检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学 2021年第1期45卷 107-122页

作者：石茹琳银燕陈倩王旭况祥张昕王智敏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 新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室呼和浩特010051 内蒙古自治区雷电预警防护中心乌鲁木齐830002

利用带有分档微物理方案的中尺度模式(WRF-SBM)模拟了一次新疆夏季的冰雹天气过程,并通过敏感性试验研究了气溶胶浓度变化对雹云微物理特征、降水过程及冰雹形成机制的影响。结果表明:初始气溶胶浓度越大,对流云发展越旺盛。雹云发展阶... 详细信息

利用带有分档微物理方案的中尺度模式(WRF-SBM)模拟了一次新疆夏季的冰雹天气过程,并通过敏感性试验研究了气溶胶浓度变化对雹云微物理特征、降水过程及冰雹形成机制的影响。结果表明:初始气溶胶浓度越大,对流云发展越旺盛。雹云发展阶段,云中液水含量随气溶胶浓度增加而增多,冰水含量在中度污染时最多。冰雹的含量随气溶胶浓度的增加呈现先增加后减小的趋势,相较而言中度污染条件下,云滴尺度适当,过冷云水含量相对充足,更有利于液相水成物向冰粒子的转化,也更有利于冰雹的生长。冰雹最初几乎全部由冰晶碰冻过冷水生成,随后该过程迅速减弱,液滴冻结过程短暂地成为主要来源,但冰雹一旦形成,自身就会迅速收集过冷水开始生长,成为冰雹生长的主导过程。重度污染条件导致各种成雹过程推迟发生。气溶胶浓度增大导致地面液相累积降水增加,冰相累积降水先增加减少,并且气溶胶浓度适当增大可使降雹量及冰相降水中冰雹的比重增加,过量则会减小。在此基础上,本文提出最适合冰雹生长的"最优气溶胶浓度",同时也是人工防雹工作中应重点关注的浓度。

关键词：气溶胶浓度冰雹生长数值模拟

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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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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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南岭地形对湖南省冻雨形成与分布的敏感性研究

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灾害学 2021年第4期36卷 188-193页

作者：秦沛韩永翔陆正奇李嘉欣刘善峰高雅文刘唯佳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江苏南京210044 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450000

湖南南岭地形对冻雨形成与分布有重要影响。利用WRF模式模拟了南岭地形对冻雨进行了敏感性试验,结果显示:静止锋是湖南冻雨形成的主要背景,WRF模拟的冻雨区域与观测吻合。山脉的降低或抬升,仅轻微地影响冻雨的空间分布和冻雨量,静止锋... 详细信息

湖南南岭地形对冻雨形成与分布有重要影响。利用WRF模式模拟了南岭地形对冻雨进行了敏感性试验,结果显示:静止锋是湖南冻雨形成的主要背景,WRF模拟的冻雨区域与观测吻合。山脉的降低或抬升,仅轻微地影响冻雨的空间分布和冻雨量,静止锋对冻雨的影响远较地形要大。随着山脉降低,地面0℃线北移,逆温层强度增大,不利于冻雨发生;相反,山脉抬升使冷空气更易在湖南境内堆积,冻雨区变大。冻雨发生时,在南岭北部形成背风波,导致冻雨降水带呈西南-东北的条状带分布;随着地形抬升,背风波振幅增大且锋面坡度减小,其上的云团被背风波打碎成条状。同时,抬升的地形阻挡了西南暖湿气流,背风坡水汽变少,焚风效应增强,南岭以北的冻雨范围减小。

关键词：南岭地形 WRF模式敏感性实验冻雨背风波

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2019年呼和浩特一次强雷暴天气过程综合分析

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气象科学 2021年第3期41卷 417-426页

作者：李松如石茹琳孙豪内蒙古自治区雷电预警防护中心呼和浩特010051 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

利用NCEP再分析资料、雷达、卫星资料以及闪电定位资料对2019年7月27日呼和浩特市一次强雷暴天气过程进行了综合分析。结果表明:此次雷暴过程主要受贝加尔湖低压中心和蒙古高原高空槽东移影响;雷暴发生前,K指数和CAPE等不稳定参数均超... 详细信息

利用NCEP再分析资料、雷达、卫星资料以及闪电定位资料对2019年7月27日呼和浩特市一次强雷暴天气过程进行了综合分析。结果表明:此次雷暴过程主要受贝加尔湖低压中心和蒙古高原高空槽东移影响;雷暴发生前,K指数和CAPE等不稳定参数均超过阈值,大气层结呈现上干冷下暖湿的不稳定形势,并且垂直方向上低空辐合、高空辐散的结构与强烈的上升气流相配合,为雷暴天气的发生提供了有利条件;在整个雷暴过程中负地闪占主导地位,但雷暴的不同发展阶段地闪分布不同,在雷暴发展及成熟阶段,负地闪数明显多于正地闪数,而在雷暴消散阶段,正地闪数大幅增加,甚至超过负地闪;闪电多分布于强回波区域,但闪电频数最高的地方不一定与强回波中心相对应;地闪的落区主要位于云顶温度低于240 K的区域,对应的云顶相态为冰相和混合相。

关键词：强雷暴物理量场地闪雷达回波云顶温度

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基于FY-4A卫星数据反演气溶胶光学厚度及分析应用

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中国环境科学 2020年第12期40卷 5162-5168页

作者：许梦婕鲍艳松许丹陆其峰张兴赢南京信息工程大学大气物理学院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江苏南京210044 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

风云四号A星(FY-4A)是我国新一代静止气象卫星,多通道扫描成像辐射计(AGRI)是风云四号静止气象卫星的主要载荷之一.为探究FY4A数据用于气溶胶光学厚度(AOD)反演的可行性,基于FY-4A/AGRI数据,利用暗像元算法对2019年2月23~26日及10月27~3... 详细信息

风云四号A星(FY-4A)是我国新一代静止气象卫星,多通道扫描成像辐射计(AGRI)是风云四号静止气象卫星的主要载荷之一.为探究FY4A数据用于气溶胶光学厚度(AOD)反演的可行性,基于FY-4A/AGRI数据,利用暗像元算法对2019年2月23~26日及10月27~30日京津冀地区AOD进行反演研究,并与AERONET地基观测AOD数据进行了对比分析.结果表明,基于FY-4A数据及构建响应函数库,通过暗像元方法能较好的反演出京津冀地区气溶胶空间分布;AOD主要的高值区体现在京津冀中南部地区并向周边郊区逐渐降低,在AOD值较大时此特征较为明显;将反演值与同期AERONET地基观测数据对比验证,相关系数达到0.869,均方根误差为0.221,表明AOD反演值与观测值吻合较好,FY-4A卫星数据反演AOD具有一定可行性.

关键词：气溶胶光学厚度暗像元算法 FY-4A/AGRI AERONET

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江苏北部地区冬季PM_(2.5)污染天气形势分型研究

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环境污染与防治 2021年第7期43卷 858-863页

作者：史俊南陆岳赵天良龚山陵张磊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实验室江苏南京210044 中国气象科学研究院中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081

利用2015—2019年冬季ERA5再分析资料,采用主成分分析(PCA)与K均值聚类的客观分型方法对江苏北部冬季海平面气压场进行天气形势分型,结合同期大气污染物浓度资料、地面站点气象数据,分析江苏北部地区不同天气形势下PM_(2.5)污染特征,并... 详细信息

利用2015—2019年冬季ERA5再分析资料,采用主成分分析(PCA)与K均值聚类的客观分型方法对江苏北部冬季海平面气压场进行天气形势分型,结合同期大气污染物浓度资料、地面站点气象数据,分析江苏北部地区不同天气形势下PM_(2.5)污染特征,并通过地面气象要素与污染物浓度的相关性进一步探究天气形势对PM_(2.5)污染的影响。结果表明:江苏北部冬季海平面气压场可分为7种天气类型,其中良好的空气质量主要出现在冷锋前部型、高压底部型和高压环流型3种与冷高压密切相关的天气形势中,地面气象要素表现为低温、低湿与大风,有利于PM_(2.5)的扩散稀释,属于清洁型天气;在弱低压环流型、低压均压场型与高压均压场型中,PM_(2.5)污染水平较高,地面风速较低,相对湿度较高,有利于污染物的积聚与生成,属于污染型天气。

关键词：江苏北部客观分型 PM_(2.5) 污染主成分分析 K均值聚类

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云贵高原昆明站点不同气溶胶污染个例下气溶胶特征对比研究

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环境科学学报 2020年第6期40卷 1976-1986页

作者：姚媛贺欣朱君南京信息工程大学大气物理学院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

利用地基CE-318太阳光度计反演数据、中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)、云-气溶胶激光雷达、红外路径探测卫星(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation,CALIPSO)遥感产品及拉格朗日混合单粒子轨迹模型(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,HYSPLIT),研究了中国西南云贵高原昆明站点混合型气溶胶日(2012年3月31日)、生物质燃烧气溶胶日(2012年4月4日)、城市工业气溶胶污染日(2013年8月15日)中气溶胶光学特性、辐射特性的差异及气溶胶三维分布和可能来源.结果表明,相比于其它两种类型气溶胶污染日,生物质燃烧气溶胶污染日气溶胶光学厚度(AOD)最高,达到1.18;吸收波长指数(AAE)值最大,为1.61;消光波长指数(EAE)值最大,为1.55,细模态气溶胶粒子占比更多,细模态体积浓度峰值达到0.15μm^3·μm^-2;生物质燃烧气溶胶污染日气溶胶直接辐射强迫(ARF)绝对值均为3个污染日中最高(地表ARF为-149 W·m^-2,大气顶ARF为-40 W·m^-2,大气ARF为109 W·m^-2),气溶胶对地表的降温效应达到最大,对大气的加热作用最明显.气溶胶直接辐射强迫效率(ARFE)结果显示,生物质燃烧气溶胶相比于城市工业气溶胶对大气顶的降温作用较小,对大气的加热作用更强.气溶胶混合污染日后向轨迹来源于当日有大量生物质燃烧的中南半岛区域和以城市工业气溶胶为主的中国华南及四川盆地区域,生物质燃烧污染日气流则来自中南半岛地区,上述地区同时也为MODIS AOD高值区;城市工业污染日的气流来自位于昆明局地和四川盆地的AOD高值区.气溶胶混合污染日昆明站点附近气溶胶主要位于海拔2300 m(来源于东北部的城市工业气溶胶)和4600 m(来自缅甸的生物质燃烧气溶胶)高度处;生物质燃烧污染日气溶胶浓度随高度增加而降低,3000、3500、4100 m 3个主要峰值高度处的气溶胶都来至于缅甸地区;城市工业气溶胶污染日峰值高度处气溶胶主要来自局地东北部区域,且气溶胶浓度随高度增加先增加后减小.

关键词：气溶胶光学特性西南站点气溶胶污染个例

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利用风云四、MODIS及CALIPSO卫星资料分析西北沙尘过程的垂直和水平分布特征

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环境科学学报 2020年第8期40卷 2892-2901页

作者：吴硕秋马晓燕南京信息工程大学大气物理学院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

FY⁃4A提供的高时间分辨率沙尘强度产品为分析沙尘过程中气溶胶分布提供了新的思路.本研究使用MODIS暗像元/深蓝/合成算法的AOD产品以及FY⁃4A沙尘强度产品,分析了2018年春季中国西北地区的两次典型沙尘过程,并使用CALIPSO后向散射系数产... 详细信息

FY⁃4A提供的高时间分辨率沙尘强度产品为分析沙尘过程中气溶胶分布提供了新的思路.本研究使用MODIS暗像元/深蓝/合成算法的AOD产品以及FY⁃4A沙尘强度产品,分析了2018年春季中国西北地区的两次典型沙尘过程,并使用CALIPSO后向散射系数产品研究了这两次事件中气溶胶的垂直分布特征.研究结果表明:①风云四号沙尘强度产品与MODIS深蓝算法产品以及合成算法产品在西北沙漠地区的沙尘分布情况上具有很好的空间一致性;②对于沙尘有明显向东输送的沙尘过程而言(如2018年4月4-6日),沙尘主要分布在2~6 km,有些地区甚至只有4 km以上才存在沙尘,在沙尘输送的下游地区,沙尘主要分布在2 km以下的低空;而对于沙尘没有向外扩散的沙尘过程(如2018年5月21-23日),沙尘粒子则主要分布在0~5 km高度处.

关键词：风云四号 CALIPSO MODIS 沙尘气溶胶

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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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