东亚沙尘暴数值模拟：Ⅱ个例分析

利用文献中设计的沙尘暴预报模式,详细地模拟了一个发生在东亚地区的沙尘暴天气过程,得到了滗尘暴起动,传输和沉降的具体特征。     

塔中石油基地沙尘天气的变化趋势及影响因素

通过对塔中石油基地1997-2005年浮尘、扬沙和沙尘暴的季节变化和年际变化分析,表明;塔中沙尘天气多出现在春、夏两个季节。塔中沙尘天气近9a总的趋势是整体平稳,变化幅度不大,沙尘暴的日数减少,浮尘和扬沙日数有所增加。沙尘天气与气温、降水、蒸发量、季风等气象要索有一定的关系,同时也受到人类活动的影响。     

东亚高空大气气溶胶的分布及沙尘输送特征研究

利用长达20 年的SAGEⅡ(stratospheric aerosol and gas experimentⅡ) 资料, 研究了东亚地区5.0 ～15.0 km 高空气溶胶多年时空分布特征和变化趋势, 并研究了东亚沙尘活动对高空及下游的气溶胶输送。发现东亚高空气溶胶水平分布呈现上中下3 层不同的分布特征, 下层 5. 0 ～8. 5 km 高值区对应气溶胶源区青藏高原和西北沙漠地区;中层 9. 0 ～10. 0 km 高值区对应温带气旋高发的中纬度地区;上层 10. 5 ～15. 0 km 表现为低纬气溶胶含量显著高于高纬地区。高空各层气溶胶的空间分布受天气系统的影响具有明显的季节变化。近10 年来东亚高空气溶胶呈减少趋势, 平均光学厚度约下降了0. 016。另外还发现沙尘活动与 5. 0 ～11. 5 km 范围内的气溶胶显著相关, 反映沙尘活动影响的高度范围可以达到整个对流层。定义沙尘暴高空影响指数, 用来分析东亚沙尘暴对下游地区的影响, 发现随着时间推移沙尘逐渐向东移动, 在约 12 天之后可以到达大西洋。     

珠三角大气多环芳烃(PAHs)的干湿沉降

为研究大气有机污染物的沉降作用对周边环境的影响,以大气中多环芳烃的沉降为例,使用被动采样器,于珠江三角洲代表性地段(包括香港)系统布设了13个大气干湿沉降采样点,分季节进行了为期1年的连续观测研究(200104-200204).结果显示,扣除挥发性较高的萘后,珠江三角洲大气中总多环芳烃(∑PAH)的干湿沉降通量在85ng/(m2·d)(香港)和1 114 ng/(m2·d)(广州)之间,平均通量为463 ng/(m2·d).各采样点沉降通量均表现出冬季略高于夏季的特点.主成分分析结果揭示了在区内亚热带季风气候条件下,水、热因子的不同组合是控制大气PAH干湿沉降的主导因素.     

中国北方沙尘暴研究进展

沙尘暴是主要发生于干旱、半干旱地区的一种危害极大的灾害性天气。在分析我国北方地区沙尘暴研究现状的基础上,系统总结了沙尘暴的时空分布规律、形成原因、最新研究方法和手段以及预防治理沙尘暴的对策,指出我国北方沙尘暴发生发展的某些规律。     

黄羊滩沙地的形成及其对北京沙尘暴天气的影响

对黄羊滩沙地进行物质成分分析、粒度分析和扫描电镜观察,结果表明:黄羊滩沙地的物质具有二源性特征,分别来源于黄羊滩洪积台地洪积物和洋河冲积物.根据沙地发育条件和历史过程,认为黄羊滩沙地不会有大的扩展.以粒度数据为基础,估算出黄羊滩沙地沙丘φ值大于4的沙尘年平均输出量为7.98×102 t*a-1,φ值大于7的沙尘年平均输出量为3.23×102 t*a-1,占年沙尘输出量的40.5%.北京沙尘暴沙尘组分以φ值大于6.8的为主,黄羊滩沙地对北京沙尘暴天气的沙尘有一定的贡献量.     

我国春季大气沙尘气溶胶分布和短波辐射效应的数值模拟

利用已建立的区域气候模式与大气化学模式耦和的模拟系统 ,在气候模式中引入了起沙机制 ,同时建立了与气候模式连接的沙尘气溶胶输送模式 ,模拟沙尘的输送、扩散、沉降等过程 .通过对 1 998年 4月的模拟 ,分析得到中国地区沙尘气溶胶的主要源区分布情况、沙尘的浓度分布特点和光学厚度特征 ,并且将一次沙尘暴个例与同期卫星观测的气溶胶指数分布做了对比 .进一步模拟了沙尘气溶胶辐射效应 ,发现沙尘气溶胶能减少地面的辐射净收入 ,使南方的大气辐射收入减少 ,使北方的大气辐射收入增加 .由于沙尘气溶胶对辐射的削弱使地面气温有显著降低     

廉州湾海域风暴潮漫滩模拟

用ＡＤＩ干湿网格法和引入辐射边界条件反应活动边界,建立一个风暴潮漫滩模型。模型用于廉州湾海域漫滩模拟,模拟过程中稳定性良好,模型具有预报漫滩受灾范围的应用价值。     

风沙流/沙尘暴与高雷诺数壁湍流野外观测

 风沙流与沙尘暴是发生在高雷诺数大气边界层中的气固两相流,对风沙流与沙尘暴的深入认识、准确预报和科学防治都要基于对风沙运动规律的认知和把握,因而需要借鉴高雷诺数湍流的研究成果。本文综述了高雷诺数壁湍流和风沙流/沙尘暴研究的现状,着重介绍了在中国民勤地区建立的沙尘暴与高雷诺数壁湍流野外观测站,以及基于观测站的观测列阵所获得的初步成果,展望了进一步的发展方向。     

风暴潮集成预报可视化系统设计和应用

结合实际的水文气象资料和台风预报产品,进行了系统需求分析、功能设计、界面设计、数值计算模块调用,运用VB,Fortran和Matlab开发人机交互界面;整合了数值预报、数据分析处理、图形图像和数据库功能,设计和建立可视化风暴潮预报系统.该系统可根据测站实况风速和水位值对模型的参数进行实时调整,作为例子,介绍如何利用该系统成功预报2005年0509号“麦莎”(Matsa)台风风暴水位.     

换热器翅片表面灰尘沉积特性的实验研究

为揭示不同运行工况下空气源热泵室外换热器翅片表面的灰尘沉积特性,构建灰尘沉积可视化实验系统,在干湿工况下,分别研究风速和沉积时间对灰尘沉积特性及传热的影响。研究结果表明：长沉积时间和高风速均会促进翅片表面的灰尘沉积,增加灰尘沉积量和翅片表面覆盖率。湿工况下的沉积效果为干工况的1.15~2.89倍,且效果随沉积时间与风速的增加而增加。此外,灰尘沉积会增加翅片传热热阻,导致灰尘沉积前后存在传热温差,从而降低传热效率。在相同积灰条件下,干工况的温降大于湿工况的温降,即干工况下的积灰热阻高于湿工况下的积灰热阻。     

Speciation of the elements and compositions on the surfaces of dust storm particles： The evidence for the coupling of iron with sulfur in aerosol during the long-range transport

The speciation of the elements on the surface of the particles collected during dust storm and non-dust storm in Beijing and Inner Mongolia was studied by XPS. The major species of iron on the surface were oxides, sulfate, silicate,FeOOH and minor part sorbed on SiO2/Al2O3. Sulfate is the dominant species of sulfur on the surface. SiO2 and Al2O3 are the main components of Si and Al on the surface respectively.One of the most important findings was that the Fe(Ⅱ) (FeS and FeSO4) produced could account for up to 44.3% and 45.6% of the total Fe on the surface in the aerosol sample collected at that night and next day of the “peak” time of the dust storm occurring on March 20, 2002, while Fe2(SO4)3,one of the Fe(Ⅲ) species on the surface decreased from 67.1% to 49.5% and 48.0% respectively. Both S and Fe enriched on the surface of aerosol particles. Fe(Ⅱ) accounted for 1.3%-5.3% of total Fe in bulk aerosol samples during dust storm. These results provided strong evidence to support the hypothesis of the coupling between iron and sulfur in aerosols during the long-range transport, which would have important impact on the global biogeochemical cycle.     

藏东南砂土改良加固力学性能及干湿循环试验研究

为研究高分子聚合物聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)和聚丙烯纤维对藏东南松散堆积砂土复合改良效果,在室内开展无侧限抗压强度试验及直接剪切试验,研究改良砂土效果,并确定最佳改良材料掺配比例;分析干湿循环后改良砂土在水分侵蚀下强度变化,并对其加固机理进行分析。研究结果表明：PVA与聚丙烯纤维掺量对无侧限抗压强度均有明显影响,当掺比为12%PVA+0.25%聚丙烯纤维时改良效果最优,其无侧限抗压强度可达1 716 kPa,与砂土无侧限抗压强度25.46 kPa相比,强度增长达67倍。不同纤维含量的改良试样其抗剪强度随PVA掺量的增加而增加。在经历10次干湿循环过程后,12%PVA+0.25%聚丙烯纤维试样其无侧限抗压强度约为748.66 kPa,仍有7 d强度的91.8%。同龄养护期28 d的1.47倍。聚乙烯醇溶液形成高分子膜黏附包裹砂土,聚丙烯纤维缠绕填充砂土,两者相结合提高了砂土的稳定性,有效改善了土颗粒之间的黏结强度,提高了土体的抗压强度。     

运城市沙尘天气特征分析

利用运城市13个气象观测站的资料,对1961—2001年运城的沙尘天气气候特征和沙尘天气的主要环流形势特征进行了分析研究,结果表明:运城的沙尘天气中,浮尘最多,占66%;扬沙次之,占32%;沙尘暴最少,占2%。风沙多发生在春季,冬季次之,夏季最少。20世纪60年代至70年代沙尘天气多,80年代至90年代明显减少。     

一种污染物的区域干沉积速度分布的计算方法

建立了一个模拟污染物的区域干沉积速度分布的数学模式，利用它计算了江苏省及周围地区ＳＯ２、硫酸盐、ＨＮＯ３（气）和硝酸盐四种污染物的干沉积速度分布，并通过数值试验研究了干沉积速度的时空变化特征。与国内外的此外场观测资料的比较表明，本模式能够实现对不同条件下污染物干沉积的模拟．