摘要:

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摘要:针对源区起沙的不确定性，整理并选取了国际上最具代表性的几种起沙方案，结合中尺度气象模式MM5V3.7输出的高分辨率气象资料，将其应用于东亚地区一次强沙尘暴天气过程的源区起沙模拟研究，利用地面观测实况和卫星监测图像资料，比较了它们对东亚起沙源的模拟效果和差异。结果表明，两种起沙方案的模拟效果较好且性能稳定。

摘要:运用区域气候模式RegCM3耦合入一个化学过程，对东亚地区三类人为排放气溶胶（硫酸盐、黑碳和有机碳）的时空分布特征及其对夏季风环流的影响进行了数值模拟研究。模拟结果显示，气溶胶的引入会引起东亚地区夏季850 hPa风场发生改变，我国江淮以东洋面上空出现了一个气旋式距平环流中心，中心以西的偏北风气流将削弱东亚地区夏季西南季风。通过讨论春季中国地区气溶胶浓度与夏季东亚地区850 hPa经向风的时滞关系，以及夏季中国地区气溶胶浓度与同期东亚地区850 hPa经向风的关系，可以发现，春、夏季中国地区气溶胶浓度均与夏季东亚地区850 hPa经向风有很好的负相关关系，当春季中国北方和夏季中国南方地区气溶胶浓度增加时，中国东部地区夏季偏南季风减弱。这可能与气溶胶改变了大气层顶和地表的辐射强迫，进而引起了海陆气压差异和位势高度场的变化有关。

摘要:选取黄山站为高山站，周围黄山区、绩溪、黄山市三个低海拔高度站为对比站，比较高山站与对比站1960—2009年降水量差值，即地形影响因子R₀的变化趋势，以及同期能见度的变化，分析了人为气溶胶对黄山地形云降水的可能影响。结果表明，1960—1979年能见度下降，气溶胶含量增大，R₀升高；1980—1989年，能见度升高，气溶胶含量有下降趋势，不同对比站R₀变化趋势不同；1990—2009年，能见度下降，气溶胶含量升高，R₀显著下降。气溶胶对降水的影响作用与背景气溶胶浓度有关，背景气溶胶浓度较低时，增加气溶胶浓度可促进降水；背景气溶胶浓度较高时，增加气溶胶含量对降水抑制作用显著，对应的能见度阈值为10 km。当气溶胶对降水起抑制作用时，抑制作用与风速成反比，与风频和各风向平均降水量呈显著正相关。

摘要:针对2009年4月23—24日出现在我国内蒙古中西部的一次强沙尘暴天气过程，利用专门组织观测实验得到的加密探空资料、地面自动观测站资料和其他常规观测资料，深入分析研究了此次沙尘暴发生前后及发生期间，近地层气象要素变化及其内部热力、动力结构特征变化。结果表明，1）沙尘暴发生前，大气的温度垂直递减率大，湿度较大，近地层风速小，风向偏东；在沙尘暴发生期间，大气中出现逆温现象，大气湿度很小，各层风速明显增强，风向偏西且稳定；之后，低层温度显著下降，大气湿度迅速增大，各层风速减小，沙尘暴天气结束。2）沙尘暴发生前，大气层结是条件不稳定的，在沙尘暴过境时，低层大气层结是稳定的，在800～600 hPa之间大气层结是中性的，此时低层大气干燥，而在沙尘暴移出测站后，湿度明显增大，因此，“3θ”曲线可以为沙尘暴的监测和预报提供一个有价值的参考数据。3）沙尘暴爆发时的螺旋度是所有观测时次中的最大值，螺旋度与沙尘暴的强度在时间上具有良好的对应关系，即螺旋度越大，对应沙尘暴越强。4）此次强沙尘暴的形成与发展不仅受到环境风速的影响，沙尘暴内部的切向旋转速度和垂直运动速度也对其起到重要的作用。

摘要:随着城市化和工业化进程的加快，南京城市热岛效应显著，细颗粒物污染加剧，对大气环境、气候变化和人体健康产生重要影响。本文基于观测资料，分析了南京市不同颗粒物浓度水平下城市热岛强度的变化特征；利用光学特性模型OPAC（optical properties of aerosols and clouds model）和辐射传输模型TUV（troposphere ultraviolet-visible model）估计了气溶胶的光学厚度及辐射强迫；定量分析了细颗粒物对城市热岛强度的影响及其可能机制。结果表明：南京城市热岛强度范围为-0.5～1.3 K，冬季强于夏季。细颗粒物质量浓度范围为32～135 μg/m³，冬季高于夏季，城区和郊区差别不大；当大气中细颗粒物质量浓度较高时，城市热岛强度相对较弱；南京城郊气溶胶光学厚度变化范围为0.28～1.01，在地面产生的辐射强迫达-3.88～-4.72 W·m^-2；由于城区和郊区下垫面、人为热、细颗粒物浓度水平的差异，造成城郊近地面降温的不同，导致细颗粒物对城市热岛强度的削弱，夏季减弱0.1 K，冬季减弱0.2 K。

摘要:应用WRF（weather research and forecasting）及其耦合的多层城市冠层模式BEP（building energy parameterization），对2013年8月13日长江三角洲地区一次高温天气过程进行了模拟。此次过程盛行东南风，风向与苏州—无锡—常州城市带走向一致。模拟结果表明：苏州—无锡—常州城市带热岛效应明显，热岛强度向下游城市逐渐增加；在东南风作用下，三座城市的热岛连成一片，形成了一个更强大的热岛环流。夜晚，边界层逐渐趋于稳定，热岛环流减弱，有利于热岛温度向下游地区输送。热岛效应导致城市边界层高度明显上升。白天太湖产生强盛的湖风对其周边城市影响显著，来自太湖的冷气团导致无锡和常州边界层内热岛强度明显下降，抑制城市热岛向上发展，削弱了无锡与常州两城市热岛间的联系。白天太湖使得无锡和常州边界层高度明显下降。

摘要:利用耦合Thompson参数化物理方案的WRF（weather research and forecasting）中尺度数值模式，对发生在2008/2009年和2009/2010年冬季恩施雷达站处三次积冰过程的边界层特征和云雾微物理量进行了模拟，并与实测结果进行了对比分析。模拟结果较好地反映了恩施雷达站上空多逆温影响的温度层结特征；云水质量浓度和云雾滴中值体积直径的模拟值与观测值的平均绝对误差分别为10^-2 g·m^-3和3.8 μm；恩施雷达站上空存在一个质量浓度为0.3 g·m^-3左右的高值中心，其逐渐下移接地，给积冰过程带来充足水汽，且此时通常也有降雨出现。

摘要:利用2009年3月11日机载DMT（droplet measurement technology）粒子测量系统获取的山西层状云探测资料，结合天气、卫星、雷达等，分析了降水性冷云的宏微观结构特征。结果表明，降水云系由高层云和层积云组成，液态含水量变化范围为0～0.42 g/m³。CDP（cloud droplet probe；云粒子探头）和CIP（cloud imaging probe；云粒子图像探头）观测到的粒子数浓度偏大，CDP探测到最大粒子数浓度为451.93 cm^-3，CIP探测到最大粒子数浓度为162.78 L^-1。本次探测适宜的人工增雨作业温度区间为-11.4～-7℃、-4.4～0℃。高层云上部以冰晶的核化和凝华增长为主；高层云的中下部为冰雪晶活跃增长层；通过凝华、碰并机制高层云降落的冰雪晶粒子在层积云进一步长大。层状云水平分布不均匀特性很明显。统计云滴谱谱型分布发现，双峰型、多峰型出现几率较高，指数型主要出现在层积云的中部和顶部，出现单峰型时LWC（liquid water concentration；液态水含量）小于0.03 g/m³或大于0.1 g/m³。

摘要:利用中尺度数值模式WRF-ARW（V3.2）对2009年4月18—19日发生在张家口地区的一次积层混合云降水进行了模拟，并结合观测资料从不同尺度对这次降水过程进行了对比分析。结果表明：700 hPa西风槽、850 hPa低涡是影响这次降水的主要天气系统，来自南方的暖湿空气和西北内蒙古低涡带来的水汽是这次降水的主要水汽来源，两股水汽在张家口附近低层出现了大尺度辐合，有利于该地区云系的发展、降水的形成；降水云系呈东北—西南向带状分布，带长约1000 km，带宽300 km，在大片的云带中分布着很多个小的高值中心，中心区域一般在几十千米；结合雷达回波可以看到在均匀的回波层中镶嵌着柱状对流回波，具有典型的积层混合云降水回波特征；沿着雷达回波做剖面，发现云中云水含量分布无论是水平方向还是垂直方向都是不均匀的，雨水的大值中心与上层的霰、雪的大值中心相对应，中心水平范围在10～20 km。

摘要:降水粒子对云的生消和演化有非常重要的影响。毫米波雷达适合观测非降水云和弱降水云。利用毫米波雷达数据判断云内降水粒子生成与否有很高的实用价值。本文利用飞机观测的云滴谱数据计算云的反射率因子。将其与雷达探测值进行比对，发现两者有较好的一致性。因此利用滴谱计算的降水粒子反射率因子阈值可以作为雷达判断降水粒子生成的指标。通过分析滴谱计算云滴和降水粒子的反射率因子的概率密度函数可以得到用于区分云滴和降水粒子的反射率因子阈值。通常，云滴的反射率因子不超过-5 dBz，降水粒子的反射率因子高于-20 dBz，-15～-12 dBz可作为判断降水粒子出现的阈值。

摘要:利用2007年8月在雷州半岛观测雷暴获得的雨滴谱和地闪资料，重点分析了8月6日遂溪、湛江一次雷暴云降水个例的雨滴谱特征，对闪电特征与降水的相关性进行了统计分析。结果表明，遂溪站的雨滴谱谱型多为双峰或多峰型，而湛江站的雨滴谱谱型多呈单峰型分布；平均雨滴谱符合Gamma分布；雨强I>10 mm/h时发生地闪的频率较高，且发生地闪频率随着距测站的距离减少而增加；随着雨强的增大发生正地闪的概率明显增加；降水过程中的闪电频率和距离校准后闪电电流强度的相关性表明，地闪发生的距离越近，频率越高对应雨滴谱谱宽越宽和降水强度越大。

摘要:2012年6月9—11日淮安及周边地区出现了一次严重雾霾天气，PM_2.5、NO_x、CO、SO₂等大气污染物浓度急剧升高。本文综合利用地面空气污染监测资料、气象观测资料，分析了该次雾霾过程中污染物的变化特征和影响因素，并对污染物的来源进行了探讨。结果发现：在这次连续雾霾过程中，SO₂的质量浓度都在0.049 mg/m³以下；NO_x、PM_2.5、CO的质量浓度与能见度呈反相关，并在整个雾霾过程中出现两个峰值，均出现在能见度低于1000 m的雾过程中；在雾霾天气过程中，中低层一直维持一个逆温层结，其中四个时次中逆温层底在975 hPa，逆温层顶在925 hPa附近，这种稳定的大气垂直结构不利于大气湍流、水汽的垂直交换以及污染物的垂直扩散，为雾霾的长时间维持创造了良好的热力条件。整个雾霾过程中，近地层始终维持偏东风向，能见度在风速下降的时候随之下降，在风速增大的时候随之增大。应用轨迹模式分析表明，有利的天气条件和大面积秸秆燃烧的结合是造成这次淮河下游连续雾霾过程发生的主要原因。

摘要:利用轨迹分析法、印痕分析和流场分析法，结合上甸子站卤代温室气体H-1301、HCFC-22、CFC-11和SF6在线浓度观测数据，选取2012年9月7—12日上甸子测站卤代温室气体浓度短期波动典型个例进行分析。轨迹分析结果表明：7日12时，污染发生前，气团主要来自较远的偏西北、偏北方向，水平输送距离长，移动迅速，垂直高度高，对应的卤代温室气体浓度偏低，H-1301、HCFC-22、CFC-11和SF6的体积分数分别为4×10^-12、350×10^-12、260×10^-12、10×10^-12；9、10日有一定比例的气团在测站的偏南区域近地面回旋打转，水平输送距离短，垂直高度低，在边界层内缓慢移动，不利于污染物在边界层内扩散，导致卤代温室气体浓度偏高，对测站浓度的短期抬升贡献较大，9日12时H-1301、HCFC-22、CFC-11的峰值体积分数分别达到45×10^-12、1 200×10^-12、310×10^-12，10日03时SF6的峰值体积分数达到28×10^-12；11日西南方向回旋气团消失；12日气团完全来自较远的西北方向且轨迹移动较快。印痕分析与轨迹分析结果一致：7、8日敏感性系数较高区域主要分布在测站以北，9、10日敏感性系数较高区域分布在测站偏南，11、12日测站偏南的敏感性系数较高区域消失。流场分析结果表明：9、10日环流形势有利于污染物在测站区域累积，造成测站浓度的短期抬升。

摘要:利用2007—2009年瓦里关本底台降水化学观测资料，分析了瓦里关降水的pH值、电导率及Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等离子成分的分布特征。结果表明，瓦里关pH值和电导率的年平均值分别为6.60和21.26 μs/cm，2007—2009年呈逐年升高趋势。根据pH值，瓦里关降水以中性降水为主，占总降水的65.13%，其次为碱性降水，酸雨最少。离子浓度大小排序依次为Ca²⁺>SO₄^2->Na⁺>NH₄⁺>Cl^->Mg²⁺>NO₃^->K⁺，且存在明显的季节变化特征，K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺有相似的来源。瓦里关降水中SO₄^2-/NO₃^-的范围为0.35～16.48，平均值为3.07；2007—2009年SO₄^2-/NO₃^-值呈逐年下降趋势；SO₄^2-/NO₃^-全年存在两个峰值，分别在4月和9—10月。

摘要:利用1957年9月—2002年8月ECMWF和NCEP/NCAR月平均再分析资料，分别讨论了冬季和夏季SLP（sea level pressure，海平面气压）、500 hPa高度、200 hPa纬向风和850 hPa经向风年际变率的潜在可预报性特征。结果表明：热带地区的潜在可预报性较高，尤其是赤道中东太平洋地区，而中高纬地区的潜在可预报性则较低。比较两套资料潜在可预报性的异同后发现：南半球的差异均明显大于北半球，特别是南极地区；低层变量的差异均大于中高层变量；东亚大陆在冬、夏季均具有一定的潜在可预报性；冬季各变量均表现出东亚冬季风具有较高的年际变率潜在可预报性，且两套资料的差异较小；500 hPa位势高度表现的东亚夏季风潜在可预报性在两套资料中较一致，而低层变量（SLP和850 hPa经向风）表现的东亚夏季风年际变率潜在可预报性在两套资料中存在较大差异。

摘要:选用青岛站1951—2010年每年 6—8月各月平均气温资料，通过SAS软件进行了主成分分析和聚类分析，分析了近60 a夏季气温的年际气候变化。主成分分析的结果表明，第一主成分反映青岛夏季气温距平，其正（负）方向反映夏季气温的正（负）距平，其强度反映气温偏高（低）的程度；第二主成分则反映同一年内夏季各月间气温的差异，其绝对值越大，表示各月气温差异越大。聚类分析的结果表明，青岛站夏季月平均气温的变化可以分为3类：1）6月、7月气温较低，在8月升温；2）7月平均气温最高，6月、8月相对较低；3）6月气温低，7、8两月气温较高。其中1993、2003年为第一类，2005年为第二类，其余为第三类。

摘要:在沿海城市地区，城市热岛环流和海风环流往往同时存在；它们在空气污染物的传输和扩散中均起至关重要的作用，对强对流天气亦有重要的触发作用。随着城市化的发展，空气污染等环境问题变得越来越严峻，突然性强对流天气所造成的灾害也越来越严重。因此，沿海城市地区城市热岛和海风环流相互作用的研究受到日益广泛的关注。本文回顾了近30 a来国内外关于城市热岛和海风环流相互作用数值模拟的研究历史，分析了目前的研究现状及存在的一些问题，概述了城市化、城市热岛对海风环流的影响，海风对城市热岛、城市热岛环流的影响，以及城市热岛环流和海风环流的耦合效应。最后，本文提出了一些有待于研究或需深入研究的问题；这些问题的研究将有助于进一步揭示沿海城市地区空气污染动力学机制、强对流天气触发机制。