞机观测资料的2016年12月10—13日北京冬季典型的PM_(2.5)严重污染个例... 详细信息

近几十年来随着工业化和城市化进程的加快,在我国许多城市都出现了严重的PM_(2.5)污染问题.PM_(2.5)污染形成机制研究可以为其预报及治理工作提供基础.选择了具有飞机观测资料的2016年12月10—13日北京冬季典型的PM_(2.5)严重污染个例作为研究对象,利用WRF-Chem对该个例进行了数值模拟,分析了PM_(2.5)空中输送对北京地面PM_(2.5)浓度影响的地形强迫机制在模拟结果中的具体表现方式.数值模拟结果表明:(1)通过北京南边界进入北京的PM_(2.5)最大输送高度为600 m(ASL)左右;(2)从空中被输送至燕山的PM_(2.5),可以爬坡过山后增大怀柔区燕山东坡的浓度,还可以在夜间有下坡风时随着下坡风到山脚,然后再向南输送到北京燕山以南的平地.

关键词：北京 PM_(2.5)污染形成机制平流输送地形数值模拟

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南京及周边黑碳气溶胶对臭氧影响的观测分析和数值模拟

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大气科学学报 2021年第4期44卷 626-635页

作者：朱彬智利蓉卢文高晋徽侯雪伟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江苏南京210044 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江苏南京210044 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225

利用南京地面站点2016—2017年黑碳气溶胶(Black Carbon,BC)和臭氧(O_(3))逐小时观测资料,对比分析了不同季节BC与近地面O_(3)的关系。结果表明,高BC(高于平均值)影响下的O_(3)质量浓度值明显比低BC(低于平均值)影响下的O_(3)质量浓度值... 详细信息

利用南京地面站点2016—2017年黑碳气溶胶(Black Carbon,BC)和臭氧(O_(3))逐小时观测资料,对比分析了不同季节BC与近地面O_(3)的关系。结果表明,高BC(高于平均值)影响下的O_(3)质量浓度值明显比低BC(低于平均值)影响下的O_(3)质量浓度值低,这种抑制作用在秋冬季明显高于春夏季,且BC与O_(3)的负相关性在秋冬季显著高于春夏季,而PM_(2.5)与O_(3)的负相关性不显著。利用WRF-Chem模式,对2017年12月个例开展BC反馈效应对O_(3)影响的数值模拟,结果再次证实BC对O_(3)存在负反馈影响。其影响机制是:BC可通过抑制边界层发展,使近地面NO_(x)积聚,从而减少臭氧的化学生成(VOCs控制区);BC可通过抑制边界层垂直湍流交换,减少边界层上部高O_(3)向下的湍流输送,从而减少近地面O_(3);BC可通过减小近地面风速,减少O_(3)的平流输入,从而减少地面O_(3)。不同个例的主要控制因子不同。

关键词：黑碳气溶胶光化学臭氧观测分析数值模拟

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FY-4A闪电成像仪在干旱区应用评估及与多源数据对比

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干旱气象 2023年第1期41卷 25-33页

作者：宋琳张国平王曙东万夫敬孙豪青岛市气象灾害防御技术中心山东青岛266003 青岛市气象灾害防御工程技术研究中心山东青岛266003 中国气象局公共气象服务中心北京100081 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

为加强多源闪电数据在干旱区的融合应用,利用新疆民航三维地基闪电探测系统(3-Dimension Lightning Location System,3-DLLS)、全球闪电定位网(World-Wide Lightning Location Network,WWLLN)和气象部门ADTD(Advanced Time of Arrival and Direction System)、FY-4A闪电成像仪(Lightning Mapping Imager,LMI)等多源闪电资料,针对新疆地区2019年11次典型雷暴过程,开展FY-4A LMI探测性能的初步评估,并结合FY-4A云顶温度(Cloud Top Temperature,CTT)资料,详细分析2019年7月21日强雷暴过程的闪电特征,探寻CTT与闪电活动的相关关系。结论如下:(1)FY-4A LMI闪电“组”(LMI Group,LMIG)数量约为3-DLLS的1/5、WWLLN的1.02倍、ADTD的1/3。白天,在太阳背景光影响下FY-4A LMI的探测效率有所下降,即使日出后雷暴系统有所加强,但LMIG数量并无增加趋势。(2)在2019年7月21日强雷暴过程中,3-DLLS探测的闪电时空分布与ADTD重合度较高,而WWLLN的闪电定位与前两者在时空上存在一定偏差,这主要是各系统的探测原理(WWLLN主要探测的是强地闪,ADTD主要监测地闪回击,而3-DLLS探测的是全闪)及测站布局和数量不同所致。(3)在强雷暴过程不同发展阶段,闪电发生区域的FY-4A CTT值差异较大,初始阶段、旺盛阶段和消散阶段闪电区域对应的CTT值分别为260~280 K、230~240 K和240~260 K。

关键词：闪电定位 FY-4A LMI 探测效率个例对比

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南京北郊地区黑碳气溶胶对光解系数的影响

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中国环境科学 2020年第4期40卷 1421-1428页

作者：吕欢安俊琳苏筱倩朱彬施双双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江苏南京210044 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

采用2018年6月以及2017年10月南京黑碳气溶胶(BC)垂直观测数据和Mie散射理论计算BC光学厚度(AODBC),并将结果输入TUV辐射传输模型,探讨BC对光解系数J[O1D]和J[NO2]日变化及垂直变化的影响.结果表明,在地面,J[O1D]和J[NO2]日变化均呈单... 详细信息

采用2018年6月以及2017年10月南京黑碳气溶胶(BC)垂直观测数据和Mie散射理论计算BC光学厚度(AODBC),并将结果输入TUV辐射传输模型,探讨BC对光解系数J[O1D]和J[NO2]日变化及垂直变化的影响.结果表明,在地面,J[O1D]和J[NO2]日变化均呈单峰型分布,峰值在正午12:00,但BC对J[O1D]和J[NO2]的衰减作用正午时最小,在6:00和18:00左右较大,最大分别可达?13.7%和?19.0%.AODBC与光解系数呈非线性负相关,BC对光解系数的衰减能力随着AODBC增大而下降.当天顶角为0?时,光解系数对AODBC的变化最敏感.在边界层0~1km内,光解系数与高度呈线性正相关,这与紫外辐射密切相关,J[O1D]和J[NO2]在垂直高度上与紫外辐射的相关系数R均高达***对光解系数的衰减程度随高度下降而增大,但幅度较小,距平的最大值仅0.1%.

关键词：黑碳光解系数 TUV模式日变化垂直变化

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