预测银川市大气主要污染物浓度的一种动力统计模型

本文以箱模式为原理,从大气污染物平流扩散方程出发,经过简化推导,得出预测大气主要污染物浓度的动力统计模型。在模型中既考虑了气象条件的作用,又考虑了起报日的污染物浓度,与纯数学统计模型相比,有着更可信的物理基础;与数值模式相比,本模型不需要污染源排放清单,具有简便易行的优点。利用银川市2001-2004年大气主要污染物SO_2、NO_2、PM_(10)逐日平均浓度监测值和同期地面气象要素资料,通过回归分析确定了主要污染物浓度24 h变率预报方程,经2005年6～9月的预报检验,本模型对银川市大气主要污染物浓度的变化有一定的预报能力。

银川市空气质量动力预测系统及预测结果分析

在介绍银川市空气质量动力预测模型的基础上,重点对该模型的预测结果及误差进行分析。结果表明:该系统能较好地对24 h污染气象条件进行预测,污染气象条件的预测结果与监测结果比较吻合,预报准确率PM10为61%、SO2为92%;春季各月PM10预测值的平均绝对误差较大,其它3个季节相对较小,SO2的情况与PM10正好相反;考虑风沙条件对模式预测准确性的影响,可根据不同时间、不同季节,逐步调整模式中的扬沙系数,能有效地提高该模式对银川市多风沙季节以PM10为首要污染物的空气质量预测准确率,以适应银川市特殊的气候及环境条件。

2002—2005年银川市紫外线指数的观测研究

为提高银川市紫外线指数预报的检验依据和水平对银川市2002—2005年的地面紫外线辐射观测资料进行了分析和研究.结果表明,银川市属于紫外线高辐射地区,全年有53%的时间紫外线出现“很强”的级别;在季节分布上,夏季紫外线辐射最强,春季次之,冬季相对较弱.

基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份(1987年和2010年)夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。

银川市主要污染物变化特征及其关系研究

利用2013—2019年银川市主要污染物浓度数据,分析了近年来银川市主要污染物浓度变化特征,并运用主成分分析法对主要污染物之间的关系进行研究。结果表明:近年来银川市主要污染物浓度除O_(3)逐年呈上升趋势外,其他均呈下降趋势;市区站O_(3)浓度较郊区背景站低,其他污染物市区较郊区背景站高;市区站PM_(10)和PM_(2.5)浓度超国家二级标准;除O_(3)浓度夏季高,冬季低外,其他污染物冬季高,夏季低;CO、NO_(2)、PM_(10)、PM_(2.5)浓度呈“双峰型”日变化特征,O_(3)和SO_(2)呈“单峰型”日变化特征。银川市主要污染物NO_(2)浓度与CO和O_(3)相关性显著,PM_(10)和PM_(2.5)之间相关性显著;污染物第一主成分是NO_(2)、CO和O_(3),方差贡献率达到50%以上,加之银川市O_(3)浓度逐年呈升高趋势,表明近年来银川市大气光化学污染增加。

银川不同季节典型空气污染过程特征分析

利用银川贺兰山东路监测点2016—2018年的污染物逐时质量浓度资料,结合银川气象站气象观测资料,挑选了春、夏、秋、冬四个季节的污染个例,对银川市不同季节空气污染过程的特征进行研究。结果表明:银川市春季及秋季的污染过程为沙尘污染,冬季为霾污染,夏季为臭氧污染;除夏季仅为轻度及中度污染外,其他3个季节都出现了重度及严重污染;春季及秋季的沙尘污染过程主要污染物为PM10,冬季霾污染过程主要污染物为PM2.5;春季沙尘污染天气过程中,当PM10及PM2.5处在较高(低)浓度时,对应NO2和SO2平均浓度值较低(高),冬季霾污染过程中,NO2和SO2平均浓度值会随PM10及PM2.5浓度值上升而上升。不同季节污染过程均具有相对湿度偏小,风速偏小的特征。

银川市PM_(10)等气象条件分析

利用银川市大气自动监测站首年连续 2 4 h观测资料 ,从大气逆温、大气降水和大风扬尘的不同角度 ,分析其各自对大气污染物的增加和减少所做的贡献 。

银川市体感温度分析和预报方法的研究

分析了环境温度、风、辐射以及气候条件对人体温度感觉的影响,建立了银川市体感温度计算方法.该方法考虑了气候特征和着装变化对体感温度的影响,因此可供宁夏地区各市县气象台、站参考使用.另外,对同一时刻阳光下和遮蔽处体感温度的区分,可使预报结果更具有实用价值.

突发性气象灾害监测系统的设计

本文探讨了一种以新一代多普勒天气雷达为探测手段,应用G IS技术,借助Surfer等值线分析功能,获取灾害性天气落区、面积等定量化信息的方法,并据此以VB及VBA开发了一套突发性气象灾害监测系统,并给出了该系统一次典型冰雹过程的应用实例。

基于模糊控制的燃油泵系统建模与仿真

建立了无刷直流电动机(BLDCM)、离心泵和模糊控制器的模型,并将其有机组合构建了BLDCM驱动的燃油泵系统的模糊控制仿真模型,设计了基于流量的燃油泵转速闭环,并进行了仿真,仿真结果显示:采用模糊控制系统上升时间短,无超调,无震荡,无稳态误差,比PID控制具有更快的动态响应和更好的稳态特性。

气候变化背景下干旱区暴雨强度公式误差控制技术研究

频繁的极端降水事件使暴雨强度公式编制过程中的误差控制变得越来越困难。利用宁夏银川国家气象站1961—2016年分钟降水资料,采用指数、耿贝尔、P-III等概率模型进行雨强-重现期的曲线拟合和最小二乘法、高斯牛顿法进行暴雨强度公式参数推求,编制银川市暴雨强度公式,探讨干旱区暴雨强度公式的误差控制和优化策略。结果表明:(1)干旱区强降水样本少、变率大,针对编制暴雨强度公式过程中曲线拟合和参数求解这两个重要步骤过程中误差难以控制的缺陷,设计了一种新的误差控制策略,将误差的两步控制改变为综合控制,从而可使公式推算过程的误差达到最小。(2)银川夏半年平均气温从20世纪90年代中后期开始明显升高,短历时(尤其是30~180 min)降水强度为一致增强趋势,且变率加大。(3)优选耿贝尔曲线拟合结合高斯牛顿法求解公式参数,作为银川市暴雨强度总(分)公式的组合计算方案,较好地编制了银川市新一代暴雨强度公式,为干旱区暴雨强度公式的编制提供了可供参考的思路。

银川市城市内涝等级预报

该文概述了2006年714暴雨的成因,简述了银川市城市内涝的情况,分析了造成内涝的几大因素,根据银川市历史内涝资料较少的特点综合分析,确定选用径流系数法进行内涝深度的预报,详细叙述了径流系数和内涝面积的确定方法,最后得出根据预报术语计算出的城市内涝区内涝等级,并通过2007年6月17日的降水量对结果进行了验证。

2004—2005年宁夏特大干旱事件的诊断分析

通过对2004年9月至2005年11月宁夏全区24个站连续15个月气温和降水资料进行分析,对干旱事件的气候特征、干旱环流特征以及造成干旱的成因进行初步诊断,其结果表明:宁夏2004—2005年特大干旱事件是在全球气候变暖的条件下发生的,贝加尔湖阻高以及500 hPa正高度距平持续维持是造成宁夏特大干旱事件发生的根本原因;同时,西太平洋副高与常年相比较弱也是其重要原因之一。

影响太阳能光伏发电功率的环境气象因子诊断分析

利用华电宁夏陆家东光伏电站2010年6月1日至2011年5月31日的逐分钟光伏功率资料和同期银川国家气候观象台的气象观测资料,分析了气象要素对光伏电站功率的影响。结果表明,光伏电站逐日、逐时输出功率与日照时间、光照强度呈高度正相关,日照时间越长、光照强度越大组件输出功率越多;云量和相对湿度对光伏功率起削弱作用,且低云量的影响要大于总云量的影响,云状也有显著影响;温度对光伏电站功率的影响较为复杂,温度升高光伏功率减少,其机制需进一步深入研究。

宁夏引黄灌区小麦热干风监测指标研究

利用20年小麦热干风观测资料和50年产量统计资料,结合民政部门的50年灾害历史资料,运用产量逐级分离模拟和给定初始聚类中心的逐步筛选聚类分析方法,确定了宁夏引黄灌区春小麦热干风灾害等级判别指标,为进一步开展热干风灾损评估研究奠定了基础。

宁夏自动站与人工观测气温的差异对比分析

利用2003—2004年宁夏17个自动站和人工站的气温平行观测资料,进行了对比差值及其均方根、标准差、粗差率和一致率等方面的对比分析,并对自动站观测气温序列进行了显著性检验。结果表明:由于观测原理、时次、方式等方面的不同,造成了两种仪器的气温偏差有明显的日变化,季节性和地域性差异不明显,自动站观测气温与历史序列无显著性差异。虽然自动站有很多人工站无法比拟的优越性,但两者之间的偏差较大,特别是白天,偏差幅度超过±0.2℃,离正常业务使用有一定的距离,所以需要一定时间的平行观测,对其数据序列进行均一性分析和客观订正,使其在天气预报和气象服务工作中更好地发挥作用。

宁夏六盘山区夏季避暑旅游气候舒适度分析

采用1981年以来宁夏六盘山区各地夏季气象资料,从体感温度角度分析不同舒适度等级日数分布特征及对其有直接影响的气温、相对湿度和风速的效应。结果表明:(1)六盘山气候湿凉,不适宜避暑;其他地区年平均适宜避暑日数57. 5～68. 6 d,其中最适宜日数10. 9～17. 9 d,均以7月最多。(2)随着气候变暖,避暑旅游舒适度提高,适宜避暑日数显著增加,增加幅度2. 8～5. 1 d·(10 a)-1,除海原外其他地区最适宜日数增加最多,增加幅度为2. 0～2. 7 d·(10 a)-1; 6月适宜避暑日数的显著增加对整个夏季适宜避暑日数的增加贡献最大。(3)各地适宜避暑日数在1994—2004年间发生突变,突变后达到64. 8～71. 6 d,占夏季日数的70. 4%～77. 8%。(4)总体上,气温升高和风速减小对六盘山区避暑旅游气候舒适度具有正效应,相对湿度减小为负效应,气候由冷凉湿润变得更加温热干爽。

全球变暖对宁夏六盘山区气候的影响

在全球气候变暖的背景下,宁夏六盘山区四季和年平均气温各年代均呈递增的趋势,尤其是20世纪90年代以后增暖明显。年降水呈波动式变化趋势,冬季降水增加明显,夏季和年降水增加缓慢,各年代中冬季、夏季、秋季和年最多降水均出现在气温偏暖的21世纪初,气候有从暖干向暖湿转变的趋势。四季和年蒸发量的变化趋势基本一致,21世纪初均呈减少的趋势。总体而言,气温升高、降水增多、蒸发减少的气候条件,有利于气候向暖湿化方向转变,有利于减少地表水分的损失、恢复植被、涵养水源,能更好地调节周边的气候。

宁夏春季沙尘暴气候趋势及成因分析

对20世纪60年代以来宁夏春季沙尘暴变化趋势进行分析,结果表明:沙尘暴具有明显的年代际变化特征,80年代中期宁夏春季沙尘暴发生突变,在此之前为沙尘暴高发期,其后沙尘暴日数明显减少。为探究形成这一变化趋势原因,从形成沙尘暴的动力因子入手,对大气环流、海温、大风日数、平均气温等的长期变化趋势进行分析,发现北半球极涡强度指数、极涡面积指数、亚洲西风环流指数、Nino3区海温及宁夏春季大风日数、冬季平均气温、冬春季平均气温温差与沙尘暴存在较为一致的年代际变化特征,即决定冷空气活动频次的诸因子在80年代中期也发生了突变。由此可见,在同一生态背景下,冷空气活动次数对形成春季沙尘暴的变化趋势起着至关重要的作用。

DERF2.0模式对宁夏不同时间尺度降水的预测评估

基于DERF2.0 1983-2013年回报和2016-2017年预测的降水资料以及宁夏19个评分站降水实测资料,采用短期气候预测业务中常用的检验方法,对DERF2.0预测的宁夏未来1~50d月、候尺度降水及持续性异常降水过程进行了检验评估。结果表明:DERF2.0对月降水趋势异常预测综合评分(Ps)平均为53.2%,超前1~10d预测效果相差不大;Ps超过60%的仅有4月和11月,且年际间波动较大,最差年与最好年相差近30%。DERF2.0对月异常少雨预测Ps高于异常多雨,春、秋季Ps较高,夏季相对较低;对多雨年份降水预测Ps高于少雨年份。DERF2.0超前30d之内预测的候降水和实况以正相关为主,第1候相关最好,9月至次年3月相关系数相对较大;超前30d之内预测的候降水较实况偏大30%左右;对未来1~6候降水趋势预测正确率为40.8%,偏多趋势正确率达79.5%,明显高于偏少趋势;1月趋势预测正确率最小,8月最大;候降水偏多趋势预测正确率冬季高于夏季,偏少趋势则相反;随着超前时间的增长,趋势预测正确率下降;趋势预测正确率自北向南增大。DERF2.0对持续性异常降水过程预测的正确率为60.3%,超前时段为4~14d,对全区性过程预测效果较好,同一次过程南部预测效果好于北部,预测的降水量小于实况降水量。