在线连续流量扩散云室对华北冬季大气冰核的观测分析 被引量：8

1

作者 毕凯 黄梦宇 +3 位作者 马新成 田平 陈羿辰 丁德平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1243-1257,共15页

利用国内首台在线连续流量扩散云室,2017年冬季在华北地区高山站开展了大气冰核观测;结合常规气象要素、降水滴谱、气溶胶观测,分析了大气冰核数浓度特征,并对冰核活化参数化方法以及降雪对冰核的影响进行了研究。结果表明:(1)大气冰核... 利用国内首台在线连续流量扩散云室,2017年冬季在华北地区高山站开展了大气冰核观测;结合常规气象要素、降水滴谱、气溶胶观测,分析了大气冰核数浓度特征,并对冰核活化参数化方法以及降雪对冰核的影响进行了研究。结果表明:(1)大气冰核在不同时间的浓度差异较大,-20°C时数浓度变化范围为2.50~76.8 L-1,平均值为18.347 L-1;(2)大气冰核浓度随活化温度降低呈指数增加趋势,随过饱和度增加呈指数增加,凝华核化所占比例约为18.64%;(3)大气冰核与粒径大于0.5μm的气溶胶数浓度的关系可用参数化表示,相关性大于仅基于活化温度建立的参数化公式;(4)降雪过程大气冰核具有先增加后减少的特征。降雪开始后大气冰核数浓度增加,降雪后期系统过境伴随的大风,对气溶胶的清洗作用明显,大气冰核随之减少。本研究为在线连续流量扩散云室类型的冰核观测仪在国内首次使用,所建立的冰核参数化公式有助于华北地区冬季地形云及其降水的微物理特征研究,同时在云模式的发展和人工影响天气研究中也有重要的参考意义。 展开更多

关键词 在线连续流量扩散云室 大气冰核 气溶胶 冰核参数化 华北地区

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基于70 m^(3)膨胀云室的暖云滴谱试验研究 被引量：7

2

作者 李睿劼 黄梦宇 +4 位作者 丁德平 田平 毕凯 杨帅 姚展予 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期540-551,共12页

为开展云降水微物理过程机理和机制室内试验研究,设计建造北京气溶胶与云相互作用云室(Beijing aerosol and cloud interaction chamber,BACIC),搭建完整的气溶胶、云滴谱及常规气象要素测量系统,并于2019—2021年开展暖云试验。结果表... 为开展云降水微物理过程机理和机制室内试验研究,设计建造北京气溶胶与云相互作用云室(Beijing aerosol and cloud interaction chamber,BACIC),搭建完整的气溶胶、云滴谱及常规气象要素测量系统,并于2019—2021年开展暖云试验。结果表明:BACIC能够模拟大气绝热膨胀成云过程,结果符合云微物理基本原理,云雾环境维持时间为5~10 min,达到开展相关科学问题研究的基本要求。利用环境气溶胶开展膨胀试验,测量显示气溶胶数浓度为10000 cm^(-3)和2500 cm^(-3)环境下,成云云滴数浓度分别为2500 cm^(-3)和200~400 cm^(-3),云滴平均直径分别为8μm和15~25μm;上升速度为14.3 m·s^(-1)和2.09 m·s^(-1)时,气溶胶成云活化率分别为42%和17%;气溶胶成云活化率的敏感区域位于气溶胶数浓度小于5000 cm^(-3)的区域;可定量化分析上升速度、气溶胶数浓度与云滴谱特征的相关关系。不同吸湿特性材料的暖云膨胀试验显示:污染背景下开展亚微米级别吸湿性催化剂播撒会导致云滴谱变窄,表明人工消减暖云或雾应采用大粒径催化剂。 展开更多

关键词 云室 绝热膨胀 气溶胶 云滴谱

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沙尘暴天气下云的飞机观测研究 被引量：3

3

作者 马新成 毕凯 +2 位作者 王飞 高洋 黄梦宇 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期323-336,共14页

沙尘暴天气下云的飞机观测极其缺乏,为了研究亚洲中蒙地区沙尘气溶胶对云的影响,利用北京地区云的综合外场观测试验数据,分析2009年4月24日由蒙古气旋和冷锋造成的强沙尘暴天气下云的观测个例,对比分析沙尘云和清洁云垂直观测。结果表明... 沙尘暴天气下云的飞机观测极其缺乏,为了研究亚洲中蒙地区沙尘气溶胶对云的影响,利用北京地区云的综合外场观测试验数据,分析2009年4月24日由蒙古气旋和冷锋造成的强沙尘暴天气下云的观测个例,对比分析沙尘云和清洁云垂直观测。结果表明:从亚洲中蒙地区输送的沙尘气溶胶是华北区域重要的冰核来源,可被垂直输送至云顶以上3200 m高度,并通过改变冰晶形成过程影响云顶温度(-6~-3℃)较高的积云性层积云微物理结构。在相同温度下,沙尘云中冰晶平均数浓度较清洁云增加近10倍,液态水含量减少约1倍,云中形成大量小冰晶粒子,凇附过程受到抑制,降水粒子平均数浓度较清洁云中明显减少10倍以上,无论云滴、冰雪晶还是降水粒子谱宽均较清洁云明显变窄,并最终减弱降水,对华北区域的天气和气候产生重要影响。 展开更多

关键词 沙尘气溶胶 飞机观测 层积云 沙尘暴 蒙古气旋

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北京延庆山区降雪云物理特征的垂直观测和数值模拟研究 被引量：29

4

作者 黄钰 郭学良 +4 位作者 毕凯 周嵬 贾星灿 陈云波 马新成 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第2期356-370,共15页

基于风廓线雷达、云雷达、粒子谱仪、微波辐射计和自动站等垂直观测设备,结合中尺度数值模式WRF对2017年3月23~24日北京延庆海坨山地区的一次降雪过程进行了观测和数值模拟研究。研究结果表明:垂直探测仪器结合中尺度数值模式可以获得... 基于风廓线雷达、云雷达、粒子谱仪、微波辐射计和自动站等垂直观测设备,结合中尺度数值模式WRF对2017年3月23~24日北京延庆海坨山地区的一次降雪过程进行了观测和数值模拟研究。研究结果表明:垂直探测仪器结合中尺度数值模式可以获得降雪的宏观结构和微物理信息,有助于对降雪的深入研究。此次降雪过程由中高层西南及偏南暖湿气流与低层东南偏冷空气交汇造成动力和水汽辐合抬升形成,4~5 km高度处的风切变有利于降雪的增强。上升气流有助于水汽的输送、冰雪转化以及雪晶凝华、聚合,冰晶数浓度中心对应着上升运动顶部。然而此次降雪云系低层过冷云水含量不足,降雪回波<20 dBZ,回波顶高<7 km,雪花垂直下落速度<2 m s-1,地面降水量大值与低层强回波区对应。降雪粒子谱分布范围较窄,以直径1 mm左右的小粒子为主,相态主要为干雪,基本不存在混合相态。 展开更多

关键词 北京延庆山区 冬季降雪 垂直综合观测 WRF模式

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北京海坨山区低槽降雪云系演变特征的观测研究 被引量：15

5

作者 马新成 董晓波 +4 位作者 毕凯 温典 陈云波 陈羿辰 麦榕 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期428-442,共15页

2019年2月14日在北京海坨山地区出现了一次由低槽云系产成的降雪过程。利用飞机、Ka波段云雷达、微波辐射计、降水粒子谱仪、雪晶显微观测仪等协同观测数据集,分析了此次降雪过程的天气形势、中尺度和微观结构的演变特征。协同观测显示:... 2019年2月14日在北京海坨山地区出现了一次由低槽云系产成的降雪过程。利用飞机、Ka波段云雷达、微波辐射计、降水粒子谱仪、雪晶显微观测仪等协同观测数据集,分析了此次降雪过程的天气形势、中尺度和微观结构的演变特征。协同观测显示:(1)降雪过程由高空低槽和地面倒槽槽前西南暖湿气流与低层东风回流干冷偏东风共同影响形成,西南风厚度和强度与地面降雪量以及降雪粒子数浓度成正相关。(2)降雪云系为冰云,地面降雪形状主要为片状、枝状和柱状单晶体,冰雪晶的凝华-聚并增长是降雪的主要形成机制。(3)大量枝状雪花的攀附现象出现在地形云爬升阶段,即低层东风回流减弱,转由倒槽槽前西南暖湿气流控制。(4)过冷水的出现与地形抬升有关,地形云爬升期间存在人工增雪潜力。 展开更多

关键词 降雪 雪花显微观测 海坨山 北京

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中尺度碘化银催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验 被引量：5

6

作者 刘香娥 何晖 +2 位作者 高茜 王永庆 杨燕 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期359-368,共10页

数值模式越来越多地应用于人工影响天气业务工作中。文中着眼北京地区人工影响天气业务对数值模式预报的需求,结合地基作业的特点,初步进行了碘化银(AgI)冷云催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验。试验采用同化了多种观测资料... 数值模式越来越多地应用于人工影响天气业务工作中。文中着眼北京地区人工影响天气业务对数值模式预报的需求,结合地基作业的特点,初步进行了碘化银(AgI)冷云催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验。试验采用同化了多种观测资料的北京睿图快速更新和多尺度分析预报系统-临近子系统(RMAPS-ST,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Short Term)的预报结果做为初始场,运用耦合了冷云催化模块的中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)进行冷云催化数值试验,催化模块添加在Morrison双参数微物理方案中,考虑了水汽在人工冰核上的凝华核化、凝结冻结和接触冻结核化过程,模拟范围覆盖北京地区所有的地面作业站点以及华北人工影响天气飞机作业区域。业务试验包括运行对照试验以判定具有催化潜力的地基作业站点及催化信息、进行预催化模拟和实际作业后的催化模拟。个例应用显示,冷云催化数值模式的业务试验可以预判未来一定时段内人工影响天气相关物理量场的变化及作业效果,可为前期人工影响天气地面作业方案的制定提供参考,后期可进行实际作业信息输入进行催化模拟,对比验证与分析可以改进和优化流程算法,不断提升制定地面作业方案的科技水平。 展开更多

关键词 冷云催化 数值模式 人工影响天气

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一次基于风廓线雷达观测的北京夏季降水的垂直观测研究 被引量：2

7

作者 黄钰 郭学良 +4 位作者 罗秀明 陈羿辰 张邢 杜远谋 刘海龙 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期393-405,共13页

本文利用风廓线雷达数据反演了降水云体的大气垂直速度、雨滴下落末速度等云动力特征和云水混合比、雨水混合比等云微物理参数,并结合天气雷达、探空、自动站、雨滴谱仪和微波辐射计等数据对2020年5月7~8日发生在北京市海淀区的一次夏... 本文利用风廓线雷达数据反演了降水云体的大气垂直速度、雨滴下落末速度等云动力特征和云水混合比、雨水混合比等云微物理参数,并结合天气雷达、探空、自动站、雨滴谱仪和微波辐射计等数据对2020年5月7~8日发生在北京市海淀区的一次夏季降水过程进行垂直综合观测。结果表明:垂直探测仪器观测及其反演的数据可以获得降水云体的详细动力参数和微物理特征。站点位于主体降水回波边缘,降水为层状云类型,整体回波较弱(主要在0~20 dBZ),4 km高度的水平风垂直切变贯穿整个降水过程,降水分为两个阶段:前期7日20时(北京时,下同)至8日02时低层存在浅对流结构,云顶较高(平均高度8207 m),低层水平风切变促进了对流发展,10~20 dBZ的回波比重较大,粒子谱较窄,直径<1 mm,雨强较弱,但粒子数浓度值大,最大值26305 m;,2~3 km处存在暖平流,水汽和液水值大,雨水混合比0.02~0.15 g/kg,云水混合比0.5~2 g/kg,且强值区域大,雨滴下落末速度3.2~4.2 m/s,大气垂直速度在±0.6 m/s之间,上升气流和下沉气流变换明显;后期8日02~10时转为典型层状云降水,云顶较低(平均高度7831 m),<10 dBZ的回波比重较大,3100 m处形成亮带的强值中心,粒子谱展宽,最大直径接近1.5 mm,粒子数浓度值减小,最大值<3000 m;,雨水和云水值比对流期小了一个量级,且强值范围变窄,雨滴下落末速度减小为2.8~3.6 m/s,大气垂直速度也比对流时期小了一个量级,并且在亮带高度以下(2.5~2.8 km)范围内出现明显横向带状的上升和下沉气流区。 展开更多

关键词 风廓线雷达 云微物理场 云垂直动力场 夏季降水 垂直综合观测

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基于小波分析的爆轰波扰动响应特征研究

8

作者 黄钰 温典 +4 位作者 许焕斌 黄梦宇 杨帅 卢姁 何晖 《大气科学》 北大核心 2025年第1期53-66,共14页

本文基于高精度激光测风雷达对在北京香山和正阳门开展的两次爆轰动力扰动响应特征实验进行观测研究,并用小波分析方法考察爆轰扰动自然风场响应的动力学特征。结果显示:爆轰对风向影响明显,两次实验(<300 m)均出现与爆轰开始、结束... 本文基于高精度激光测风雷达对在北京香山和正阳门开展的两次爆轰动力扰动响应特征实验进行观测研究,并用小波分析方法考察爆轰扰动自然风场响应的动力学特征。结果显示:爆轰对风向影响明显,两次实验(<300 m)均出现与爆轰开始、结束同步的风向转向现象。爆轰动力扰动产生雷诺应力效应,形成次级环流涡旋,其影响特征通过小波分析的优势振荡体现,爆轰激起了涡旋的多尺度结构,位于高度150~250 m,并随高度升高衰减。两次实验爆轰动力扰动的影响均为垂直风向最强,形成的涡旋最大且稳定(尺度大、振幅大、周期长,随高度变化小);水平风向次之,随着高度升高低层大涡旋迅速转为高层小涡旋;水平风速最弱,形成涡旋小且弱(振幅小、周期短)。爆轰力度及其形式对动力扰动特征有明显影响,礼炮力度小、发射较发散,形成的次级流场较弱,对涡旋的维持和补充作用弱。以上表明非均匀的扰动气流场能够激发出非对称的涡旋对,而涡旋对的出现会引起优势风向的转变,并伴有运动尺度组分的变化,形成上升气流,打破原有平衡,可能使降水条件更有利,从而达到人工影响天气的效果。 展开更多

关键词 爆轰实验 动力扰动 小波分析 雷诺应力 诱发涡旋

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冬奥会前后北京市细颗粒物的化学组成及来源

9

作者 黄子烨 胡伟 +11 位作者 靳蕊 侯升杰 李萍 毕凯 何昌华 王亚杰 段沛敏 刘頔 吴礼彬 邓君俊 孙业乐 傅平青 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5344-5356,共13页

为评估环境空气质量管控措施对北京市PM_(2.5)化学组成的影响,于2022年冬奥会前后在北京城区及西北方向山区背景站点同时开展观测,分析PM_(2.5)样品中水溶性无机离子及碳质组分浓度变化.结果显示,城区与山区PM_(2.5)中碳质组分差异明显... 为评估环境空气质量管控措施对北京市PM_(2.5)化学组成的影响,于2022年冬奥会前后在北京城区及西北方向山区背景站点同时开展观测,分析PM_(2.5)样品中水溶性无机离子及碳质组分浓度变化.结果显示,城区与山区PM_(2.5)中碳质组分差异明显.山区PM_(2.5)中有机碳(OC)及元素碳(EC)的平均质量浓度比值为28.99,水溶性有机碳(WSOC)占OC的平均比例为77%,均显著高于城区(OC:EC=12.93,WSOC:OC=48%).观测期间,京津冀地区及辽东半岛是城区PM_(2.5)各组分(Ca^(2+)除外)的主要潜在源区;而山区既受京津冀地区排放影响,还受来自河套平原方向的传输影响.随时间推移,城区有机物(OM)在PM_(2.5)中的占比由22.7%上升至31.7%,山区由27.7%上升至34.9%,可能指示观测后期气温上升、太阳辐射增强促进了二次有机物生成,或指示排放源发生变化.冬奥期间,城区硝酸盐质量浓度及其在PM_(2.5)中的占比下降、硫酸盐的占比上升,体现了交通限行措施的效果.城区PM_(2.5)中,阴阳离子当量比由0.96逐步上升至1.20,酸性逐渐增强,可能反映了管控措施放松后NO_(x)排放的快速反弹.观测期间,燃烧源及二次源对两站点PM_(2.5)质量浓度的总贡献率均超过70%,反映了人为源颗粒物对北京市PM_(2.5)的显著贡献.另一方面,与冬奥前相比,冬奥期间城区站点的该贡献率降低8.7%,表明严格的管控措施总体上抑制了人为源排放.相较于往年同期,冬奥期间北京城区PM_(2.5)主要组分的质量浓度均明显下降.虽然气象条件不利于污染物扩散,但空气质量管控措施仍使冬奥期间北京市空气质量达到近年来的同期最优水平. 展开更多

关键词 PM_(2.5) 化学组成 潜在源区 冬奥会 管控措施 北京

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北京城区夏冬两季VOCs时间变化和光化学特征的质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)观测 被引量：11

10

作者 盛久江 王飞 +5 位作者 李霞 马志强 刘全 赵德龙 黄梦宇 丁德平 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1590-1599,共10页

为增进对北京地区不同季节大气挥发性有机物(VOCs)变化特征的认识,利用高时间分辨率质子迁移反应-飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)于2016年在北京城区开展了VOCs(甲醛、乙醛、丙酮、异戊二烯、苯、甲苯和8碳芳香烃)夏季(6月8日—20日)和冬季(1... 为增进对北京地区不同季节大气挥发性有机物(VOCs)变化特征的认识,利用高时间分辨率质子迁移反应-飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)于2016年在北京城区开展了VOCs(甲醛、乙醛、丙酮、异戊二烯、苯、甲苯和8碳芳香烃)夏季(6月8日—20日)和冬季(11月22日—12月10日)的连续观测.VOCs体积分数(浓度)的均值为(夏季/冬季,×10-9):甲醛(8.56/24.58)、乙醛(3.95/7.57)、丙酮(5.06/3.50)、异戊二烯(0.66/0.52)、苯(0.53/1.78)、甲苯(1.03/2.54)、8碳芳香烃(1.34/3.42).受大气扩散条件的影响,夏冬两季大部分VOCs浓度波动趋势相近,仅异戊二烯在夏季拥有明显的白天浓度高于夜间的时间序列,其白天的高浓度与植被排放较强有关.由日变化可见:冬季,所有VOCs在中午浓度处于全天较低水平,在早高峰期间VOCs浓度上升明显;夏季,甲醛、乙醛和丙酮等3种含氧VOCs(OVOCs)在中午有短暂的浓度峰值,这与它们光化学二次生成加快有关.由VOC与苯浓度比值的日变化可知:冬季与夏季类似,中午前后3种OVOCs(甲醛、乙醛和丙酮)的光化学生成以及甲苯和8碳芳香烃的光化学消耗都会增强,只是冬季增强的程度明显弱于夏季;在夏冬两季,甲醛中午的光化学生成速率均强于乙醛和丙酮.8碳芳香烃光化学消耗速率大于甲苯的速率仅出现在夏季;异戊二烯在冬季白天不存在植被排放增强的现象,但有光化学消耗加快的特征;夏季北京城区VOCs以机动车排放影响为主,而冬季VOCs还可能来自于燃煤排放. 展开更多

关键词 挥发性有机物 日变化 光化学 夏季 冬季 北京

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基于灾情信息的1981—2017年北京地区降雹特征 被引量：13

11

作者 虎雅琼 边宇轩 +1 位作者 黄梦宇 马新成 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期710-721,共12页

该文对1981—2017年北京地区1010个高精度冰雹灾情信息进行统计分析。从年代际变化看,1981—1990年平均降雹日数为10 d,1991—2000年和2001—2010年年平均降雹日数均有所减少(5.67 d和4.33 d),而从2011年起,年平均降雹日数急剧增加到21 ... 该文对1981—2017年北京地区1010个高精度冰雹灾情信息进行统计分析。从年代际变化看,1981—1990年平均降雹日数为10 d,1991—2000年和2001—2010年年平均降雹日数均有所减少(5.67 d和4.33 d),而从2011年起,年平均降雹日数急剧增加到21 d。1981—1995年年平均最大冰雹直径总体呈增加趋势,2002年开始总体较小。从年变化看,冰雹日数的年变化呈明显的单峰型即初夏峰型,4月起降雹日数逐渐增加并在6月达到峰值,其后缓慢下降。从空间分布看,北京地区的降雹分布十分广泛,但高频次降雹区域主要集中在北京西北部延庆区,平均每年至少发生两次降雹,此外降雹高值区还出现在城区的海淀区。2010年后,降雹范围明显增大,同时降雹分布也由相对集中变为相对均匀。 展开更多

关键词 北京地区 灾情信息 冰雹 时空分布

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北京地区一次降雪系统大气水凝物输送特征及降雪微物理机制的数值模拟研究 被引量：4

12

作者 刘香娥 何晖 +3 位作者 陈羿辰 高茜 王永庆 杨燕 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期507-519,共13页

北京冬季降雪云系存在丰富的可开发利用的云水资源。出于人工增雪研究和充分开发云水资源的需要,文中对北京2019年11月29日发生的年度首场降雪进行了观测,对其资料做了分析和中尺度数值模拟,研究了降雪过程的宏观特征、水凝物输送及降... 北京冬季降雪云系存在丰富的可开发利用的云水资源。出于人工增雪研究和充分开发云水资源的需要,文中对北京2019年11月29日发生的年度首场降雪进行了观测,对其资料做了分析和中尺度数值模拟,研究了降雪过程的宏观特征、水凝物输送及降雪的微物理机制。结果表明:影响本次北京降雪的是稳定性层状冷云云系,水凝物主要从北京区域的西边界和南边界输送到区域内,而从东边界和北边界流出,具有西向和南向分量的湿气流是降雪云系水物质的输送通道。降雪云中的水凝物基本全为冰晶和雪,有少量的云水,整层云系都含有非常丰富的水汽并且贯穿整个降雪时段。在冰面过饱和环境中,水汽凝华(Prds)是雪的主要增长过程;其次是云冰增长成雪(Prci)和云冰聚合成雪(Prai)的过程。 展开更多

关键词 云水资源 冬季降雪 数值模拟

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北京山区降雪微物理机制及催化影响的数值模拟研究 被引量：1

13

作者 刘香娥 何晖 +4 位作者 陈羿辰 韩晓晨 高茜 王永庆 杨燕 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第4期439-453,共15页

基于观测资料和中尺度数值模式WRF对2019年2月14日发生在北京地区的一次典型低涡低槽型降雪系统进行了观测资料分析和数值模拟,研究了降雪产生的云微物理机制,探讨了雪的形成过程并进行了人工催化降雪的数值模拟分析。结果表明:低涡前... 基于观测资料和中尺度数值模式WRF对2019年2月14日发生在北京地区的一次典型低涡低槽型降雪系统进行了观测资料分析和数值模拟,研究了降雪产生的云微物理机制,探讨了雪的形成过程并进行了人工催化降雪的数值模拟分析。结果表明:低涡前部暖湿平流带来的水汽和低涡切变线附近强烈的上升运动造成了此次区域性大雪;雪的凝华增长、雪降落过程中凇附云水继续长大、云冰自动转换为雪、冰晶和雪碰并聚合是此次降雪的主要微物理过程。催化模拟显示,人工播撒碘化银催化剂之后,云中产生大量冰晶,增多的冰晶通过凝华增长、碰并、聚合、凇附等转换成雪的过程增加,进而造成地面降雪的增加。 展开更多

关键词 降雪 微物理机制 催化

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基于飞机观测的北京地区气溶胶特征 被引量：7

14

作者 黄嘉仪 赵德龙 +5 位作者 陈宝君 蔡晓冬 丁德平 田平 何晖 黄梦宇 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2073-2080,共8页

运12飞机和空中国王飞机在2007~2018年的飞机观测资料,分析了北京地区大气气溶胶近12a来的时空变化特征.结果表明,气溶胶数浓度随时间变化显示负增长趋势,而与之相反,气溶胶有效直径表现出正增长趋势.气溶胶垂直廓线的季节变化和气候条... 运12飞机和空中国王飞机在2007~2018年的飞机观测资料,分析了北京地区大气气溶胶近12a来的时空变化特征.结果表明,气溶胶数浓度随时间变化显示负增长趋势,而与之相反,气溶胶有效直径表现出正增长趋势.气溶胶垂直廓线的季节变化和气候条件以及边界层的季节变化紧密相关.在边界层高度,季节性气候变化和地面污染物排放强度的影响下,不同季节以及地面天气形势下的气溶胶垂直廓线特征差异也十分明显.气溶胶在边界层内混合均匀,但由于夏季边界层高度较冬季更高,气溶胶能够在更高的高度范围内混合均匀,从而降低了夏季近地面的气溶胶数浓度.此外,气溶胶在550nm的入射波长下散射系数的垂直变化与气溶胶数浓度有较好的一致性,其高值多出现在冬季以及污染物浓度较高的天气条件下. 展开更多

关键词 气溶胶 飞机观测 北京地区

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北京冬季城市人为水汽排放的定量估算研究

15

作者 徐一平 苗世光 +1 位作者 赵德龙 丁德平 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期461-470,共10页

在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点。人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得。本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算。研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区... 在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点。人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得。本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算。研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区域更高的水汽摩尔分数,当观测到城市水汽过量信号时,水汽排放率的估计值在58~9539 kg/s,占城市大气边界层水汽总平流(背景+城市过量)的0.64%到13.12%。城市过量水汽排放的主要来源是天然气燃烧、水冷空调系统、城市交通等人为水汽的排放,中心城区和周边区域融雪率和蒸发率的差异可能也会有一定的贡献,但所占比例较小。 展开更多

关键词 北京 冬季 人为水汽排放 定量估算

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基于机载观测资料订正雷达比及其垂直分布特征 被引量：1

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作者 李霞 盛久江 +6 位作者 王飞 陈羿辰 田平 赵德龙 张邢 周嵬 刘全 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期653-665,共13页

雷达比是激光雷达反演气溶胶光学特性的重要参数和影响因素。利用北京地区2016年一次清洁过程(12月10日)和两次污染过程(11月15~18日和12月16~19日)的微脉冲激光雷达、机载浊度计和黑碳仪以及多种地基观测设备,综合研究基于飞机观测订... 雷达比是激光雷达反演气溶胶光学特性的重要参数和影响因素。利用北京地区2016年一次清洁过程(12月10日)和两次污染过程(11月15~18日和12月16~19日)的微脉冲激光雷达、机载浊度计和黑碳仪以及多种地基观测设备,综合研究基于飞机观测订正雷达比的方法及其分布特征。清洁过程地面PM_(2.5)浓度低于40μg m^(−3);污染严重时期的PM_(2.5)均高于150μg m^(−3)且能见度低于5 km,污染过程1存在高空传输的特征。研究结果表明相较于采用单一的柱平均雷达比,利用本文方法获得的雷达比垂直廓线反演得到的气溶胶消光系数和光学厚度更接近原位跟踪观测,精度均有提升。基于此方法获得的雷达比在污染发展不同时期垂直分布差异较大,主要分布在19~76 sr之间,清洁时期雷达比较小且垂直分布差异不大。污染过程1雷达比随高度波动增加至边界层顶(19~45 sr);污染过程2严重期边界层内雷达比随高度由70 sr降低到20 sr;边界层以上均呈现小幅波动变化。边界层内雷达比垂直分布与气溶胶来源特别是高空气溶胶传输有密切联系,混有沙尘的区域传输显著提升了所在高度的雷达比值。边界层以上雷达比受少量大粒子或者强吸收性的气溶胶粒子的影响波动变化。边界层内消光系数增大时雷达比呈增加趋势;当相对湿度高于40%,边界层内雷达比随相对湿度增加而增大。 展开更多

关键词 雷达比 垂直分布 消光系数 激光雷达 飞机观测

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一种浸润冻结机制冰核测量装置(FINDA)的搭建与应用 被引量：1

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作者 毕凯 丁德平 +2 位作者 杨帅 陈景川 黄梦宇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期864-877,共14页

为了定量评估降水(雨、雪、雹等)和大气中冰核浓度,搭建了一种新型的离线式冰核测量装置(FINDA)用于检测浸润冻结机制的冰核。对多通道测温元件进行了改装和校准,并利用红外热成像仪动态校准了冷台水平温差,开发了自动化软件实现对测量... 为了定量评估降水(雨、雪、雹等)和大气中冰核浓度,搭建了一种新型的离线式冰核测量装置(FINDA)用于检测浸润冻结机制的冰核。对多通道测温元件进行了改装和校准,并利用红外热成像仪动态校准了冷台水平温差,开发了自动化软件实现对测量过程的控制和数据分析。通过超纯水冻结实验、雪水及大气样品中冰核检验评估了FINDA的测量性能。结果表明,FINDA温度测量偏差随温度降低而线性增大,-25℃时误差为±0.75℃;超纯水初始冻结温度平均为-21.27±1.45℃,中值冻结温度(T50)平均为-25.65±0.64℃;对同一降雪融水样品中冰核浓度温度谱检测,FINDA与其他冻滴设备测量结果基本一致,同冰核浓度下温度偏差小于3℃;大气样品中冰核-20℃时比在线连续流量扩散云室测量值略高,与国际上其他学者的结论一致。FINDA能够有效获得0--25℃每隔0.25℃的冰核浓度谱,超纯水和试验操作引入的冰核对测量结果影响很小。设备的广泛应用可帮助深入了解大气冰核在混合云降水中的作用,为预报和云模式的本地化改进及对云降水理论研究提供重要的实验数据和理论基础。 展开更多

关键词 浸润核化机制 大气冰核 超纯水冻结实验 雪水冰核 冷台

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