超强台风“莫兰蒂”(1614)边界层结构的风廓线雷达观测分析 被引量：1

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作者 汪学渊 汪澜 +1 位作者 郑陈婷 郭建平 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期352-361,共10页

利用翔安风廓线雷达和厦门探空雷达资料,对2016年超强台风“莫兰蒂”外雨带(距离台风中心120~220 km)和外围晴空(距离台风中心400~630 km)边界层结构进行观测分析,结果表明:在超强台风“莫兰蒂”外雨带,风廓线雷达反演的最大切向风速高... 利用翔安风廓线雷达和厦门探空雷达资料,对2016年超强台风“莫兰蒂”外雨带(距离台风中心120~220 km)和外围晴空(距离台风中心400~630 km)边界层结构进行观测分析,结果表明:在超强台风“莫兰蒂”外雨带,风廓线雷达反演的最大切向风速高度分布在入流层下方0.5~1.0 km处,并且随着台风中心的靠近,最大切向风速和入流层高度都有降低的趋势,受降雨粒子的影响,风廓线雷达只能定性反映台风外雨带最大切向风速高度和入流层高度分布特征。在超强台风“莫兰蒂”外围晴空天气下,最大切向风速高度与入流层高度具有一致性,其边界层高度变化比较平稳,高度分布在1.2~1.6 km之间,能够定量反映台风外围晴空边界层高度分布;相对于传统热力驱动的湍流,台风系统边界层湍流主要由风切变驱动,台风外围湍流活动的增强主要发生在最大切向风速高度附近,除了风切变还有其他比较重要的驱动源,表明在台风边界层顶部附近有更加复杂的湍流活动,需要更加精细的湍流通量试验确定其来源。 展开更多

关键词 风廓线雷达 最大切向风速高度 入流层高度 边界层结构

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边界层高度的不同诊断方法在京津冀及周边地区的适用性分析

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作者 程楠 黄鹤 +1 位作者 张文煜 张昕宇 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-12,共12页

利用2016~2021年京津冀及周边地区7个站的探空数据,分析了传统的位温梯度法、改进的位温梯度法、相对湿度梯度法、比湿梯度法和理查森数法5种大气边界层高度的诊断方法在京津冀及周边地区大气边界层高度计算的适用性。结果表明:5种方法... 利用2016~2021年京津冀及周边地区7个站的探空数据,分析了传统的位温梯度法、改进的位温梯度法、相对湿度梯度法、比湿梯度法和理查森数法5种大气边界层高度的诊断方法在京津冀及周边地区大气边界层高度计算的适用性。结果表明:5种方法计算的边界层高度差距在40~1000 m,传统的位温梯度法、相对湿度梯度法、比湿梯度法诊断的边界层高度普遍偏高,且存在较大的结构不确定性,理查森数法和改进的位温梯度法诊断的边界层高度偏低,前者的不确定性最小;5种方法在乐亭、北京、太原3个代表站得到的边界层高度具有明显的季节性和季节内差异,两种湿度法在乐亭呈现夏秋高、春冬低的特点,在北京和太原呈现春夏高、秋冬低的特点,其他3种方法在3个站均是春夏高、秋冬低的特点;相对湿度梯度法和比湿梯度法参数不确定性较大,传统的位温梯度法和改进的位温梯度法次之,理查森数法最小;在边界层高度计算结果月均值的时间一致性上,晚上各方法间的相关性明显高于白天,两种湿度法之间的相关系数始终最高,但与另外3种方法间的相关性均较差,理查森数法和改进的位温梯度法相关性较高,传统的位温梯度法因站点不同,与其他方法间的相关性波动较大。 展开更多

关键词 京津冀 大气边界层高度 诊断方法 适用性

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中国夏季边界层高度及其主要影响因子的分区研究 被引量：3

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作者 吴雯璐 陈海山 +2 位作者 郭建平 许智棋 张潇艳 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1201-1216,共16页

中国区域下垫面复杂且边界层热力和动力影响因子众多,目前缺乏对全国范围内边界层高度及其影响因子的综合分析。本文基于2012~2016年L波段高分辨率探空资料,采用K-prototypes算法结合12个可能影响因子将中国夏季边界层高度进行了聚类分... 中国区域下垫面复杂且边界层热力和动力影响因子众多,目前缺乏对全国范围内边界层高度及其影响因子的综合分析。本文基于2012~2016年L波段高分辨率探空资料,采用K-prototypes算法结合12个可能影响因子将中国夏季边界层高度进行了聚类分析,以探讨中国夏季边界层高度的区域性特征和主要影响因子。结果表明,中国区域100个站点08、14、20时(北京时,下同)的边界层高度均可划分为东北、东南、西北和西南4个区域。在此基础上,分析了三个不同时次不同区域边界层高度的主要影响因子,并探究这些因子影响不同热力状态下边界层发展的可能机理。结果表明:稳定边界层早(08时)、晚(20时)的发展主要受风速湍流动力作用的影响,而中午14时的发展与间歇性湍流作用密切相关。中性和对流边界层的发展在早上也主要受风速的驱动,而在中午则主要受较高地表温度和较大地表净辐射通量所引起的湍流热力作用驱动。此外,东北地区的云量和比湿、东南地区的潜热通量、西北地区的感热通量和比湿、西南地区的感热通量和土壤湿度也会通过对热力湍流的直接或间接影响,从而影响该区域中性和对流边界层的发展。晚上,由于东西时差的影响,在东部地区,风速开始成为中性和对流边界层高度的主要影响因子,而西部地区边界层高度的主要影响因子仍为热力因子。值得注意的是,北部地区的叶面积指数可以通过植被蒸腾作用改变比湿,从而影响边界层的发展;东北地区地表气压的变化可以通过影响气流的上升和下沉运动从而影响边界层的发展。 展开更多

关键词 大气边界层高度 影响因子 聚类 不同稳定度类型

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基于上海高层建筑观测冬季大气CO_(2)/CH_(4)垂直变化 被引量：2

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作者 陈珑珑 肖薇 +5 位作者 杨帆 单萌 王君 胡凝 李若男 程凯 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4155-4166,共12页

采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6日~2022年3月31日在上海中心大厦255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO_(2)和CH_(4)浓度.结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异,25m高度CO_(2)和CH_(4... 采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6日~2022年3月31日在上海中心大厦255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO_(2)和CH_(4)浓度.结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异,25m高度CO_(2)和CH_(4)浓度白天低夜间高,255和500m高度的浓度则白天高夜间低.各高度处CO_(2)和CH_(4)浓度变化都明显受大气边界层高度的影响,因此城市内部温室气体浓度垂直观测中观测点高度设置要充分考虑城市大气边界层的变化特征.(2)CO_(2)和CH_(4)浓度的垂直差异受到人为活动以及气象等条件的影响,可以指征城市大气CO_(2)和CH_(4)浓度增强的局地和区域贡献.(3)各高度处(25,255,500m)CO_(2)浓度与CH_(4)浓度均显著相关,但观测高度越高所代表的浓度贡献源区越大,多种排放源的干扰使得温室气体之间的同源性变差,导致其相关性随着高度增加而降低.城市温室气体浓度的垂直观测提供了从水平方向上无法获得的独特信息,因此有必要在城市开展立体化的温室气体监测,以便更好地捕捉大气温室气体浓度的变化,从而服务于城市碳减排政策. 展开更多

关键词 CO_(2)和CH_(4)浓度 垂直差异 上海 大气边界层高度 CH_(4):CO_(2)比值

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安徽阜阳地区边界层高度的长期变化特征及其影响机制 被引量：1

5

作者 路传彬 戴秋丹 +4 位作者 谢正辉 陈娟 孙向明 张思超 戴铁 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2110-2124,共15页

安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率... 安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率探空观测资料以及ERA5再分析资料,采用总体理查森数方法计算了行星边界层高度(PBLH),对比分析了阜阳市PBLH的长期变化特征;并分析了多年月平均、季节和年际尺度的PBLH与10 m风速、近地面气温、相对湿度、大气压等气象影响因子的关系,以及观测和ERA5 PBLH差异的原因。结果表明:阜阳08时(北京时,下同)和20时探空观测的PBLH全年均小于500 m,这是由于太阳辐射在这两个时段比较弱,边界层没有充分发展或正在向夜间稳定边界层过渡。20时的PBLH高于08时的,是由于20时气压低、温度高和相对湿度小共同造成边界层抬升更高,超过风速低造成的降低影响。PBLH有显著的季节变化,夏季>春季>冬季>秋季。ERA5的PBLH与探空观测的季节变化特征大致相同。08时ERA5的PBLH比观测总体偏高23 m,这是由于ERA5风速偏高、温度偏高和气压偏低等原因造成;20时则是ERA5的PBLH总体偏低99 m,其影响因素比较复杂。ERA5与探空观测的PBLH多年月平均相关系数比较高,在08时和20时分别为0.91和0.74,因此可以用ERA5资料在阜阳站点及东南地区进行PBLH长期趋势研究。观测和ERA5年平均PBLH逐年的波动变化一致,探空PBLH是波动中保持平稳,ERA5则是在波动中略微下降(不具有显著性水平小于0.05的统计学意义)。月平均尺度上地表气象因子对PBLH有显著影响,气压和风速的影响都比较大,温度和湿度的影响次之。探空观测的月平均PBLH值与地面气压和相对湿度都呈现显著的负相关关系,而与地表温度和风速都呈显著正相关关系。08时比20时的相关性都更强一些;年平均PBLH值与地面气象要素的关系并不显著,因此虽然气候变化导致地表温度上升相对湿度增加,但年平均PBLH改变并没有呈现一定趋势。加密观测的结果表明,探空观测和ERA5的PBLH都随时间02~20时由低逐渐升高再降低,白天深厚,夜晚浅薄,反应了PBLH的典型日变化特征。 展开更多

关键词 L波段无线电探空 行星/大气边界层高度 阜阳 总体理查森数

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基于地基C波段垂直雷达的青藏高原大气边界层湍流特征研究

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作者 洪岚 王寅钧 +1 位作者 阮征 鲍艳松 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期385-397,共13页

基于2014年7—8月那曲地区不同来源的边界层高度资料(包括C波段调频连续波垂直探测雷达(BLH_(CR))、L波段探空(BLH_(SD))、梯度塔观测及欧洲中心再分析数据集(BLH_(ERA5))),分析了边界层高度(BLH)、不同感热通量(SH)和稳定度(z/L或BLH_(... 基于2014年7—8月那曲地区不同来源的边界层高度资料(包括C波段调频连续波垂直探测雷达(BLH_(CR))、L波段探空(BLH_(SD))、梯度塔观测及欧洲中心再分析数据集(BLH_(ERA5))),分析了边界层高度(BLH)、不同感热通量(SH)和稳定度(z/L或BLH_(CR)/L)条件下近地层和混合层湍流统计特征及湍流谱。主要结果如下:(1)BLH_(CR)、BLH_(SD)与BLH_(ERA5)互相之间有很好的相关,均方根偏差约为0.6 km。那曲地区BLH_(CR)的日变化较为明显,日较差中值为0.7—0.8 km。在北京时16时BLH_(CR)达最大,样本中值约为1.2 km。(2)随着感热通量增大,近地层垂直速度标准差(σ_(w))、温度标准差(σT)、温度与垂直速度相关系数(R_(wT))逐渐增大,σT增大速率呈线性,σ_(w)和R_(wT)的增大速率在感热通量超过一定阈值后逐渐减小。当-z/L<0.3时,σT和R_(wT)随-z/L增大迅速增大;-z/L≥0.3时增速明显趋缓。(3)混合层内湍流垂直速度方差(σ_(w)^(2))最大值出现在(0.25—0.3)×BLH_(CR)高度,平均值为1.2—1.3 m^(2)/s^(2)。强不稳定时混合层内σ_(w)^(2)略小于弱不稳定;σ_(w)^(2)平均值随感热通量增大而增大。归一化湍流垂直速度方差(σ_(w)^(2)/w_*2)随z/BLH_(CR)增大先迅速增大后逐渐减小,极大值出现在0.35×BLH_(CR)附近。(4)随着不稳定层结的增强,近地层和混合层的归一化垂直速度谱均谱峰左移,谱峰对应的归一化功率谱密度变大。强不稳定时湍流尺度变大、能量增强。 展开更多

关键词 大气边界层高度 青藏高原 频谱分析 湍流特征

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过去30年北京地区大气对流边界层高度的变化特征及其影响因素

7

作者 赖悦 李林 +4 位作者 王辉 张宏文 夏芸洁 韦涛 孟磊 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第12期1417-1428,共12页

大气对流边界层高度的演变对天气和气候变化具有重要影响,目前关于北京地区对流边界层高度的气候特征研究较少。利用1992—2022年的高分辨率ERA5再分析资料,研究了过去30年北京地区对流边界层高度的气候特征。首先使用无线电探空观测数... 大气对流边界层高度的演变对天气和气候变化具有重要影响,目前关于北京地区对流边界层高度的气候特征研究较少。利用1992—2022年的高分辨率ERA5再分析资料,研究了过去30年北京地区对流边界层高度的气候特征。首先使用无线电探空观测数据评估了ERA5大气对流边界层高度数据的表现,结果显示ERA5可以很好地再现探空观测的对流边界层高度变化特征。其次研究了对流边界层高度的年际变化、季节变化和日变化特征,以及对流边界层高度与关键气象要素的相关性。结果表明,过去30年春季和秋季的对流边界层高度分别以61.6 m·(10 a)^(-1)和13.1 m·(10 a)^(-1)的速率呈逐年减小趋势,夏季和冬季的对流边界层高度分别以2.9 m·(10 a)^(-1)和7.7 m·(10 a)^(-1)的速率呈逐年增加趋势。春季、夏季、秋季、冬季中午时段的对流边界层高度中位数分别约为1700、1100、950、800 m。春季在全年四个季节中的对流边界层高度发展最高,是因为春季地表感热通量最大,同时大气层结的不稳定程度最强。通过分析对流边界层高度与感热通量、位温直减率、地气温差的相关关系,发现在春季,当感热通量每增大100 W·m^(-2)时,对流边界层高度升高615 m;当位温直减率每增大1℃·km^(-1)时,对流边界层高度升高1376 m;当地气温差增大1℃时,对流边界层高度升高175 m。 展开更多

关键词 对流边界层高度(CBLH) 再分析资料 无线电探空 变化特征 影响因素

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北京地区PM_(10)质量浓度与边界层气象要素相关性分析 被引量：62

8

作者 郭利 张艳昆 +2 位作者 刘树华 李炬 马雁军 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期607-612,共6页

对北京市2007年观象台观测站PM10质量浓度资料、观象台气象自动站资料、风廓线资料和探空资料进行了数据分析。结果表明,在污染物源强一定的条件下,污染物的积累、稀释、扩散和清除主要取决于气象条件。近地面风速、温度、湿度、气压和... 对北京市2007年观象台观测站PM10质量浓度资料、观象台气象自动站资料、风廓线资料和探空资料进行了数据分析。结果表明,在污染物源强一定的条件下,污染物的积累、稀释、扩散和清除主要取决于气象条件。近地面风速、温度、湿度、气压和边界层高度等气象条件对于可吸入颗粒物的污染程度有着很重要的影响:PM10质量浓度与地面风速、温度、湿度、气压和大气边界层高度呈显著相关性,并且相关性随季节变化明显。其中,6月PM10质量浓度与地面风速和大气边界层高度呈负相关性,而与温度呈正相关,11月则与温度成负相关;风速与PM10质量浓度之间的相关性可以用二次多项式来描述,二者呈"U"形变化。另外由11月份PM10质量浓度资料的分析表明,当月PM10质量浓度最小值对应的风速为4.1 m/s。 展开更多

关键词 PM10质量浓度 一元曲线回归 大气边界层 近地面风速 气压 边界层高度

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大气边界层高度确定及应用研究进展 被引量：29

9

作者 张宏昇 张小曳 +8 位作者 李倩惠 蔡旭晖 范绍佳 宋宇 胡非 车慧正 权建农 康凌 朱彤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期522-536,共15页

大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直... 大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直接观测手段和遥感手段确定大气边界层高度的不同方法,对比了大气边界层高度不同获取手段的优缺点,梳理了大气边界层高度参数化方案,探讨了大气边界层高度确定中存在的问题,并提出未来相关研究和应用可能突破方向。 展开更多

关键词 大气边界层高度 湍流边界层 物质聚集层 遥感反演 参数化

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基于激光雷达和微波辐射计观测确定混合层高度方法的比较 被引量：28

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作者 杨富燕 张宁 +1 位作者 朱莲芳 朱焱 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第4期1102-1111,共10页

利用苏州地区2010年1月4,7,16日和2月4日4天的激光雷达及微波辐射计观测资料,比较了不同遥感手段探测晴天大气混合层高度的差异,发现试验期间该地区的混合层高度在300～1500 m之间。利用梯度法、标准偏差法、小波法从激光雷达数据中提... 利用苏州地区2010年1月4,7,16日和2月4日4天的激光雷达及微波辐射计观测资料,比较了不同遥感手段探测晴天大气混合层高度的差异,发现试验期间该地区的混合层高度在300～1500 m之间。利用梯度法、标准偏差法、小波法从激光雷达数据中提取混合层高度并进行了对比,结果表明三种方法都能较好地反演混合层高度并且一致性较好,三者差异主要存在于大气边界层的发展和消亡阶段;梯度法和小波法结果无明显差异,而标准偏差法结果稍高于其他方法。在此基础上,利用微波辐射计探测的大气温度,使用温度梯度法估算大气混合层高度,并与激光雷达探测结果进行了比较,结果表明,大多数情况下激光雷达探测结果高于微波辐射计观测结果;两种遥感手段有较好的相关性,相关系数为0.76。激光雷达同微波辐射计结果存在差异,尤其是在边界层的发展和消散阶段,这是由两种遥感手段探测原理不同造成的。 展开更多

关键词 混合层高度 激光雷达 微波辐射计 大气边界层

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海南岛地区大气边界层高度的时空变化特征 被引量：14

11

作者 张振少 蔡旭晖 +3 位作者 宋宇 康凌 黄昕 李沁怡 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期783-790,共8页

利用WRF模式模拟分析海南岛及其邻近海区的大气边界层高度时空变化特征。结果表明,海南岛春夏季北部开阔地区平均边界层较高,约500~600 m;秋冬季海岛的西北–东–东南沿岸的半环绕地带平均边界层较高,约500~700 m;岛内中南部山区平均边... 利用WRF模式模拟分析海南岛及其邻近海区的大气边界层高度时空变化特征。结果表明,海南岛春夏季北部开阔地区平均边界层较高,约500~600 m;秋冬季海岛的西北–东–东南沿岸的半环绕地带平均边界层较高,约500~700 m;岛内中南部山区平均边界层高度较低且季节变化不大,数值约200~500 m。各季盛行风向及海风发展因素与平均边界层的空间分布之间有良好的对应关系。海岛周边海区秋冬季平均边界层高度约500~800 m,春夏季约100~500 m,呈秋冬季高、春夏季低的季节变化特征。岛内边界层高度最大值出现在春夏季,可达1800 m以上;沿岸地区边界层高度最大值出现在秋冬季,约1300~1500 m。海南岛岛内区域具有典型的陆面大气边界层日变化规律;沿海地带受盛行风向的影响,向岸流和离岸流时边界层日变化分别表现为海洋性和陆地性的特点。 展开更多

关键词 海南岛 边界层高度 时空变化 WRF模式

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高原东南缘大气近地层湍能特征与边界层动力、热力结构相关特征 被引量：20

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作者 徐祥德 王寅钧 +1 位作者 赵天良 姚文清 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第10期1165-1173,共9页

基于云南省大理2008年3、5、7月GPS加密探空试验时段(14和02时)资料,结合边界层铁塔综合观测资料,采用温度梯度法、逆温强度法和涡动相关法分别计算高原东南缘对流边界层(convective boundary layer,CBL)及稳定边界层(stable boundary l... 基于云南省大理2008年3、5、7月GPS加密探空试验时段(14和02时)资料,结合边界层铁塔综合观测资料,采用温度梯度法、逆温强度法和涡动相关法分别计算高原东南缘对流边界层(convective boundary layer,CBL)及稳定边界层(stable boundary layer,SBL)顶高度,通过计算获取感热通量、潜热通量、湍流动能、切变项以及浮力项与大气动力、热力过程垂直相关特征综合分析,可发现湍能方程中浮力项、感热、潜热通量与NCEP再分析资料计算获取的大气视热源相关特征显著,这某种程度反映了高原东南缘近地层大气湍流动量、热量输送对低层大气视热源Q_1的重要贡献。低层视热源Q_1亦表现出与湍能方程分量类似的日变化周期,此特征反映了高原东南缘大气热源变化与下垫面水热过程及其湍流输送日变化密切相关;浮力项与湍能等项对大气低层热源与涡动特征、热力混合结构的形成有重要作用;低层大气视热源、水汽汇均与边界层高度有显著相关,综合分析结果某种程度描述了青藏高原东南缘近地层湍流动量、热量输送状况与低层大气热源,热力混合边界层结构的综合相关物理图像,初步探索了高原东南缘对流活跃区大气湍流运动与大气动力、热力过程相互作用特征。研究表明近地层湍流通量变化某种程度可反映未来局地大气视热源垂直结构变化的"强信号"特征。本文上述研究结论也可启发我们进一步关注近地层湍流通量异常变化特征及其对局地降水过程大气热源结构演变的影响问题。 展开更多

关键词 湍流通量 湍能分量 大气动力 热力结构 边界层高度

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华中区域环境气象数值预报系统及其初步应用 被引量：13

13

作者 白永清 祁海霞 +3 位作者 刘琳 崔春光 林春泽 谭成好 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第6期1671-1682,共12页

基于WRF/Chem大气化学模式建立了华中区域环境气象数值预报系统,初步应用在武汉市大气污染物浓度数值预报中,并与CUACE全国环境气象模式产品预报进行比较,最后通过试验探讨了一种大气污染调控方案。结果表明,模式系统较好地验证了武汉... 基于WRF/Chem大气化学模式建立了华中区域环境气象数值预报系统,初步应用在武汉市大气污染物浓度数值预报中,并与CUACE全国环境气象模式产品预报进行比较,最后通过试验探讨了一种大气污染调控方案。结果表明,模式系统较好地验证了武汉市大气污染物浓度日变化及空间分布特征,对PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO浓度变化趋势及误差稳定性预报较好,平均绝对百分误差MAPE控制在20%~40%,冬季O3预报出现系统正偏差,但趋势预报较好。区域WRF/Chem模式对武汉市的大气污染物浓度预报效果要优于CUACE模式系统,可为武汉市空气质量预报提供更具有参考价值的模式指导产品。此外,试验探讨了污染源排放速率的优化调控方案,依据大气边界层高度日变化特征,通过动态调控一天中不同时段的污染源排放速率,调度日间最大排放至大气稀释扩散的有利时段,在不消减日排放总量的情况下,也可以减少大气污染。 展开更多

关键词 大气污染 WRF/Chem模式 CUACE 检验评估 大气边界层高度

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敦煌夏末大气垂直结构和边界层高度特征 被引量：34

14

作者 韦志刚 陈文 黄荣辉 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第5期905-913,共9页

本文利用西北干旱区陆-气相互作用野外观测试验(NWC-ALIEX)2008年8月11～18日的探空试验资料,分析了中国西北干旱区敦煌地区的大气垂直结构和边界层高度特征。结果表明,对流层顶大约在距地15000m高度左右,为第二(副热带)对流层顶;水汽... 本文利用西北干旱区陆-气相互作用野外观测试验(NWC-ALIEX)2008年8月11～18日的探空试验资料,分析了中国西北干旱区敦煌地区的大气垂直结构和边界层高度特征。结果表明,对流层顶大约在距地15000m高度左右,为第二(副热带)对流层顶;水汽主要集中在距地6500m以下对流层,0℃层在距地3000～4000m高度波动,逆湿层高度在0℃层左右摆动;在距地5000m以上的对流层基本被西北风或偏西风统治,在距地9000～13000m左右的对流层高层,存在一个风速为25～50m/s的西北风或偏西风极大值;敦煌夏末存在特厚边界层,对流边界层高度可达4200m,稳定边界层高度可达1300m。 展开更多

关键词 大气垂直结构 边界层高度 敦煌 中国西北干旱区

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北京地区日最大边界层高度的气候统计特征 被引量：14

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作者 王坚 蔡旭晖 宋宇 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2016年第5期525-532,共8页

使用北京气象站探空观测数据和地面气温观测数据,以干绝热曲线法估算1984-2013年逐日最大边界层高度,同时计算对应的边界层平均风速和通风量。统计分析这3个边界层参量的平均特征,并利用2001-2012年的空气污染指数（API）,探讨大气污染... 使用北京气象站探空观测数据和地面气温观测数据,以干绝热曲线法估算1984-2013年逐日最大边界层高度,同时计算对应的边界层平均风速和通风量。统计分析这3个边界层参量的平均特征,并利用2001-2012年的空气污染指数（API）,探讨大气污染与边界层参量的关系。结果表明：（1）日最大边界层高度的30年月均值以春季和夏初（3-6月）最高,约1600 m;夏季和秋初（7-10月）次之,约1300 m;冬季（11月、12月和1月）最低,约1000-1200 m。（2）夏季,日最大边界层高度不同数值的频率大致为对称分布,峰值处于1000-1600 m范围;秋、冬季,频率分布系统性地向低值一方偏斜,600-800 m的出现频率大大增加;春季边界层高度的变化极大。（3）各季边界层平均风速以夏季为最小。（4）一年中春季通风量最大,秋季次之,冬季较低,夏季最小。（5）秋、冬季,北京中度和重污染个例（API〉200）集中分布于弱风、低边界层和小通风量条件,反映污染物局地累积的作用;春季污染个例半数以上以高风速、高通风量为特征,反映沙尘类外部输入性污染的作用。 展开更多

关键词 日最大边界层高度 边界层平均风速 通风量 API(空气污染指数) 气候特征

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初夏敦煌荒漠戈壁大气边界结构特征的一次观测研究 被引量：75

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作者 张强 卫国安 侯平 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第5期587-597,共11页

利用"西北干旱区陆气相互作用野外观测实验"加强期在甘肃省敦煌市气象站进行的风、温、湿探空观测资料,分析了西北典型干旱区大气边界层的结构特征和变化规律。结果表明,大气边界层厚度总体而言明显偏高,对流边界最高层厚度... 利用"西北干旱区陆气相互作用野外观测实验"加强期在甘肃省敦煌市气象站进行的风、温、湿探空观测资料,分析了西北典型干旱区大气边界层的结构特征和变化规律。结果表明,大气边界层厚度总体而言明显偏高,对流边界最高层厚度可超过4000m,稳定边界层也在1000m左右的高度;2750m附近为风向转变高度,其下全为偏东风,其上全为偏西风,这个风向转变高度有一定日变化,在观测的9天内每天的日变化规律保持了很好的一致性;边界层风速切变较大,大多数时候有低空东风急流出现,急流最强可达到近20m·s-1,急流高度在500m左右;边界层内比湿廓线有时在大约500m高处出现逆湿,一般以夜间更为显著。 展开更多

关键词 敦煌戈壁 边界层厚度 低空急流 风向转变高度 大气逆湿

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地基微波辐射计探测大气边界层高度方法 被引量：25

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作者 刘思波 何文英 +1 位作者 刘红燕 陈洪滨 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期626-635,共10页

采用2013年中国科学院大气物理研究所香河大气综合观测试验站的地基微波辐射计和激光雷达观测数据,以激光雷达探测的大气边界层高度为参考,分别利用非线性神经网络和多元线性回归方法建立微波亮温直接反演大气边界层高度的算法,并对比... 采用2013年中国科学院大气物理研究所香河大气综合观测试验站的地基微波辐射计和激光雷达观测数据,以激光雷达探测的大气边界层高度为参考,分别利用非线性神经网络和多元线性回归方法建立微波亮温直接反演大气边界层高度的算法,并对比两种方法的反演能力,同时分析非线性神经网络算法在不同时段及不同天气状况下反演结果的差异。结果表明:非线性神经网络算法的反演能力优于多元线性回归算法,其反演结果与激光雷达探测的大气边界层高度有较好一致性,冬、春季的相关系数达到0.83,反演精度比线性回归算法约高26%;对于不同时段和不同天气条件,春季的反演结果最好,晴空的反演结果好于云天;四季和不同天气状况的划分也有利于提高反演精度。 展开更多

关键词 微波亮温 大气边界层高度 激光雷达 神经网络 多元线性回归

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夏季巴丹吉林沙漠陆面热状况对边界层高度影响的模拟实验 被引量：19

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作者 赵采玲 吕世华 +2 位作者 李照国 李建刚 韩博 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第6期1526-1533,共8页

利用中尺度天气模式WRF对夏季晴天巴丹吉林沙漠地表温度、感热通量和边界层高度进行了数值模拟,研究了不同陆面热状况下边界层高度的变化特征。结果表明:WRF模式可以较好地模拟出沙漠的陆面热状况和边界层高度的变化;白天感热输送越强... 利用中尺度天气模式WRF对夏季晴天巴丹吉林沙漠地表温度、感热通量和边界层高度进行了数值模拟,研究了不同陆面热状况下边界层高度的变化特征。结果表明:WRF模式可以较好地模拟出沙漠的陆面热状况和边界层高度的变化;白天感热输送越强、地表温度越高时,对流边界层高度越高;夜间负感热越强、地表温度越低时,稳定边界层高度越厚。白天对流边界层变化与地表温度、感热通量变化呈显著的正相关,表明陆面热状况对对流边界层发展和维持的影响较大;夜间稳定边界层变化与地表温度、感热通量变化的相关性不大,影响夜间稳定边界层发展的因素较多,陆面热状况仅是因素之一。 展开更多

关键词 巴丹吉林沙漠 陆面热状况 大气边界层高度 数值模拟

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数值模拟大气边界层中解决壁面函数问题方法研究 被引量：12

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作者 方平治 顾明 +1 位作者 谈建国 韩志惠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期85-90,共6页

在雷诺平均N-S方程湍流模型框架内,壁面函数常用来模型化壁面附近的低雷诺数流动。探讨基于标准湍流模型数值模拟大气边界层中出现的壁面函数问题。在已有标准壁面函数基础上,通过增加一个附加项来模型化地表上面建筑结构等粗糙元由于... 在雷诺平均N-S方程湍流模型框架内,壁面函数常用来模型化壁面附近的低雷诺数流动。探讨基于标准湍流模型数值模拟大气边界层中出现的壁面函数问题。在已有标准壁面函数基础上,通过增加一个附加项来模型化地表上面建筑结构等粗糙元由于大小不一、错乱分布对地表附近空气流动产生的附加影响。通过模拟缩尺比为1∶300的具有较大空气动力学粗糙长度的中性大气边界层,以及缩尺比为1∶50的TTU低矮建筑模型在中性大气边界层内的绕流,对附加项的有效性和使用场合进行评估和说明。结果表明:附加项对于解决壁面函数问题,即在计算域内保持来流边界条件是必要的。 展开更多

关键词 大气边界层 标准壁面函数 壁面函数问题 物理粗糙高度 空气动力学粗糙长度

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风能资源数值模拟评估的分型方法研究 被引量：8

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作者 何晓凤 周荣卫 朱蓉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期975-984,共10页

为了实现时间跨度较长(20—30年)的风能资源数值模拟评估,建立了一种新的分型方案,采用地面和探空观测资料,以风速、风向和最大混合层高度作为分型因子,针对每种类型随机抽取5%的日数进行真实算例的数值模拟。根据中国所有地区典型日的... 为了实现时间跨度较长(20—30年)的风能资源数值模拟评估,建立了一种新的分型方案,采用地面和探空观测资料,以风速、风向和最大混合层高度作为分型因子,针对每种类型随机抽取5%的日数进行真实算例的数值模拟。根据中国所有地区典型日的平均风能参数和30年观测平均结果的对比分析,得出以下结论:(1)中国所有分型站点挑选典型日的平均风速与30年平均风速的绝对误差均小于0.10 m/s,相对误差均低于6.50%;挑选典型日各风向频率值与30年结果的绝对误差平均值为0.28%—0.48%,风速频率绝对误差的平均值为0.09%—0.54%。(2)通过模拟区域分型站点以外探空气象站的风向频率和风速频率的对比检验发现:沿海地区风向频率绝对误差为0.27%—0.63%,风速频率绝对误差为0.14%—0.49%;内陆复杂山地风向频率绝对误差基本在0.57%以下,风速频率绝对误差为0.22%—0.60%;结果表明选取一个分型站点能够代表整个模拟区域内的风能资源特性。(3)根据沿海和内陆山地模拟区域重合范围内的探空站分型结果对比分析发现:对于模拟区域重合范围内的探空站,采用所有模拟区域分型站典型日结果加权平均后的风能参数对比误差大大低于各自模拟区域分型站点的对比误差。 展开更多

关键词 风能资源 分型 风速 风向 日最大混合层高度

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