基于自动站数据的三明市山谷风特征分析

选取三明市区9个自动气象站2021年逐日逐时风向、风速资料,依据站点地形分为3类,分类对比分析实测风代替山谷风方法、实测风分离本站系统风计算山谷风方法,得到最适合三明市山谷风计算方案。结果表明,斜坡与过渡型站点与峡谷型站点实测风的风频日变化接近山谷风环流特征;受地形放大因子作用影响,峡谷型站点的山谷风特征最为显著。9个站点中,实测风分离本站系统风计算山谷风方法总体优于实测风代替山谷风方法,峡谷型站点两种方法差异最小,斜坡与过渡型次之,城市内部型差异最大。实测风分离本站系统风计算山谷风方法可分离低频的系统风向,调整站点风向区间,使白天与夜间时段的主要盛行风位相相反,减小二者风频概率差值,接近理论上的山谷风。     

京津冀地区局地大气环流耦合效应与区域可持续发展的战略思考

本文针对京津冀地区局地大气环流耦合效应和大气环境可持续发展问题,应用中尺度非静力模式MM5.V3,采用三层双向嵌套技术,模拟了京津冀地区山谷风、海陆风和城市热岛环流的耦合效应及其形成的该区域的复杂的大气环流特征。模拟结果表明:在弱天气系统控制下,该地区大气边界层中可同时存在海陆风、山谷风和城市热岛环流及其明显的耦合效应;海陆风环流极盛时可深入陆地200公里左右,山谷风环流的影响最大可覆盖北京区域内的平原地区,而城市热岛环流则发生在城市中心几十公里的范围内,并对前两个环流起明显的削弱作用;三环流均存在日变化特征,海陆风、山谷风环流的相位相差约6个小时左右;三环流的耦合结果使一年内京津冀地区边界层环流形势大致可分成春夏型与秋冬型,在一天内又可分为凌晨至上午的平原风和下午至深夜的山地风;三环流的耦合在该地区西北部山地与平原的交接地带形成一条大致沿地形等高线走向的风场辐合带。这条水平风辐合带几乎常年存在,其下端一直向西南方向延伸直到和另一条平行于太行山走向的水平风辐合带汇合,从而对京津冀地区大气污染物的积聚与输运过程及大气环境质量可能产生重要影响。     

地形和热力效应对南亚季风产生与维持的机理探讨

用动力分析和数值试验方法研究讨论了地形和热力效应与南亚季风产生和维持的动力机理,研究结果表明：不考虑地形效应的热务强迫只可能产生出热带地区的低频振荡,不易在副热带地区形成稳定的季风环流;南亚季风环流的形成和维持是南亚地形效应和热力强迫共同作用的产物。     

山谷环流的二维数值模拟

建立一个采用地形跟随坐标系,能适用于复杂地形的边界层数值模拟的二维静力平衡大气模式．模式只需要单点探空资料及高层地转风资料作为初始条件．利用该模式对祁连山引起的山谷风环流进行模拟研究,试验结果表明在早晨有较强的下坡风,厚度为１０００ｍ;而在下午表现为谷风,厚度为８００ｍ．     

南亚夏季西南季风成因的数值试验研究

本文利用一个有限区域的大气环流格点模式研究了南亚夏季西南季风形成的原因.一系列数值试验结果的对比分析表明:(1)大尺度地形的热力作用在西南季风的形成中起了决定性作用,而其动力作用的贡献甚小.3000米以上青藏高原的热力影响对高原附近1000公里以内西南季风形成的作用更为重要.(2)索马里急流对南亚15°N 以北西南季风的形成作用不大,且西南季风的强弱也与索马里急流的存在及强度无关.     

三明市城市冠层山谷风特征研究

利用三明市区9个自动气象站2021年1—12月逐日逐时风向、风速资料,研究三明市城市冠层山谷风特征。结果表明,各站点山谷风日数相差很大,冠层顶部和中上部山谷风日明显多于中下部;城市东西两侧冠层顶部和中上部山谷风环流特征均非常明显;山风和谷风之间的转换时间跨度可达4～5小时;从实测风中剥离系统风后的山谷风变化特征研究更具有科学性和代表性;各站点谷风风速均明显大于山风风速。     

试论我国季风的成因

说明了海陆热力差异是形成季风环流的最根本因素;大气环流是主要因素;青藏高原影响起决定性作用.     

上海城市在热岛和海风锋影响下特大暴雨的初步分析

上海地处长江三角洲冲积平原,由于沿江滨海,水网交错,在特定的环流形势背景下,可在市区形成集中降水。本文针对1985年8月31日(以下简称8.31)发生于上海的一次特大暴雨,在对环流形势分析的基础上,进行气流升速等7个物理量的计算,研究了下垫面对局地强雷暴活动的动力、热力和地形作用。结果表明:南下的冷空气与太平洋副热带高压西缘暖湿气流的辐合是造成这次雷暴雨的发生源,而在副高短期稳定,西风槽少动的条件下,海风锋和城市热岛可对最大降水落区起到触发机制或“诱导”、增幅作用。     

北京地区低层大气流动模态研究

用风场诊断方法和实际观测资料对北京地区低层大气的背景流动情况进行分析,获取当地流动时空演变的总体型式或模态。所获初步结果表明,该地区大气流动总体分为秋冬型和春夏型。秋冬型更多受强天气系统的影响,春夏型则更多表现出局地中尺度热力环流特征。中尺度环流是该地区低层大气流动的基本模态,春夏季和秋冬季弱系统条件下的区域流动大体按这种模态演变。秋冬季大风天气的流动受地形的动力扰动作用明显,扰动表现为水平涡旋形态,其影响范围包括北京城区及西北部山地。     

海岸气象学的研究进展

海岸气象是研究发生在海带区域,在陆－气－海耦合作用下的大气过程与现象的新生分支学科。作者根据海岸大气过程的动力,热气特征,产生机理以及国内外近年来的研究发展,从四方面：（１）边界层过程与海气相互作用（２）热力驱动环流（３）地形强迫作用（４）大尺度天气过程与海岸环境相互作用,对海岸气象学的研究与发展进行了简要的评述和讨论。     

水轮发电机送出热风供暖冷却系统通风分析

为了降低水力发电厂厂房采暖工程的初投资和减少电热采暖所需的电能，某水力发电厂在发电机水冷式空气冷却器旁开设热风窗，在冬季远行时送出热风用于本厂房供暖。为了分析开设热风窗后对通风冷却的影响，本文用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术，对其水轮发电机通风冷却系统进行了分析，认为开设热风窗后，不会对转子和静子发热体的通风冷却带来不利影响。     

遥感影像技术在架空输电线路中的应用

根据Pleiades高分辨率卫星影像的特点,利用少量控制点在委内瑞拉线路工程进行空三测量,使用一定数量的检查点进行精度评定,得到Pleiades高分辨率卫星影像可以满足山地线路测量,为高分辨率卫星影像在山区线路中的使用提供了一种可行的作业方法。     

一种光伏一热通风装置的热特性试验研究

提出一种新型的光伏/热通风装置,利用CFD仿真对比分析了底板进气和侧板进气两种不同形式下装置内温度分布情况.试验结果表明底板进气可有效降低装置内最高温度,并使装置内温度分布更加均匀.对新型光伏-热通风装置进行了室内稳态试验,通过改变加热功率、风速及底板通风孔个数,分析不同工况下装置的热特性.结果表明:出风口温度和装置内最高温度随着加热功率的增加而增加,但装置热效率随着加热功率的升高而降低,减少底板孔数后装置内温度分布更均匀;定加热功率试验表明风速越大装置效率越高.此基础上对新型光伏-热通风装置进行室外实际天气条件下性能试验.结果表明装置对空气的加热功率变化趋势与辐照度的变化趋势接近,整个装置在中午时热量利用率最高.      

火烧油层注气加热过程的模拟计算研究

在火烧油层的注气加热过程中,需要根据点火需求优化注气参数。考虑了空气在井筒、油层的流动及换热过程,包括空气进入油层的混合过程、水蒸发进入空气和湿空气降温后凝结为水的组分及相态变化、油层之间的导热过程,建立了相应的瞬态模型,提出了基于龙格库塔法的求解方法。利用该模型及求解方法进行了模拟注气验证,并用于油田的实际火烧油层点火过程的监测系统。研究表明：点火过程中加热带扩展速度非常有限（6 d 后加热带半径仍小于0.6 m）,并且受油层中含水率影响较大,加热带温度主要受电加热器功率和注气速度影响,受注气时间长短影响较小。点火过程中应保持电加热器功率和注气速度稳定。     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

新疆达坂城风区顺风向脉动风功率谱

为研究新疆乌鲁木齐所处达坂城风区的复杂脉动风环境，基于实测风场风速数据分析并拟合了该风区的顺风向脉动风功率谱。结果表明：以反比例函数拟合山区峡谷地形平均风速与湍流强度的关系误差较小；山区峡谷地形湍流积分尺度分布较离散，但整体随平均风速的增大而增大；考虑地形系数的Kaimal修正谱在含能区和惯性子区间能较好地表征实测谱，在耗能区选用三参数拟合描述实测谱效果良好；选用过渡函数来描述惯性子区间与耗能区接触区域的功率谱，拟合效果较为理想。可见达坂城风区具有特殊顺风向脉动风特性，以修正谱和拟合谱分段构成的函数模型可用于表征该风区顺风向脉动风功率谱。     

Quantitative analysis of torrential rainfall associated with typhoon landfall： A case study of typhoon Haitang （2005）

A quantitative analysis of torrential rainfall associated with typhoon Haitang (2005) is carried out using a modified moist ageostrophic Q vector and data from Weather Research and Forecasting (WRF) model simulation. Four major factors determining the ascending motion associated with torrential rainfall have been studied: large-scale and convective condensational heating, topographic lifting and friction. The results show that the convective condensational heating plays a major role in the torrential rainfall process and the large-scale condensational heating is secondary before the landfall of typhoon Haitang, and vice versa after the landfall. The topographic lifting affects the formation of rainfall whereas the topographic friction has important impacts on torrential rainfall after the landfall. The rainfall amounts forced by topographic friction and lifting have similar horizontal distributions but the magnitudes of the former are 2－3 times larger than those of the latter. The rainfall amounts forced by topography (lifting and friction) and modified moist ageostrophic Q vector have different horizontal distributions and the magnitudes of the former are 2－5 times larger than those of the latter. Synthetic analysis shows that the typhoon rainfall may be motivated by modified moist ageostrophic Q vector and enhanced further by the topographic effects.     

TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征,光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比,TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构,表面粗糙度大, 空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构, 表面粗糙度比未烧的小,在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构,表面较光滑,在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1 h后呈等粒状结构,表面较光滑.从TiO2光电池器件输出电功率来看,TiO2膜在空气中烧至450 ℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530 ℃的高,印刷TiO2膜的丝网目数为500目时,电输出功率较佳.     

煤改电背景下空气源热泵系统对电网负荷影响的模拟分析

在煤改电进程中,为减缓因规模化应用空气源热泵供暖对电网负荷造成的负面影响,模拟研究空气源热泵供暖系统对电网负荷的影响情况.以京郊地区400万用户的采暖用电为例,采用EnergyPlus能耗模拟软件分析供暖期不同阶段用户侧优化调控,以满足电网需求响应的可能及优势.研究结果表明:与空气源热泵直接供暖(ASHP)系统相比,空气源热泵蓄热(ASHP-HS)系统可大幅降低电网峰谷差,提高电网负载率,更有利于电网的稳定安全运行;尽管ASHP-HS系统的初投资较高,但其增加的成本部分的回收年限仅为3.5 a,具有更好的全生命周期经济性.     

无臭氧负离子空气净化器最佳设计问题

研究了在电晕线加热情况下负离子空气净化器结构的选择总是其中包括电极间距、电晕线线径，网状电极网孔尺寸。讨论了加热功率及供电电源的设计问题，为负离子空气净化器的合理化设计提供了依据。