绿洲-荒漠过渡带陆面温度与地表能量关系分析

 以实测气象资料为基础,通过波文比能量平衡法对芨芨草地地表能量进行计算,深入探讨了不同天气条件下陆面温度变化规律及其与地表能量的关系特征,建立了适合新疆准噶尔盆地东南部绿洲 荒漠过渡带的陆面温度预测模型。结果表明：① 受不同天气地表能量特征差异的影响,晴天表层土壤（5 cm、10 cm、15 cm）温度变化呈“S”型曲线,雨天与晴天相似,只是振幅减小,而阴天呈直线下降特征。其中,晴天表层土温峰值出现时间由地表向下呈现每5 cm 2.5 h的滞后性。不论何种天气,40 cm及其以下深层土温几乎没有日变化。② 各地表能量分量与表层土壤温度均表现出相关系数值随土壤深度的增加而不断减小,至20 cm负相关性达到最大。③ 各能量分量对土壤温度的影响程度表现为：土壤热通量（G）最大,其次为净辐射（Rn）和感热（H）,潜热（LE）最小。④ 除H外,不同天气条件下各能量分量与土壤温度相关性均表现为晴天>平均>阴天>雨天,土温对能量变化的反应强度（回归系数）也大体表现出相同的规律。⑤ 经过检验的陆面温度预测模型表明：湿热性能量因子（LE）对干旱区绿洲 荒漠过渡带陆面温度的影响微弱。     

夏季太湖表面辐射和能量通量特征观测分析

利用太湖表面2012年6~8月的辐射和湍流通量观测资料,分析了太湖夏季晴天辐射平衡和能量平衡各组分的日变化特征。结果表明:12012年夏季晴天太湖表面向下、向上短波辐射和向下、向上长波辐射日平均值分别为282.6、19.5、425.8、478.6 W/m2,反照率日平均值为0.05;2夏季晴天净辐射、感热通量、潜热通量和热储项日平均值分别为210.3、3.8、121.8、5.7 W/m2;3夏季晴天感热通量白天为负最小值为-13.4 W/m2,夜间为正最大值为17.3 W/m2。潜热通量晴天白天最大值达到216.6 W/m2,是能量平衡分配的主导;与陆地下垫面不同的是,夜间潜热通量仍保持正值。热储项白天为正,夜间为负,约60%的能量以潜热的形式消耗。天气过程出现时,湖体稳定的正温层被打破,累积热储项急剧减少。     

东北半干旱地区辐射收支与地表能量分析——以锦州地区为例

本研究利用2015年锦州通量观测站实测资料,对东北半干旱地区的地表辐射收支、能量平衡、地表反照率和能量闭合度等方面进行分析,得出以下结论:锦州地区向下短波辐射、地面向上短波辐射和地面向上长波辐射有明显的日变化特征,而大气向下长波辐射没有.该地区8月午后易产生对流云,致使向下短波辐射日变化在午后有明显波动.净辐射平均积分值8月为12.7 MJ/m~2, 12月为-0.9 MJ/m~2,冬季全天均由土壤向地表传递能量,所以夏季盈余的能量可能储存到深层土壤,在冬季释放.感热和潜热随净辐射有相同的增减趋势,日变化并不平滑,有多个峰值.平均地表反照率12月(0.21)明显高于8月(0.18).受不同天气条件影响,在不同季节,各辐射分量的日变化特征不同.降水通过改变土壤湿度会对感热、潜热和地表反照率产生影响.采用过原点和有截距两种不同的拟合方法来评估锦州冬夏的能量闭合度,对比结果发现,冬季能量闭合度均远低于夏季.     

城市冠层模式对城市气温模拟的改进

建立了一个城市冠层模式,并将该模式耦合在精细城市边界层预报模式中.城市冠层模式对城市地区地面气温夏季和冬季的模拟情况均优于传统平板模式的模拟结果,尤其是夜间地面气温的量值及变化趋势.城市冠层模式详细的考虑城市冠层建筑物三维结构对长短波辐射的作用以及热量存储能力.建筑物密集地区冠层地表反照率要低于建筑物相对稀疏地区,以北京地区的模拟为例,古观象台地表反照率夏季为0.167,冬季为0.163,南郊观象台夏季反照率为0.170,冬季为0.167.城市冠层模式能够较为准确的模拟城市地区地表能量平衡关系,白天净辐射通量要大于平板模式模拟结果,大多数能量存储在冠层三维结构中,感热通量较低;夜晚冠层释放存储的热量加热冠层表面,冠层通过向上的感热通量传输加热上部大气,夜间感热通量表现为正值.     

深圳夏季多层土壤温度及其垂直结构日变化特征

应用深圳国家气候观象台的地温资料,分析深圳夏季三类天气（晴天、阴雨天和阵雨天）条件下土壤温度及其垂直结构日变化,结果表明：晴天,地面温度和浅层土壤温度呈现正弦曲线变化,白天温度高,夜间温度低。各层土壤温度振幅、位相、周期不同,地面温度振幅最大,越往深层,振幅越小,位相越后,周期越长。土壤温度垂直结构也有日变化,白天正午时段,地面温度和浅层土壤温度高,深层土壤温度低,从地面到深层土壤,温度逐步降低。午夜时段10cm以上土壤温度及80cm以下深层土壤温度相对较低,而（15～20）cm之间的土壤温度相对较高。阴雨天,地面温度和浅层土壤温度的日变化与晴天大不相同。地面温度和浅层土壤温度在白天上升幅度小,甚至下降。地面温度和浅层土壤温度的日变化幅度远小于晴天。这导致白天降水时段土壤温度垂直结构也与晴天大不一样,土壤温度的极大值在80cm土壤层。阵雨天,白天阵性降水会使地面温度和浅层土壤温度不升反降。而40cm以下深层土壤温度受阵性降水影响较小。土壤温度垂直结构因此发生重要改变,土壤温度的极大值在40cm土壤层。无论是晴天、阴雨天,还是阵雨天,80cm以下深层土壤的温度,其日变化幅度都要小于0.5℃,深层土壤温度受天气影响小。     

HUBEX试验期间淮河流域陆面过程特征的初步分析

通过分析淮河流域能量与水份循环试验(HUBEX)1998～1999年巡回通量观测资料,发现在半湿润季风气候区,对于地表能量平衡而言潜热和感热通量在大多情况下是同等重要的,对于旱地和水田潜热甚至更主要,这与干旱、半干旱地区感热占主导地位完全不同.在晴空条件下,各层土壤温度均表现出一定的日变化特征,且其变化幅度随深度递减,在60cm深处温度日变化已减弱到1℃以下.另外60cm深度也是土壤含水量变化的转折点,因此在该区域可近似把60cm深度作为临界层.同时该流域土壤含水量的垂直廓线随天气背景和土壤类型的不同而不同,且在蒋集站6月份明显存在最大土壤含水量层.     

科尔沁退化沙地和农耕区水热交换的模拟研究

在验证单层和双层阻力模式适用性基础上,模拟计算了内蒙古科尔沁地区退化沙地和农耕区两种下垫面的水热交换特征,并与Bowen比能量平衡方法实测结果对比。结果显示：模拟结果与实测结果具有较好的一致性;退化沙地和农耕区下垫面反射率以及下垫面水热特征的差异,造成沙地下垫面感热通量、潜热通量和净辐射均小于农耕区;沙地的潜热通量出现极值的时间较感热通量提前。     

利用MODIS数据估算晴空半干旱地表潜热通量

为研究我国半干旱区域地表潜热通量分布特征, 建立了一套不需要将地面气象观测数据作为输入而仅用卫星数据来估算晴空条件下半干旱地表潜热能量的方案。该方案设计了针对半干旱地表的净辐射通量参数化方法和土壤热通量估算模型, 利用S-SEBI模型计算蒸发比率, 根据能量平衡原理得到潜热通量。基于MODIS陆地和大气产品, 利用该方案进行潜热通量估算研究,并采用2003, 2004和2005年6?11月间退化草地和农田晴空数据进行验证。与地面站点观测数据对比结果表明该方案能有效计算地表潜热通量: 在退化草地和农田两个站点上, 该方案计算的地表潜热通量的均方根误差分别为60.4和64.6 W/m², 平均偏差分别为18.6和32.4 W/m²。     

北京西山典型侧柏人工林热量平衡研究

热能是水分在森林生态系统中运动的主要驱动力之一,研究热量平衡有助于理解森林水文过程和森林生态系统水量平衡等问题.本研究选取北京西北部山区的典型侧柏人工林为研究对象,利用建立的气象塔和波文比系统观测热量平衡的各个分量.通过研究发现以下规律:(1)各个热量平衡分量一般都表现为净辐射＞潜热通量＞显热通量＞土壤热通量;(2)显热通量和潜热通量在夜晚为负值,在白天随着太阳辐射的增强而逐渐增强,在中午达到峰值;显热通量和潜热通量都在夏季最大,而秋季和冬季逐渐减弱,土壤热通量在日变化遵循相似的规律,但是秋冬季节始终为负值;(3)生长季生态系统所接受的净辐射绝大部分用于潜热交换和显热交换,而非生长季净辐射绝大部分用于潜热交换;(4)北京西山典型人工林热量不平衡状态是长时间存在的.热量平衡方程出现了一定的差值,这部分差值有着与净辐射相似的变化规律.通过分析北京山区热量平衡状态,表明总体上北京山区人工林是一个水汽源,显热汇.     

南极瑞穗站辐射特征的初步研究

本文利用1979－1980年在南极瑞穗太阳分光辐射分量和长波辐射通量及微气象观测资料，计算并分析了辐射分量，地表反射率，地表和大气的有效比辐射率，大气的有效透过率和雪面反射率与太阳高度角的关系及他们的日，年变化，并对输出输入长波辐射的实测与计算值进行了比较，初步结果表明：在南极瑞穗站净辐射年平均值为－14．6W／m^2，在波长305－2800nm,305-695nm,和695-2800nm范围内地表反射率分别为0．79，0．95，和0．64，地表和大气有效比辐射率的年平均值分别为0．99和0．77，大气的有效透过率在不同的波长范围内有不同值，代表春，夏，秋季的10月19日，12月28日和3月3日，在305－2800nm波长范围内，晴天大气透过率分别为0．828，0．871和9．835。     

兰州皋兰山顶春季大气气溶胶的监测与分析

对兰州皋兰山顶春季大气气溶胶连续采样，得到了大气背景、浮尘、扬沙、沙尘暴等不同天气条件下的气溶胶质量浓度．通过沙尘天气的过程分析，得到不同沙尘天气条件下，TSP浓度的时间变化规律．与兰州大学小二楼顶的监测数据进行比较分析，可以看出兰州市的污染状况和TSP的时空分布．通过各类沙尘天气不同粒径气溶胶粒子的浓度分析，发现气溶胶粒子粒径的分布规律和气溶胶来源不同．     

重庆市不同天气型下地面SO_2浓度分布

介绍了来源于高分辨对流层化学模式 (HRCM)的空气质量模式的结构和特点 ,并利用该模式对 6类天气条件下重庆市的SO2 浓度进行了数值模拟 ,得到 6类和全年的浓度分布型 ,将计算值与实际观测值进行了对比 ,结果具有好的一致性 .     

基于79 GHz车载雷达的大气环境传播特性研究

针对79 GHz 频带雷达在雾气、降雨、降雪等不同天气条件下雷达性能下降的问题, 研究了基于79 GHz频带车载雷达的传播特性。评价了包括大气因素、降水(雾气、降雨、降雪)以及沙尘对该频段的影响, 并仿真分析了该频带在不同环境条件下对车载雷达性能的影响。结果表明, 不同天气条件对该频段雷达具有一定的衰
减作用, 同时降雨对79 GHz 车载雷达具有较大的影响。该研究对开发和利用79 GHz 频带, 并为该频带进一步应用于智能交通系统提供了理论根据。     

用MM5模式和阻力模型计算硫化物的干沉降速度

使用NCEP资料，由中尺度气象模式MM5产生中国东部及附近地区详细的边界层气象场，使用类似于RADM中的阻力模型，计算了该地区2000年3月22—27日硫化物(SO2、SO4^2-)的干沉降速度的区域分布，以及典型地区的干沉降速度随时间的演变；讨论了不同阻力对硫化物干沉降速度的影响．结果表明：随着下垫面类型和气象条件的不同，硫化物的干沉降速率有着明显的时空变化，尤其是当有天气系统(如锋面)时，污染物的干沉降速率明显增大．对SO2来说，不同的下垫面条件、不同的气象条件下，三种阻力的相对重要性不同；对SO4^2-来说，其干沉降速度主要决定于分子扩散阻尼和表面阻尼．     

高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响

为研究高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响,共选定了32名被试驾驶人,包括7名外地驾驶员和25名本地驾驶员,在选定的试验路线上进行了实车试验。在晴天、雨天、雪天、雪天+大雾(能见度5米)的4种不同天气状况下,选取心率变异性RMSSD、SDNN和PNN50值和心率增长率作为驾驶人工作负荷表征指标,研究在高原公路不同天气状况下被试驾驶人工作负荷变化规律。研究结果表明：高原公路不同天气状况对驾驶人的工作负荷有显著的影响,驾驶人工作负荷因天气条件的恶劣程度和海拔高度而增加,道路的天气状况、能见度及海拔高度的共同作用对驾驶员工作负荷影响最大。     

大气中PM_(10)浓度的影响因素及其污染变化特征分析

讨论了影响大气中可吸入颗粒物PM10浓度的因素，包括来源、源强、气象条件等，并分析了其时空分布特征．     

非标准气象条件下的平行接近法导引弹道仿真

将导弹在一个攻击平面上的平行接近法的导弹与目标的相对运动方程组推广为三维空间中的导弹与目标的相对运动方程组,利用三维空间中的导弹与目标的相对运动方程组推导出了惯性坐标系下的弹道倾角和偏角的计算公式,给出了多段组合法生成航迹的离散算法。在此基础上,结合大气运动方程组(MM5方程),建立了非标准气象条件下的平行接近法导引弹道模型。通过仿真对比分析了标准和非标准气象条件下的平行接近法导引弹道,验证了纵风主要影响导弹的射程,而横风主要影响导弹的飞行方向。最后使用STK(卫星工具包)对2种气象条件下的某空空导弹攻击空中目标的导引弹道进行了视景仿真,逼真地显示了导弹飞行且命中目标的运动轨迹。     

太阳能路灯工作情况仿真研究

利用MATLAB/SIMULINK、MATLAB/SIMPOWERSYSTEMS仿真软件包对太阳能路灯系统在不同天气条件下的工作情况进行了仿真分析,并根据仿真数据对系统可能存在的问题提出了改进方法。     

灾害性天气对道路运营安全的影响分析与车速控制

分析了灾害性气象因素对道路运营安全的影响,采用设计频率方法对气象数据进行了计算分析,建立了不同运行状态下不同的可视距离、行车车距和运行车速间的数学模型.通过计算机仿真试验,对数学模型进行了验证.并以上海市高速公路局域网为例,提出了灾害性天气下道路安全运营车速建议值.