第十四届全运会大气污染物减排措施对西安市气溶胶中水溶性离子和含碳组分的影响 被引量：1

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作者 沈利娟 王红磊 +4 位作者 赵天良 施双双 武自豪 可玥 刘焕武 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第1期38-53,共16页

人为源密集的城市是空气污染影响的主要区域,厘清城市地区排放源的变化与大气污染物浓度之间的影响作用机制,有助于协调我国大气污染防控与城市社会经济发展之间的关系。为研究第十四届全运会期间大气污染物减排措施对西安市大气污染物(... 人为源密集的城市是空气污染影响的主要区域,厘清城市地区排放源的变化与大气污染物浓度之间的影响作用机制,有助于协调我国大气污染防控与城市社会经济发展之间的关系。为研究第十四届全运会期间大气污染物减排措施对西安市大气污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、O_(3)和CO)的影响,于2021年8月6日至10月1日使用在线监测仪器观测了环境六要素、气象要素和PM_(2.5)中的气溶胶化学组分(有机碳、元素碳和水溶性离子)。结果表明:大气污染物减排措施对主要污染物O_(3)和PM_(2.5)浓度日变化的影响不同,主要由温度对光化学过程的影响和扩散条件差异导致。O_(3)在减排措施实施期间晴天峰值浓度更高、持续时间更长、浓度变化更迅速。PM_(2.5)在减排措施实施前晴天白天的峰值浓度较高,并在减排措施实施期间晴天夜间的峰值浓度较高。大气污染物减排措施对PM_(2.5)中化学组分的影响不同,尤其是对有机碳的组成影响较大。与减排措施实施前晴天相比,减排措施实施期间晴天NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+)、Cl^(-)、Ca^(2+)、Na^(+)和NO_(2)^(-)浓度降低了17.9%~71.8%,K^(+)、Mg^(2+)和元素碳浓度增加了1.9%~13.6%,有机碳浓度仅降低了1.0%,但是一次有机碳浓度增加了13.6%,二次有机碳浓度降低了4.7%。NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)值在减排措施实施期间晴天(0.53)远低于减排措施实施前晴天(1.66),表明减排措施实施期间交通源的贡献显著降低。降雨对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的清除较弱,反而会增加其浓度,但对K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和Na+的清除作用较强。NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)在减排措施实施前后均是水溶性离子最重要的组成,在水溶性离子中的占比为90.8%(减排措施实施前的晴天)~95.8%(减排措施实施期间的雨天)。二次有机碳是有机碳的主要组成,占比为75.5%(减排措施实施期间的雨天)~79.9%(减排措施实施前的晴天)。不同阶段的水溶性离子和含碳气溶胶浓度日变化特征不同。NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)浓度晴天的日变化为单峰型分布,雨天为多峰型分布。 展开更多

关键词 水溶性离子 有机碳 元素碳 日变化 PM_(2.5) 臭氧 第十四届全运会 西安

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沙尘气溶胶作为冰核对阿克苏地区一次多单体型强对流风暴降水及其微物理过程影响的数值模拟研究 被引量：6

2

作者 王雨 银燕 +2 位作者 陈倩 王旭 肖辉 《大气科学》 CSCD 北大核心 2017年第1期15-29,共15页

将DeMott冰核浓度参数化方案引入到WRF中尺度数值模式中,模拟了新疆阿克苏地区一次多单体型强对流风暴,并对背景大气条件和沙尘条件下气溶胶作为冰核,对云中微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析,结果显示:在背景大气... 将DeMott冰核浓度参数化方案引入到WRF中尺度数值模式中,模拟了新疆阿克苏地区一次多单体型强对流风暴,并对背景大气条件和沙尘条件下气溶胶作为冰核,对云中微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析,结果显示:在背景大气条件和沙尘条件下增加冰核浓度对降水中心强度影响较小,并且总体上看降水分布变化不大,但是降水局部的变化量较明显;不同背景条件下IN(Ice Nuclei)浓度的增加使得冰晶和雪的质量混合比和数浓度均有较大幅度的增加,其中雪的主要源项为凝华增长过程,而霰增长主要来源于冰相粒子碰并过冷云滴,并且在背景大气和沙尘条件下增加IN都使得霰的数浓度增加,尺度减少。 展开更多

关键词 强对流 新疆 WRF模式 冰核 多单体

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南京春夏季大气PM_(2.5)中含碳气溶胶污染特征 被引量：2

3

作者 裴宇儇 王红磊 +5 位作者 张连霞 施双双 可玥 刘思晗 刘安康 程龙 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3310-3322,共13页

使用TCA08型总碳分析仪观测了南京市2019年4月19日—6月27日大气气溶胶中有机碳(OC)与元素碳(EC)的含量,结合空气质量数据(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO和O_(3))和气象数据,分析了春夏季含碳气溶胶的污染特征及其影响因素.结... 使用TCA08型总碳分析仪观测了南京市2019年4月19日—6月27日大气气溶胶中有机碳(OC)与元素碳(EC)的含量,结合空气质量数据(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO和O_(3))和气象数据,分析了春夏季含碳气溶胶的污染特征及其影响因素.结果表明,观测期间南京市不同污染物和含碳气溶胶质量浓度春夏季节性差异明显.O_(3)、CO、EC和POC在夏季平均质量浓度分别为109.5、0.74、3.1、2.1μg·m^(−3),分别比春季高了32.1%、4.8%、38.0%和30.0%;而SO_(2)、NO_(2)、PM_(2.5)、PM_(10)、OC和SOC的质量浓度在春季的平均质量浓度分别为12.0、37.2、31.4、65.4、6.2、4.6μg·m^(-3),分别比夏季高了23.3%、24.7%、7.1%、22.8%、26.5%和56.5%.不同空气质量等级下不同碳气溶胶的日变化特征不同.OC和SOC日变化在空气质量为优时日变化平缓,空气质量为良时均为单峰型分布,在轻度污染时均为三峰型分布.EC和POC在空气质量为优时日变化均为双峰型分布,在良和轻度污染下日变化均为单峰型分布.3次污染过程中O_(3)与SOC的相关性不同,相关系数分别为﹣0.64、﹣0.66和0.63.3次O_(3)污染过程中含碳气溶胶日变化特征不同.OC和SOC在过程一和过程二中日变化均表现出夜间高白天低的特征;而过程三中昼夜浓度差异不显著.过程一和过程二中EC和POC均呈单峰型分布,峰值均出现在4:00—6:00,但过程三中却均呈显著的双峰型分布,峰值均分别出现在5:00—7:00和21:00—24:00. 展开更多

关键词 南京 有机碳 元素碳 臭氧 质量浓度日变化

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湖北2015年冬季PM_(2.5)重污染过程的气象输送条件及日变化特征分析 被引量：23

4

作者 白永清 祁海霞 +3 位作者 赵天良 杨浩 刘琳 崔春光 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期803-815,共13页

PM_(2.5)污染仍然是湖北省冬季大气污染的首要污染类型,且具有明显区域传输特征,重污染过程的空气污染气象条件有别于华北地区,值得关注。采用WRF/Chem不同排放情景下的模拟结果,并结合观测分析,研究了2015年12月—2016年1月湖北省PM_(2... PM_(2.5)污染仍然是湖北省冬季大气污染的首要污染类型,且具有明显区域传输特征,重污染过程的空气污染气象条件有别于华北地区,值得关注。采用WRF/Chem不同排放情景下的模拟结果,并结合观测分析,研究了2015年12月—2016年1月湖北省PM_(2.5)重污染过程的气象输送条件及日变化特征,从大尺度输送条件和局地边界层动力作用分析了外来污染物水平传输、悬浮聚集和向下传输的过程,并解释了该地区观测到的午后PM_(2.5)浓度特殊峰值的气象成因。结果表明,湖北重污染爆发以区域传输为主,地面观测PM_(2.5)极值对应10 m风速可达8—10 m/s,边界层0—1 km为较强偏北风输送,污染传输通量极值位于400 m高度附近,为重要传输通道,低空无明显逆温,重污染过程具有"非静稳"边界层气象特征。重污染形成的大尺度输送条件为,长江中下游及北部地区偏北风异常偏强,南部地区风速减缓,使污染物在中游平原堆积,鄂北边界风速越大,越有利污染输送增长。传输性污染主要来自偏北和东北方向的污染源输送,潜在源区贡献主要为途经偏北通道上的豫中、南阳盆地和关中地区,以及途经东北通道上的鲁、皖、苏等部分地区。PM_(2.5)浓度日变化双峰结构的天气成因不同,21—24时(北京时)峰值为静稳性污染,11—14时峰值为传输性污染。污染输送受大气边界层高度影响,日出前大气边界层高度较低,层结稳定并伴有上升运行,使得低空外来输送悬浮聚集在400 m高度附近;日出后随大气边界层高度升高,静稳层结被破坏,在干沉降作用下高浓度PM_(2.5)开始向下传输,并在午后地面形成峰值。 展开更多

关键词 WRF/Chem PM2.5 边界层 污染物输送 日变化

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2014年青藏高原云和降水多种雷达综合观测试验及云特征初步分析结果 被引量：58

5

作者 刘黎平 郑佳锋 +5 位作者 阮征 崔哲虎 胡志群 吴松华 戴光耀 吴亚昊 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期635-647,共13页

加密外场试验可提供云降水物理过程新的数据。2014年7月1日—8月31日,第3次青藏高原大气科学试验项目组在那曲开展了水汽、云和降水的综合观测,使用了中国最先进的Ka波段毫米波云雷达、Ku波段微降水雷达、C波段连续波雷达和激光雷达,并... 加密外场试验可提供云降水物理过程新的数据。2014年7月1日—8月31日,第3次青藏高原大气科学试验项目组在那曲开展了水汽、云和降水的综合观测,使用了中国最先进的Ka波段毫米波云雷达、Ku波段微降水雷达、C波段连续波雷达和激光雷达,并配以微波辐射计、雨滴谱仪等设备,获取了高时空分辨率的云和降水宏微观垂直结构特征数据;利用C波段双线偏振雷达与新一代天气雷达配对,进行双多普勒雷达观测,获取青藏高原对流云三维风场和降水粒子相态的结构和演变数据。文中简单介绍了本次试验的情况,并利用这次观测的云雷达数据对那曲地区夏季云的云顶和云底高度、云厚、云量、云层数等特征的日变化进行了初步统计分析,对不同类型云的宏观特征进行了讨论。结果表明:本次外场试验首次成功获取到了多种雷达的云观测数据。那曲地区夏季云主要集中在6 km(距地面高度,下同)以上和4 km以下;总云量、高云的云顶、云量和云厚等云的统计参数有明显的日变化,10时(北京时)为云发展最弱的时段,20时云发展最为旺盛;初生的积云和层云常常出现在3 km高度上,这一高度上常常存在明显的上升气流;深对流系统高度可达16.5 km,同时存在上升气流和下沉气流,对流中可能存在过冷水。这些数据和初步结果为进一步开展高原云和降水机理、云和降水物理过程参数化方案研究及卫星反演结果的订正提供了基础。 展开更多

关键词 青藏高原 云特征 云雷达

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新型扩散云室搭建及其对黄山地区大气冰核的观测研究 被引量：13

6

作者 苏航 银燕 +2 位作者 陆春松 蒋惠 杨磊 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第2期386-398,共13页

本研究利用自行搭建的大气冰核高压静电采样器和静力真空水汽扩散云室，并结合其他大气冰核及气象要素观测仪器，于2011年5-9月及2012年9-10月在黄山三层不同高度上同时进行大气冰核及相关气象要素的连续观测。结果显示：黄山地区总冰... 本研究利用自行搭建的大气冰核高压静电采样器和静力真空水汽扩散云室，并结合其他大气冰核及气象要素观测仪器，于2011年5-9月及2012年9-10月在黄山三层不同高度上同时进行大气冰核及相关气象要素的连续观测。结果显示：黄山地区总冰核数浓度平均为18．74L-1，凝结冻结核化冰核数浓度平均为0．79L-1，凝华核化冰核数浓度平均为0．19L-1。黄山地区冰核数浓度，随着高度的增加而减小；且存在春季较高、秋季居中、夏季较少的季节变化规律；下午达到一天中的最高值，夜晚达到一天中的最低值；总冰核数浓度较北方少。黄山山顶冰核数浓度随活化温度的升高而减小，随过饱和度的升高而增大，随风速的增强而增大，长期主要由西南风向山顶的输送，且其主要由大粒子来充当。 展开更多

关键词 大气冰核 云室 核化机制 数浓度

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粒子取向以及空气含量对卷云雷达反射率因子的影响分析 被引量：9

7

作者 王金虎 葛俊祥 +3 位作者 祝潇 魏鸣 杨泽鑫 李家强 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期78-86,共9页

为研究卷云的非球形粒子对毫米波雷达的散射特性,利用矩量法计算了卷云六种非球形冰晶粒子最大尺寸与散射截面之间的双指数函数关系.利用三种假设模型：Ⅰ.B-H混合模型、Ⅱ.等效椭球模型、Ⅲ.等效球模型分别验证NASA在2007年7月31日一... 为研究卷云的非球形粒子对毫米波雷达的散射特性,利用矩量法计算了卷云六种非球形冰晶粒子最大尺寸与散射截面之间的双指数函数关系.利用三种假设模型：Ⅰ.B-H混合模型、Ⅱ.等效椭球模型、Ⅲ.等效球模型分别验证NASA在2007年7月31日一次卫星与飞机同步测云试验数据,对比后发现模型Ⅰ（B-H模型）模拟4个位置处实测的结果最好,模型Ⅱ的结果其次,模型Ⅲ的结果最差,但是B-H模型模拟1号,2号,3号位置处的雷达反射率因子与实测值相比偏低,分析原因认为粒子谱探测仪器忽略了滴晶粒子贡献.加入滴晶粒子后统一拟合1号,2号,3号以及4号的普适性粒子谱,拟合其满足B-H模型时冰水含量与雷达反射率因子之间的关系式,将CVI仪器实测的冰水含量值代入上面的关系式得到反演的雷达反射率因子,对比CRS毫米波雷达实测的雷达反射率因子可知：当云中冰水含量小于0.1342 g/m^3,冰晶中的空气含量对雷达反射率因子的影响要远大于粒子的取向问题;当云中冰水含量介于0.134 2-0.199 4 g/m^3,冰晶中的空气含量可以忽略不计而仅考虑粒子的取向问题;当云中冰水含量大于0.199 4 g/m3,B-H模型将不再适用.因此为了利用毫米波雷达反射率因子精确地反演云中冰晶粒子,应以冰水含量为前提考虑B-H模型中冰晶粒子的取向以及空气含量. 展开更多

关键词 矩量法 冰晶粒子 雷达反射率因子 空气泡 粒子取向

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山西夏季气溶胶散射特征的飞机观测研究 被引量：3

8

作者 封秋娟 牛生杰 +3 位作者 李培仁 杨俊梅 申东东 李义宇 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期482-492,共11页

利用3个架次的积分浊度仪和PCASP-100X(Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe)机载观测资料,分析了2013年山西夏季空中有云、无云和少云3种不同条件下气溶胶散射系数的分布特征,讨论了气溶胶散射系数垂直变化与气溶胶数浓度、气... 利用3个架次的积分浊度仪和PCASP-100X(Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe)机载观测资料,分析了2013年山西夏季空中有云、无云和少云3种不同条件下气溶胶散射系数的分布特征,讨论了气溶胶散射系数垂直变化与气溶胶数浓度、气象条件的关系,并结合HYSPLIT(Hybrid of Single Particle Lagrangian IntegratedTrajectory model)后向轨迹模型研究气溶胶的运动轨迹和可能的污染来源。结果表明:山西夏季空中气溶胶总散射系数变化范围为0~499 Mm^-1,晴空气溶胶数浓度和总散射系数明显大于有云和少云时。气溶胶总散射系数一般随高度的增加而递减。造成气溶胶总散射系数、数浓度偏高的原因有下垫面污染源多、风速小、相对湿度高以及逆温层的存在。550nm波段气溶胶后向散射比大于0.1,粒径0.1~0.5μm的气溶胶粒子对散射影响最大,说明山西空中细粒子污染比较严重。气溶胶总散射系数与数浓度有一定的相关性。引起气溶胶总散射系数、数浓度较高的气团传输路径主要为西南路径,局地排放的气溶胶大于远距离传输的气溶胶对散射系数的贡献。 展开更多

关键词 气溶胶 散射特性 飞机观测 山西

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青藏高原东缘气溶胶粒径分布特征及其来源 被引量：1

9

作者 沈利娟 王红磊 +2 位作者 赵天良 施双双 卢文 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第1期80-92,共13页

气溶胶粒径分布可反映气溶胶的主要来源及其经历的动力学和化学等过程。使用宽范围粒径谱仪对青藏高原东缘四川省理塘县2017年7月6日至8月3日10 nm~10μm气溶胶粒径分布进行观测,结合环保六要素(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO... 气溶胶粒径分布可反映气溶胶的主要来源及其经历的动力学和化学等过程。使用宽范围粒径谱仪对青藏高原东缘四川省理塘县2017年7月6日至8月3日10 nm~10μm气溶胶粒径分布进行观测,结合环保六要素(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO和O_(3))和气象要素数据、HYSPLIT轨迹模式、潜在源区贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析,探讨了青藏高原东缘气溶胶的粒径分布特征、潜在来源和影响区域。结果表明:青藏高原东缘理塘地区气溶胶数浓度较低,平均值为4660.3 cm-3,粒径分布主要集中在500 nm以下,占总数浓度的99.95%;不同模态粒子数浓度差异较大,核模态、爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度分别为391.9、4218.0、50.1和0.4 cm-3;不同模态粒子数浓度日变化均为双峰型分布,但是峰值时间存在差异,核模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于12:00和19:00,爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于08:00和20:00;气溶胶数浓度谱和表面积浓度谱均为单峰型分布,峰值分别位于50 nm和170 nm,峰值浓度分别为7361.9 cm^(-3)·nm^(-1)和215.5μm^(2)·cm^(-3)·nm^(-1)。青藏高原东缘气溶胶数浓度的潜在来源高值区主要分为两个区域,即东北部的局地污染区和西南部的境外远距离传输区。青藏高原东缘气溶胶数浓度的影响范围主要集中在中国境内,影响区域的高值区相对比较分散。 展开更多

关键词 气溶胶 PM 2.5 污染气体 粒径分布 日变化 潜在来源 影响区域 青藏高原

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南京北郊低对流层挥发性有机物垂直分布特征及对臭氧生成的潜在影响 被引量：1

10

作者 施双双 朱彬 +2 位作者 沈利娟 杨思琪 王红磊 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第4期513-527,共15页

在各地臭氧(O_(3))污染呈现多发态势的背景下,垂直方向上挥发性有机物(VOCs)对O_(3)生成的潜在贡献尚不明晰。利用南京北郊2020年10月17日至11月15日低对流层(高度为0~1000 m)强化探空数据,探讨了VOCs垂直分布特征及其对O_(3)生成的潜... 在各地臭氧(O_(3))污染呈现多发态势的背景下,垂直方向上挥发性有机物(VOCs)对O_(3)生成的潜在贡献尚不明晰。利用南京北郊2020年10月17日至11月15日低对流层(高度为0~1000 m)强化探空数据,探讨了VOCs垂直分布特征及其对O_(3)生成的潜在影响。结果表明:①VOCs总含量(体积分数,下同)随着高度的升高而降低((73.4±26.1)×10^(-9)~(50.4±20.3)×10^(-9)),各高度上烷烃占比最大(64.3%~71.6%),烯烃占比随着高度的升高而逐渐减小(3.4%~9.9%),芳香烃、卤代烃和乙炔占比无显著变化;交通排放和低边界层致使早、晚VOCs廓线垂直梯度大,低层VOCs积累且烷烃占比增大,而午后VOCs各组分垂直分布较均匀。②受大气层结影响,白天混合层内以烷烃和烯烃的光化学反应为主,OH自由基损失率(L_(OH))分别为3.3和2.7 s^(-1),占比分别为42.8%和35.1%;稳定边界层和残余层内均以烷烃和芳香烃的光化学反应为主。③午后混合层内VOCs的OH自由基损失率、臭氧生成潜势(OFP)与O_(3)含量成正相关关系,代表局地VOCs和O_(3)关系特征;早晨稳定边界层和残余层内无显著相关性;光化学反应活性较大的VOCs组分对O_(3)生成的潜在贡献主要集中在低层,以乙烯和丙烯为主;低对流层上部对O_(3)光化学生成的潜在贡献主要以低活性的烷烃为主,二甲苯/乙苯比值(X/E)分析表明,高层气团老化程度较高,可反映区域大气特征。限制化工厂排放、提升机动车排放标准和燃油质量是改善南京地区O_(3)污染的关键。 展开更多

关键词 挥发性有机物 垂直分布 臭氧 对流层 光化学反应活性 南京

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2015年冬季湖北省PM2.5重污染传输特征及影响天气系统的数值模拟 被引量：13

11

作者 祁海霞 崔春光 +2 位作者 赵天良 白永清 刘琳 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第8期1113-1122,共10页

为了研究湖北省两种污染来源的重污染天气特征及其形成机制,采用WRF/Chem零排放情景模拟方案,将2015年冬季湖北省PM2.5模拟浓度分离为外源传输量和本地累积量,基于对数值模拟结果的统计分析,确定了湖北省污染传输通道和外源传输贡献率,... 为了研究湖北省两种污染来源的重污染天气特征及其形成机制,采用WRF/Chem零排放情景模拟方案,将2015年冬季湖北省PM2.5模拟浓度分离为外源传输量和本地累积量,基于对数值模拟结果的统计分析,确定了湖北省污染传输通道和外源传输贡献率,研究了敏感区天气系统对两种污染来源的影响作用。结果表明,外源污染物输送在湖北省内有两条主要通道,一是由南襄盆地夹道直接输送汇人江汉平原,二是沿京广线从信阳到随州、孝感、武汉至江汉平原。湖北长距离跨区域传输的潜在污染源区为河南、安徽、江苏、山东等地。2015年冬季湖北省17个地(市)平均外源贡献率为42%,而对于重污染过程,平均外源贡献率高达66%,外来源输送对湖北重污染过程贡献非常显著。对外源传输型,我国东南地区为主要敏感区,气压(气温)变化与PM2.5输送显著负(正)相关,对维持南、北两支矢量带(PM2.5输送与风场相关),推动偏南和偏东气流起到积极作用。此外,伊朗高原天气系统通过上下游效应对东亚地区大气环流起到一定影响,从而也间接影响了区域污染输送。对本地累积型,冬季风环流系统为主要影响天气系统,在弱的冬季风环流形势下,蒙古高压系统偏弱、西太平洋地区海平面气压值偏高,对应湖北本地累积污染总量贡献大。 展开更多

关键词 WRF/Chem PM2.5 外源传输 本地累积 天气系统

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山西春季层状云系数值模拟及与飞机探测对比 被引量：17

12

作者 李军霞 李培仁 +2 位作者 陶玥 史月琴 晋立军 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期22-32,共11页

采用中国气象科学研究院(CAMS)中尺度云参数化模式对2010年4月20日山西省一次春季层状降水云系的宏微观结构,特别是垂直方向上的微物理结构进行了数值模拟和分析。利用携带云粒子探测设备的飞机对该次层状云系进行了两次云物理探测飞行... 采用中国气象科学研究院(CAMS)中尺度云参数化模式对2010年4月20日山西省一次春季层状降水云系的宏微观结构,特别是垂直方向上的微物理结构进行了数值模拟和分析。利用携带云粒子探测设备的飞机对该次层状云系进行了两次云物理探测飞行,并将飞机探测所获取的数据和图像资料与数值模拟结果进行了对比研究。模拟结果显示:该次降水过程以层状冷云降水为主,云中过冷水含量丰富,云系存在明显的3层结构,地面降水主要来自于云中高层冰晶、雪、霰等冰相粒子的融化和低层云水的转化。数值模拟与飞机探测对比分析显示,高空温度、湿度和高度的配置两者基本一致,数值模拟不同高度的云粒子相态、垂直方向云水比含水量与飞机探测获取的云粒子图像和云液态水含量的垂直结构基本吻合,但数值模拟的云中各种水成物粒子出现的高度较飞机探测偏高。 展开更多

关键词 云微物理量 数值模拟 机载探测

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山西云凝结核时空分布特征观测 被引量：9

13

作者 李军霞 银燕 +3 位作者 任刚 袁亮 李培仁 申东东 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2261-2271,共11页

选取2011年1～12月山西太原云凝结核（CCN）观测数据,对CCN的季节、月、日变化特征进行了分析,并与国内外同类研究进行了对比.结果发现,冬季CCN数浓度最高,春秋季次之,夏季CCN数浓度最低.CCN数浓度的最高值出现在1月,最低值出现在6月.... 选取2011年1～12月山西太原云凝结核（CCN）观测数据,对CCN的季节、月、日变化特征进行了分析,并与国内外同类研究进行了对比.结果发现,冬季CCN数浓度最高,春秋季次之,夏季CCN数浓度最低.CCN数浓度的最高值出现在1月,最低值出现在6月.夏季较多的降水天气对CCN的湿清除作用明显,冬季供暖期间（11～12月及1～3月）,CCN数浓度明显增大.CCN数浓度日变化一般呈现两个峰值,分别出现在07：00～11：00和17：00～20：00.利用公式N=CSk拟合了不同季节地面CCN核谱,得到春夏秋冬四季对应的拟合参数C值分别为10983、2454、7614、16421,k值均小于1,为典型的大陆型核谱.通过2013年夏季在山西中部地区开展的CCN飞机观测,研究了CCN数浓度的垂直廓线.CCN数浓度在近地面最大,随高度逐渐降低.在0.3%和0.4%过饱和度下,2000m以下CCN数浓度平均量级均为103cm-3,3000m以上CCN数浓度平均量级降低至102cm-3。 展开更多

关键词 云凝结核 时空分布 山西

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百叶箱与通风辐射罩的气温日最值差异 被引量：7

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作者 严家德 金莲姬 +1 位作者 王巍巍 王静 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期185-192,共8页

利用2009年8月—2010年7月的平行观测资料,对新型自动气象站中百叶箱和通风辐射罩气温观测系统气温日最值对比差的分布、粗差率、一致率以及平均值等进行统计,对日最值的出现时间进行对比,对日最值对比差与环境风速的关系进行分析,建立... 利用2009年8月—2010年7月的平行观测资料,对新型自动气象站中百叶箱和通风辐射罩气温观测系统气温日最值对比差的分布、粗差率、一致率以及平均值等进行统计,对日最值的出现时间进行对比,对日最值对比差与环境风速的关系进行分析,建立并验证了百叶箱气温日最值的订正方法。结果表明:百叶箱和通风辐射罩气温日最值对比差的分布均呈右偏态,且偏斜程度较大,不服从正态分布;日最高气温与最低气温的一致率分别为90.0%和81.5%,两者存在较大差异,但其粗差率基本一致,均略高于3.0%;与通风辐射罩气温观测系统相比,百叶箱的日最值数据总体偏高0.2℃左右,同时其出现时间也存在不同程度的滞后;气温日最值的差异会随着环境风速的增强而减小,特别是当风速大于4.5 m·s^(-1)时,其差异可缩小到0.1℃以内;以环境风速为主要参数的气温订正方法将最高气温的差异缩小到0.03℃,一致率提高到95.2%,将最低气温的差异缩小到0.01℃,一致率提高到94.1%。 展开更多

关键词 新型自动气象站 最高气温 最低气温 对比差订正

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避雷针对天气雷达回波影响的研究 被引量：6

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作者 李祥超 周中山 +2 位作者 陈则煌 陈璞阳 叶挺 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第5期414-421,共8页

针对避雷针对天气雷达回波影响的问题,通过对天气雷达的盲区及雷达散射截面(RCS)的理论分析,利用HFSS仿真软件及实验的方法,研究水平极化下,不同材料不同尺寸的避雷针的雷达散射截面,结论是:在相同材料避雷针及相同雷达波长情况下,避雷... 针对避雷针对天气雷达回波影响的问题,通过对天气雷达的盲区及雷达散射截面(RCS)的理论分析,利用HFSS仿真软件及实验的方法,研究水平极化下,不同材料不同尺寸的避雷针的雷达散射截面,结论是:在相同材料避雷针及相同雷达波长情况下,避雷针高度、半径与其雷达散射截面呈正相关;在相同雷达波长情况下,避雷针为理想金属的雷达散射截面比塑钢与理想金属组合材料的雷达散射截面大;实验结果表明避雷针架设在X波段多普勒天气雷达天线附近时,对雷达回波造成的影响可忽略不计.研究结果为在天气雷达附近架设避雷针提供了理论和实验依据,具有应用价值. 展开更多

关键词 避雷针 天气雷达 HFSS仿真 雷达回波 雷达散射截面

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基于激光雷达和毫米波云雷达的卷云特性分析 被引量：4

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作者 卜令兵 覃艳秋 +2 位作者 吴放 刘新波 黄兴友 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期297-302,共6页

使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测... 使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测卷云的必要性。在此基础上，对观测期间寿县上空的卷云个例进行统计分析，结果显示：卷云过程的平均云底高度分布在5～10km，其中6～7km范围所占的频率最大；平均云厚的分布范围为0．25～5km，其中90．8％分布在0．5～2．5km；卷云过程持续时间总体上随着持续时间的增大呈减少的趋势，持续时间最长为35．5h，平均为3．6h，持续时间小于5h的卷云过程占82．5％。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 毫米波雷达 卷云 宏观物理特性

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污染天气下成都城市热岛环流结构的数值模拟 被引量：6

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作者 朱丽 苗峻峰 赵天良 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期101-122,共22页

本文利用中尺度模式WRF V3.9对2016年7月16日成都一次污染天气下的城市热岛环流个例进行了数值模拟,分析了城市热岛环流的三维结构及演变特征.并通过设计减少气溶胶光学厚度的敏感性试验,研究了污染对城市热岛环流的可能影响.结果表明:... 本文利用中尺度模式WRF V3.9对2016年7月16日成都一次污染天气下的城市热岛环流个例进行了数值模拟,分析了城市热岛环流的三维结构及演变特征.并通过设计减少气溶胶光学厚度的敏感性试验,研究了污染对城市热岛环流的可能影响.结果表明:当地时间17∶00城市热岛环流开始形成.随着热岛强度增强,环流增强,城乡边界处的城市风锋不断向城市中心推进.19∶00热岛环流结构最显著.21∶00环流结构被破坏,仅低层存在微弱的乡村风.在热岛环流结构最显著时刻,近地面风场由郊区向城市辐合,地面以上2.0 km处风场由城市向乡村辐散,辐散中心与辐合中心位置大致对应.此时城市风锋在城市处合并,环流的水平尺度约为城市尺度的2~2.5倍.当气溶胶光学厚度减小后,城市热岛环流尺度和强度以减小为主.特别是在热岛环流最显著时刻,低层乡村风风速减小,城市风锋最大上升速度降低,环流的水平尺度在西、南、北三个方向均减小,且高空回流高度降低.可能的影响机制是,气溶胶光学厚度减小后,净辐射通量增大,城乡地表能量通量差异增大,城市边界层高度升高.但城市边界层高度升高对城市热岛的抑制作用超过了城乡地表能量通量差异增加对城市热岛的增强作用,最终造成城市热岛减弱,环流减弱. 展开更多

关键词 盆地地形 城市热岛环流 大气污染 气溶胶光学厚度

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Ka波段毫米波云雷达数据质量控制方法 被引量：20

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作者 郑佳锋 刘黎平 +3 位作者 曾正茂 谢晓林 武静雅 冯凯 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期748-757,共10页

针对国内首部固态、多观测模式体制的Ka波段毫米波云雷达观测资料,提出速度模糊、噪点-径向干扰杂波和悬浮物杂波的质量控制方法,并对方法效果进行了检验和分析.结果表明,该方法具有很好的成功率和稳定性,15个云过程检验的退模糊成功率... 针对国内首部固态、多观测模式体制的Ka波段毫米波云雷达观测资料,提出速度模糊、噪点-径向干扰杂波和悬浮物杂波的质量控制方法,并对方法效果进行了检验和分析.结果表明,该方法具有很好的成功率和稳定性,15个云过程检验的退模糊成功率都达到100%;能准确判断出速度模糊和类型并纠正平均多普勒速度和谱宽;能较好地滤除噪点和径向干扰杂波,并对缺测进行补值;能较好去除低空悬浮物杂波,同时保留小尺度的云. 展开更多

关键词 Ka波段毫米波云雷达 数据质量控制 速度退模糊

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定量测量降水量的回波结构自适应算法研究 被引量：7

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作者 魏鸣 宋羽轩 张蕾 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期676-683,共8页

为提高临近预报中对流性降水估测的准确性,分析了统计法估算降水的局限性。依据降水物理机制和降水回波结构,研究雷达反射率因子定量测量降水量(QPE-Qualitative Precipitation Estimate)的自适应算法,旨在减少由于雨滴谱变化导致的Z-I... 为提高临近预报中对流性降水估测的准确性,分析了统计法估算降水的局限性。依据降水物理机制和降水回波结构,研究雷达反射率因子定量测量降水量(QPE-Qualitative Precipitation Estimate)的自适应算法,旨在减少由于雨滴谱变化导致的Z-I关系不稳定所引起的降水量测量误差。同时考虑组合反射率因子RC和垂直液态水含量VIL两个参量对降水的影响,建立适于城市区域的动态自适应的Z-I关系,改进对强降水严重低估的问题。 展开更多

关键词 雷达 定量降水估计 回波 结构 自适应

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天山天池一次强降水过程中的地形效应 被引量：3

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作者 朱莉莉 连钰 +2 位作者 李梦婕 杨军 申双和 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第29期1-8,共8页

2010年6月22日至23日,新疆天山天池发生了一次特大暴雨过程,6h累积降水量高达124 mm.利用WRF中尺度数值模式对本次强降水过程进行数值模拟,探讨了天山地形在本次强对流过程的作用.结果表明,控制北疆地区的西北气流遇博格达山脉阻挡,除... 2010年6月22日至23日,新疆天山天池发生了一次特大暴雨过程,6h累积降水量高达124 mm.利用WRF中尺度数值模式对本次强降水过程进行数值模拟,探讨了天山地形在本次强对流过程的作用.结果表明,控制北疆地区的西北气流遇博格达山脉阻挡,除了一部分西北气流以12 m·s^-1的速度沿迎风坡爬升之外,另一部分偏西绕流因为狭管效应以18～ 24m·s^-1速度沿山体西侧绕流爬升,两支气流在山顶汇合造成的对流增强为本次大暴雨过程的发生提供了动力条件.由于地形阻挡和狭谷效应,博格达山西坡上低层偏西气流的垂直分布随高度递减,造成山坡上水平辐合增强,对应的气旋式涡度进一步加强,最大值达136×10^-5 s^-1,有利于降水量增加.高低层风场配置相反,垂直风切变加强,有利于强对流的发生.东北偏东方向移动的多单体系统受博格达山西坡地形阻挡抬升与局地生成的对流单体合并,是本次天池发生大暴雨过程的主要原因. 展开更多

关键词 天山天池 强对流 数值模拟 地形效应 对流单体合并

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