环渤海及其四类地区低能见度时空分布及成因分析

利用环渤海地区(35°～42.5°N、116°～123.5°E) 2002-2017年地面气象站逐日实况观测资料和2014-2017年空气污染物资料,对环渤海及其四类地区能见度小于5 km的天气及成因进行了分析.结果表明,环渤海地区低能见度年均发生日数空间分布不均匀,京津地区、华北平原及山东半岛南部较多,北部山区及人口密度较小的县城较少. 1～5 km等级的低能见度日数年变化特征为双峰型,夏冬季多、春秋季少.除海滨城市外, 0～1 km等级的低能见度日数年变化特征为单峰型,冬季多、夏季少. 08:00最易出现低能见度天气,主要是雾、霾、降水等天气现象引起,易发生在相对湿度大于80%的情况下.发生低能见度时,平均风速较小、平均风向为东南风.低能见度与空气质量指数呈负相关,且与w(PM2.5)的相关性最大.     

基于RS的杭州市城区扩展及驱动力分析

以杭州市城区为研究对象,以1984年、1994年和2005年3期MSS/TM遥感影像为数据源,利用遥感技术获取杭州市城区扩展信息,从扩展形态、扩展趋势、扩展速度、扩展强度、动态度、人口-城市扩展指数等方面分析了城区扩展的时空变化特征,结合社会经济数据,构建主成分分析模型,探讨杭州市城区扩展的主要驱动力.结果表明,空间上,杭州市城区除西南方向外,其他方向均扩展显著;外形上,杭州市呈现扇形扩展为主,并伴有轴向延伸;未来向南和东北方向扩展迅速.规模强度上,1984—1994年城区扩展面积的年平均绝对增加值为6.58km2,1994—2005年为9.67km2,其扩展速度在加快;以杭州市区土地总面积为基准,其扩展强度变快.动态度和模式以上一时期的面积作为基准,其扩展速率变慢;人口-城市扩展指数表明杭州市城区扩展集约程度有所提高.利用主成分分析法归纳出经济增长、城区建设、人口增长、交通发展为杭州市城区扩展的重要驱动因子,4个因子对城区扩展的驱动作用逐年增强.     

风廓线雷达资料在淮河流域暴雪中的应用

利用2018年1月2-8日淮河流域一次典型暴雪过程的风廓线雷达资料,分析水平风速、风向、垂直动量、大气折射率结构常数等参数,对暴雪的高低空风场及环流微观结构进行研究.结果表明,风廓线雷达在暴雪发生前就能探测到2.7 km高度左右形成的东北-西南切变,以及低层偏东风增强的风场变化,当2 km高度内偏东风增大至约10 m/s时,暴雪发生;暴雪期间中低层风速减小、风向转换由顺时针逐渐变为逆时针,水平风垂直动量在风向切变区间内的强度较强、变化较大, 2 km内以上升运动为主;暴雪趋于结束时,雷达探测到低层转为偏西风,风速减小且伴随着中高层动量不断下传和加强.通过折射率结构常数和垂直风切变的分析,发现不同降雪阶段的湍流运动和能量分布存在差异.     

江口国家气象观测站迁站对比观测数据差异分析

根据2016年江口国家气象观测站新、旧站址对比观测数据,采用均值差异、显著性检验等方法分析迁站前后气温、气压、湿度、风速风向等气象要素差异.结果表明:新站较旧站气温偏低、气压偏小、风速偏大、降水偏少、湿度偏高,风向符合率较低,仅为18％左右.新址位于城郊,下垫面与旧址建站初期基本一致,气象探测环境较好,且与旧址处于同一气候区,能够代表江口县的天气气候特征.对新站气象资料与旧站前30 a资料进行T检验,表明新址年平均气温、年降水量、年平均相对湿度与旧址差异不显著,资料可合并使用,平均风速不可续接合并使用.海拔高度差、探测环境变化、城市热岛效应及测站下垫面差异等是造成气象要素差异的重要原因.     

2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程分析

利用MICAPS常规资料、NECP再分析资料、雷达回波资料,对2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程进行诊断分析,资料表明：此次暴雨过程是受副热带高压边缘西南气流和中低层切变线的共同影响,高空槽后带来的冷空气与西南暖湿气流在淮河流域上空交汇,促使不稳定能量爆发,从而产生中小尺度强降水.在新一代天气雷达上,则表现为对流性降水回波,回波呈块状结构,强度大,中心强度为59 dBZ,对流高度12 km .从回波连续演变来看,整个回波云系随着低槽的东移南压,移速25 km/h .径向速度图上,最大负速度入流为-39 m/s,最大正速度出流为24 m/s,入流绝对值远大于出流绝对值,表明测站附近为气流辐合.垂直风廓线图上,最大风速高度6．7 km,最大风速风向198 deg,最大风速18．0 m/s,表明高层有西南气流加入,在4．6 km高度附近有一个明显的垂直切变线.     

“武陵夜雨”的气候特征及资源价值分析

【目的】武陵山区气候及生态条件特殊,是中国最大夜雨(当日20:00至次日8:00之间自然降落的雨水)分布区。研究"武陵夜雨"气候特点及资源价值,促进扶贫攻坚区武陵山区的经济发展和生态文明建设。【方法】通过国内外典型夜雨区比较分析,并综合考察武陵山区降雨机制、昼雨量及夜雨量。【结果】因中国西南气候锋移动路线与武陵山脉走向重合、南北气候锋交遇区与武陵山分布范围重合,再加上该地区山(峰)谷(河谷)高差形成显著"山谷风",共同促成了中国大面积夜雨区"武陵夜雨"的形成。【结论】武陵夜雨是武陵山区优良生态环境和丰富资源条件的坚实基础,有提高空气质量、提升农作物产量和品质、涵养优质旅游资源、促进传统经济发展等作用。重视武陵夜雨的研究和利用,应视为是发展中国西部经济和加强该地区生态文明建设的工作任务之一。     

“武陵夜雨”的气候特征及资源价值分析

【目的】武陵山区气候及生态条件特殊,是中国最大夜雨(当日20:00至次日8:00之间自然降落的雨水)分布区。研究“武陵夜雨”气候特点及资源价值,促进扶贫攻坚区武陵山区的经济发展和生态文明建设。【方法】通过国内外典型夜雨区比较分析,并综合考察武陵山区降雨机制、昼雨量及夜雨量。【结果】因中国西南气候锋移动路线与武陵山脉走向重合、南北气候锋交遇区与武陵山分布范围重合,再加上该地区山(峰)谷(河谷)高差形成显著“山谷风”,共同促成了中国大面积夜雨区“武陵夜雨”的形成。【结论】武陵夜雨是武陵山区优良生态环境和丰富资源条件的坚实基础,有提高空气质量、提升农作物产量和品质、涵养优质旅游资源、促进传统经济发展等作用。重视武陵夜雨的研究和利用,应视为是发展中国西部经济和加强该地区生态文明建设的工作任务之一。
     

一次影响靖安的飑线天气过程分析

使用地面自动站观测资料、常规气象资料、FY-2G逐小时红外卫星云图、多普勒雷达拼图资料等,采用天气学诊断分析、中尺度分析、形态分析等方法,对2018年3月15日影响靖安的一次飑线天气过程进行分析。结果表明:1)飑线上的强单体回波造成靖安县国家站18:14出现了极大风速18. 1 m/s的雷暴大风,18:24-18:50出现了冰雹,冰雹最大直径30 mm,18:00-19:00出现了1 h 42. 4 mm的短时强降水并伴有强雷电。飑线过境时,伴有由2个≥10 mm/10min超短时强降水组成,风向突变,风速加大并出现雷暴大风,气压上升,相对湿度上升,气温迟后几分钟快速下降。2) 500 h Pa阶梯槽向东发展移动,呈前顷结构,利于热力和动力不稳定增长;较强的西南暖湿气流,低层湿舌向东北伸展,NE-SW走向的地面辐合线有利于飑线生成、维持和发展。逆温层积累了大量不稳定能量,零度层高度3 409 m,-20℃层高度6 615 m,非常有利于冰雹的生成。3)飑线单体排列趋向紧密,回波强度达到60～65 d Bz,中部向南弯曲,弯曲段回波单体强度达70 d Bz。飑线回波带的特征主要有两点:一是由多个单体回波紧密排列成带状的回波带或短带形式;二是回波带上强回波单体或超级单体结构。     

基于共生理论的环巢湖游憩带城湖联动发展研究

本文尝试引入"共生理论"重新解构城湖联动模式,将城市湖泊与城市发展作为两个复杂的有机群种,从产业发展、城乡建设、空间组织、生态修复、文化保护五个层面解析其共生模式,并以环巢湖游憩带为例,积极探索在城湖联动背景下环巢湖游憩带的发展模式、存在问题及解决路径,以期为城市和湖泊联动发展开拓思路并提供一定的借鉴.     

基于江西省站点资料对智能网格实况分析产品的检验评估

利用江西省2019年3月～2020年2月气象站观测资料,在小时尺度上,对中国气象局下发的智能网格实况的2 m气温、湿度、风速、降水等多个气象要素产品进行检验评估.研究分析各类产品的数据误差及其时空变化规律,验证该产品在研究区的适用性.研究结果表明:2 m气温、相对湿度产品与站点观测较为一致,其相关系数均可达0.9以上,2 m气温均方根误差在1.0 ℃左右,准确率可达80%以上,相对湿度均方根误差小于10%,准确率可达90%以上.风速产品的数据精度较低,相比站点观测风速明显偏弱,70%站点的风向准确率小于50%,风向准确率仅为40%左右.降水产品能准确反映年内逐小时变化趋势,但存在一定程度低估,相关系数基本在0.8以上,平均误差为-0.1～0.1 mm·h^-1,平均绝对误差小于0.2 mm·h^-1.与站点观测相比,降水产品对强降水明显偏弱.地形对实况网格产品准确性有较大影响,产品误差在地形复杂山区中比在平原地区中明显偏大.总体上,2 m气温、相对湿度产品质量较高,基本可满足业务服务需求.风速产品及降水产品在大降水量级下的误差较大,与业务服务需求有一定差距.     

福州城区挥发性有机物日变化特征研究

在2011年10月使用挥发性有机物(VOCs)快速在线监测系统监测福州市城区VOCs日变化趋势,进行工作日与非工作日VOCs日变化特征的对比分析.结果表明:(1)工作日TVOCs在上午7:00前后和下午1 7:00前后各出现一个峰值,与人们上下班时的交通高峰期一致;而非工作日人们的作息时间发生了变化,交通状况也随之改变,使得非工作日TVOCs浓度日变化与工作日有很大的差异,在上午7:00前后和下午17:00前后没有典型的双峰,非工作日TVOCs浓度的最大值在下午出现.(2)同TVOCs对比一样,非工作日的苯和甲苯日变化趋势也与工作日不同,进一步印证了非工作日与工作日交通状况的不同造成VOCs日变化特征的差异.(3)通过对日变化研究期间风向玫瑰图分析发现,由于风速较小,在SSW风向下,TVOCs浓度最高,s和SSE风向的TVOCs浓度也较高;由于风速相对较大及从海洋上带来了洁净空气,在ENE、E、ESE风向上TVOCs浓度较低.     

2003-2013 年高雄市霾日数变化规律与影响因素研究

利用2003-2013年高雄站的气象观测数据，统计分析了高雄地区日平均能见度低于5km、平均相对湿度低于80%的霾天气的长期变化。研究发现：近年来高雄市的霾日数在逐年减少；霾日在一年内各季节均有发生，霾日数在冬、秋、春、夏季依次减少。全年霾日一月份发生最多，七月最少，一天内 11:00 发生霾的可能性最大。在相对湿度小于 80%时，随着相对湿度的增大，霾发生的可能性增大；气温越低，越易出现霾日；当风速<3 m/s 时，霾发生的可能性最大，并且其主导风向为 NNW。霾与空气污染指数在年际变化和月变化上都有一定的相关性；PM2.5和 PM10的浓度越大时，对霾的形成越有利。
     

复杂山区水库蓄水影响下的库区桥址风特性数值模拟研究

以某复杂深切峡谷大跨度悬索桥为工程背景,构建桥址区水库蓄水后的地形数值模型,对桥址区进行区域地形风场数值模拟研究.通过36个不同来流工况的对比分析,探讨水库蓄水后的主梁平均风速、风攻角、风剖面以及风速放大系数在不同来流风向下的变化规律.研究表明,山区库区桥址风场特性分布比较复杂:主梁横桥向平均风速随来流风向变化较大,主梁出现较大负攻角效应;典型工况下横桥向风速沿主梁由北岸向南岸递减;多数工况下,桥址区风剖面分布复杂,远不同于常规指数律;桥位出现较明显的峡谷风效应,风速放大系数最高达1.06.研究结果为水库库区大跨度桥梁的抗风设计提供一定的依据.     

卧龙森林生态站林内外主要气象因子对比分析研究

采用林外对照区与岷江冷杉林定位观测的实验方法,以卧龙森林生态站气象观测数据为基础,从大气温度、大气相对湿度、土壤温度、降水量、蒸发量、风速和风向等因子对卧龙森林生态站站区林内与林外对照区气象要素值进行对比分析.结果表明:①林内平均大气温度、土壤温度以及降水量相对林外明显偏低;②林内大气温差和林内大气相对湿度变化幅度明显较林外低;③受林地地形条件影响,林外风以东风和北风为主,但林内基本处于静风状态.     

植保无人飞机的抗风能力测试系统的研发

针对抗风能力是衡量植保无人飞机飞行稳定性、安全性和喷洒作业质量的重要指标,研发了基于变频控制技术的植保无人飞机抗风能力测试系统.该抗风能力测试系统包括轴流风机总成、液压升降平台、变频控制装置和气流场监测装置等4个部分.气流场监测采用网格化测量方法,使用风速传感器测量各节点的风速,采集了不同频率和不同离地高度下风机制造的各节点风速和风向.试验结果表明:在自然风速低于3 m·s~(-1)的情况下,该抗风能力测试系统能生成长约5 m、直径约3 m、风速带离地高度为3～7 m的可调横向侧风圆柱形气流场,且风向一致,可满足植保无人飞机抗风能力测试试验的需要.     

聊城市城区水岸带土壤Hg,As含量分布特征及污染评价

为了解山东省聊城市城区水岸带土壤中Hg,As含量特征和污染状况,于2015年3月至4月采集了35个水岸带土壤样品,采用王水消解-原子荧光光度计法测定了土壤中Hg,As的含量,并对水岸带土壤Hg,As的污染状况进行了评价.结果表明:聊城市城区水岸带土壤pH值的范围为8.62~9.96,呈碱性;有机质的平均质量分数为32.57 g·kg~(-1);Hg和As的质量分数平均值分别为0.139 mg·kg~(-1)和9.56 mg·kg~(-1),各点位As含量均符合国家土壤环境质量一级标准,Hg的超标率为45.7%.As与土壤有机质呈显著正相关(p0.05).以山东省土壤元素背景值为评价标准,水岸带土壤As总体表现为轻度污染和轻微生态风险,Hg表现为重度污染和较高生态危险.     

杭州市2014年城区大气污染物浓度变化特征观测分析

为了研究杭州市城区大气污染物的浓度变化特征,本文选取了2014年杭州市环境监测中心站空气质量自动监测站的大气污染物浓度数据,并结合地面气象要素资料进行分析,结果表明,在观测期间,杭州市城区大气中的PM_2.5污染状况最严重,日平均浓度的超标率达30.7%;各污染物全年分布呈现明显的季节变化：O₃浓度呈现与该季节气温和太阳辐射强度在全年中的排列相一致的夏、秋、春和冬季依次递减的分布,NO₂则呈现冬高夏低,春秋介于两者之间的分布,SO₂浓度从高到低依次为冬季>春季>秋季>夏季,CO、PM_2.5和PM₁₀浓度都呈现出冬高夏季、春秋季变化平缓的季节变化特征;各污染物浓度日变化呈现不同变化规律：O₃和O_x浓度四季的日变化都呈单峰型分布,浓度峰值都出现在13:00～15:00,SO₂也呈现单峰型分布,在09:00～10:00左右达到峰值,于次日04:00左右达到谷值,NO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀浓度的日变化特征类似,呈现双峰型变化,且峰值都与早晚高峰时间基本重合,冬季相对于其他季节首峰值时间推迟一小时左右;利用成对样本T检验进行比较,结果表明：NO₂浓度在17:00～次日09:00工作日均明显高于周末,而在09:00～14:00工作日略低于周末,14:00～17:00浓度基本相等,O₃浓度则在工作日的各时刻均高于周末;气象要素是大气污染物分布的重要影响因子,O₃与气温和风速呈极显著正相关关系,与湿度呈极显著负相关关系,NO₂与之相反,SO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀与风速呈现一致的显著负相关关系外,与其他气象要素在不同季节差异性较大,SO₂和PM₁₀与相对湿度呈现极显著负相关关系,CO和PM_2.5与气温和湿度的相关性在不尽相同。     

干旱区典型流域天然草地生态脆弱性评价研究

塔里木河流域是干旱区生态环境变化的敏感地区,其中塔河下游地区为严重脆弱地区,是典型的生态脆弱带和环境危机带.塔河下游地区广大的天然草地主要分布在绿洲-荒漠过渡带.依据有关生态脆弱带评价方法,结合塔河下游天然草地分布的实际状况,建立生态脆弱性评价体系.对垂直于塔河河道不同距离上的草地生态环境进行了分析,得出:(1)地下水位水质与河道距离具有一定的相关关系;(2)距离河道350 m是深根植物和浅根植物的分界线;(3)距离河道500 m以上地带的草地生态环境表现为中度生态脆弱,＜350 m的草地生态环境表现为一般脆弱等.     

郑州市城区PM2.5和PM10变化特征及其与气象要素关系研究

利用2018年1月、4月、7月、10月郑州市城区8个监测站点的PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据与气象数据,对郑州市城区PM_(2.5)和PM_(10)的时相变化特征及气象要素对其产生的影响进行研究.结果表明:郑州市城区在1月份的PM_(2.5)浓度最高(118.1μg·m~(-3)),污染严重,4月份PM_(10)浓度最高(169.4μg·m~(-3)).通过分析PM_(2.5)和PM_(10)的比值(PM_(2.5)/PM_(10))发现, PM_(2.5)是郑州市城区主要的大气污染物.PM_(2.5)和PM_(10)与气象要素之间的相关分析表明,PM_(2.5)和PM_(10)与气温和露点温度均呈显著负相关(P0.01),PM_(10)与降水呈显著负相关(P0.05),PM_(2.5)与气温之间的相关性(r=-0.441,P0.01)高于PM_(10)和气温的相关性(r=-0.311,P0.01).另外,当风速在2～3 m·s~(-1)时,PM_(10)最低;而风速大于4 m·s~(-1)时,颗粒物浓度增加明显,且对于PM_(10)的增加作用更显著.露点温度与颗粒物浓度之间也存在一定关系,当露点温度大于0℃时,颗粒物浓度会随露点温度的增加而降低.2018年郑州市PM_(2.5)与PM_(10)昼夜变化呈双峰型特征;风速与温度的双重作用导致PM_(2.5)浓度先于PM_(10)达到最高值,而空气湿度和露点温度则是造成04:00时颗粒物较低的主要原因.另外,通过多元回归分析发现,各月份昼夜时段颗粒物浓度主要受温度和相对湿度影响;在各时段中,温度与颗粒物浓度关系最为密切,风速次之,湿度最弱,各气象要素对PM_(2.5)浓度的影响较PM_(10)浓度更大.     

快速城市化过程中喀斯特山区城镇生态风险变化——以贵阳市花溪区为例

揭示城市化过程中土地利用变化对典型喀斯特山区城镇生态风险的影响,利用花溪区2002年、2010年和2017年3期遥感影像获取土地利用数据,构建生态风险指数,划分生态风险等级,分析花溪区近15年来生态风险时空变化特征。研究表明:1)2010-2017年,花溪区较高生态风险和高生态风险区的面积显著增加,由2010年的18.51 km2,增加到2017年的91.45 km2,占土地总面积的比例由1.94%增至9.59%,增长了约5倍。研究区整体仍以较低生态风险和低生态风险为主,占总面积83%以上;2)2002-2017年,花溪区土地利用类型以林地、耕地和建设用地为主。其中建设用地面积增长较快,从2002年的48.32 km2,增至2017年的202.12 km2,占土地总面积的比例从5.07%增至21.19%,增加了约4.2倍。耕地、草地、未利用地和林地面积均减少,水体面积未发生较大改变;3)城市化过程中建设用地的扩张导致了高生态风险区域逐渐扩大,其中以花溪社区、党武镇和湖潮乡最明显。