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城市布局规模与大气环境影响的数值研究 被引量:27
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作者 王咏薇 蒋维楣 +1 位作者 郭文利 王晓云 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期88-100,共13页
为探索城市建设对局地及周边大气环境的影响,本文采用典型代表性天气条件,以北京主城区及其东部发展带小城镇群的发展变化为例,设计算例进行数值模拟.分析结果表明:城镇群建设发展通过地气的相互作用对局地环境产生显著影响,在本文选... 为探索城市建设对局地及周边大气环境的影响,本文采用典型代表性天气条件,以北京主城区及其东部发展带小城镇群的发展变化为例,设计算例进行数值模拟.分析结果表明:城镇群建设发展通过地气的相互作用对局地环境产生显著影响,在本文选择的夏日晴好天气条件下,就1980-2004年城市区域布局状况,模拟域内北京城市用地增加19%,城市区域平均气温增加1.91℃,植被覆盖率减少20%,城市区域平均比湿减少3.3g·kg^-1,并且城市发展的格局规模不同,对城市气象环境的影响程度也不同.此外,由于地气多因子的相互影响和反馈作用,城建规模的变化对周边的环境也存在显著的影响,城建规模越大,对周边的影响越大.例如,(1)北京主城区的存在对周边小城镇午间14:00近地面温度影响最大可达到1.2℃,混合层高度可增高150m左右;(2)城市建设在影响周边气象环境的同时,也改变了城市污染物的输送扩散能力,北京主城区的存在使周边小城镇PM10的允许排放总量减小18.02t·d^-1,同时,随着周边小城镇城市规模的扩大,影响主城区PM10逐渐由净的输出转变为净的收入,小城镇群的存在对主城区PM10净收支的贡献率达到0.192t·d^-1. 展开更多
关键词 城建规模 气象环境 空气质量 地气相互作用 数值模拟
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土地利用变化对城市气象环境影响的数值研究 被引量:22
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作者 王咏薇 蒋维楣 +2 位作者 季崇萍 郭文利 王晓云 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期562-581,共20页
采用南京大学的三维非静力区域边界层模式,选取典型天气状况作为代表,对北京1980、1990、2000及2004年不同土地利用类型冬夏两季的城市边界层特征进行数值模拟,结果表明:城市土地利用状况的改变对边界层热力及动力结构产生显著的影响,... 采用南京大学的三维非静力区域边界层模式,选取典型天气状况作为代表,对北京1980、1990、2000及2004年不同土地利用类型冬夏两季的城市边界层特征进行数值模拟,结果表明:城市土地利用状况的改变对边界层热力及动力结构产生显著的影响,这种影响在夏季个例的日间尤为明显.如,由于建筑储热能力变化,地表反照率变化,导致城市表能量平衡重新分配,1980年个例较之2004年个例,夏季城市区域平均净辐射通量增加160 W.m-2.城市植被覆盖率减小,地表湿度降低,使得潜热通量最大减小81 W.m-2,感热通量则最大增加146 W.m-2.热通量和动量通量增大,地气相互作用的加剧,夏季城市区域气温增幅最大达2.2℃.建筑物高度及密度增大,湍能增强,且影响高度增大,混合层高度增加,使水汽等物质输送加强,分布更加均匀.城市动力粗糙度增加引起的阻尼作用在风速大时较明显,北京冬季日间风速较大,风速减少最大可达2.02 m.s-1;然而冬季大气层结较为稳定,湍能发展受到抑制,湍能及通量输送的变化不如夏季个例明显;地表较为干燥、植被覆盖稀少,潜热减小及感热增加的变化幅度较小,增温变化也不如夏季个例明显. 展开更多
关键词 土地利用变化 气象环境 城市边界层结构 地气相互作用
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南京复杂下垫面条件下的三维城市热环境模拟 被引量:12
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作者 王咏薇 任侠 +2 位作者 翟雪飞 刘寿东 王成刚 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期525-535,共11页
运用WRF模式,选取考虑城市冠层结构(UCM算例)及不考虑城市冠层(NOUCM算例)两种城市下垫面参数化方案,对南京2010年夏季晴天小风典型天气条件下的城市热环境以及不同下垫面的边界层特征进行了模拟研究。结果表明:1)UCM方案模拟结果与实... 运用WRF模式,选取考虑城市冠层结构(UCM算例)及不考虑城市冠层(NOUCM算例)两种城市下垫面参数化方案,对南京2010年夏季晴天小风典型天气条件下的城市热环境以及不同下垫面的边界层特征进行了模拟研究。结果表明:1)UCM方案模拟结果与实际情况较为吻合。其中2 m气温的模拟有较大的改进,模拟结果明显高于NOUCM方案,与观测更为吻合,同时更好地模拟出了冠层建筑物对于近地层风速的拖曳,10 m风速的模拟有非常明显地提高。2)UCM方案较好地模拟出了城市的三维热岛分布。由于建筑物地表对辐射的截留,白天14时(北京时间,下同)热岛较强,地面2 m高度处热岛范围较大,热岛面积大约为120 km2,强度为2℃。同时建筑物的存在使得城市湍流动能更大,向上的垂直扩散增加,距地面20 m时,依然能看出明显的热岛效应,热岛强度为1.5℃。距地面55 m处,UCM模拟所得的热岛范围缩小,热岛强度为1.1℃。UCM模拟所得的白天地表热量的扩散影响可达143 m,02:00 2 m处热岛最强为2℃,热岛影响也可达70 m以上。3)不同下垫面呈现出了不同的边界层特征,城市冠层结构对周边下垫面边界层结构存在程度不等的影响,14:00城市区域的湍流混合更强,城市边界层高度升高100 m左右,02:00,城市冠层结构的存在,导致近郊庄稼下垫面及紫金山植被下垫面的稳定逆温层结明显减弱。 展开更多
关键词 WRF模式 城市冠层结构 三维热岛 复杂下垫面
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大气数值模式中城市效应参数化方案研究进展 被引量:21
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作者 王咏薇 蒋维楣 刘红年 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期371-381,共11页
介绍了对城市效应影响大气运动的物理过程,以及在不同尺度大气模式中如何合理考虑这些物理过程,对进一步发展完善城市效应参数化方案中亟待解决的问题及困难作了论述,并着重强调了不同城市冠层参数化方案的优缺点。结论认为,随着城市的... 介绍了对城市效应影响大气运动的物理过程,以及在不同尺度大气模式中如何合理考虑这些物理过程,对进一步发展完善城市效应参数化方案中亟待解决的问题及困难作了论述,并着重强调了不同城市冠层参数化方案的优缺点。结论认为,随着城市的扩张,城市效应对大气运动的影响是数值模拟研究中一个不可或缺的物理过程,城市冠层模式的引入可以有效地提高数值模拟效果。对于不同尺度的数值模拟研究工作,应该采取不同的城市效应影响方案。目前,由于冠层模式中涉及的物理过程十分复杂,冠层模式还有待进一步完善,此外冠层方案的验证工作,尤其是应用城市地表能量平衡观测资料进行的验证工作还应该进一步深入开展。 展开更多
关键词 城市效应 冠层参数化方案 地表能量平衡 大气数值模式
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空调系统对城市大气温度影响的模拟研究 被引量:10
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作者 王咏薇 王恪非 +1 位作者 陈磊 张蕾 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期649-662,共14页
人为热排放对城市边界层气候效应的影响起着举足轻重的作用。在人为热源的组成中,建筑物内部的能源消耗、热量产生以及室内外热量传输与交换,对于城市热环境的改变有着非常重要的作用。因此,为研究室内空调系统的产热和通过屋顶、墙面... 人为热排放对城市边界层气候效应的影响起着举足轻重的作用。在人为热源的组成中,建筑物内部的能源消耗、热量产生以及室内外热量传输与交换,对于城市热环境的改变有着非常重要的作用。因此,为研究室内空调系统的产热和通过屋顶、墙面、地面进行室内外热量传输扩散,并对室外热环境产生的影响,运用WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式,选取BEP+BEM城市冠层参数化方案,即基于多层城市冠层方案BEP(Building Effect Parameterization)增加室内空调系统影响的建筑物能量模式BEM(Building Energy Model)的方案,以南京2010年8月2—3日,夏季三伏天晴天小风天气作为背景天气进行模拟研究。结果表明,采用WRF模式考虑空调系统室内、外能量交换的BEP+BEM参数化方案,能够更好地模拟出夏季晴天城市近地层气温。当假设空调全天开启时,白天模拟值与观测值吻合较好。夜间温度模拟值高于观测值,在22时—次日00时(北京时),存在1℃左右的偏差。白天空调系统开启对于城市近地层气温的影响不明显,而夜间使得城市气温普遍升高0.6℃,尤其是在居民区密集的地方,22—23时最大有2℃左右的升温。当调整室内空调目标温度从25℃调至27℃时,空调系统能量总释放量减少12.66%,13—16时温度下降最大,平均约为1℃,建筑物越是密集,温度下降幅度越大。 展开更多
关键词 城市冠层参数化方案 空调系统 室内外热量交换 城市大气温度
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E_(CAP)等环境参数在强对流天气分析中的应用 被引量:12
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作者 王咏薇 寿绍文 阎凤霞 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期847-854,共8页
引入大气热力学变量密度温度Tρ,采取与实际大气较为相符的可逆饱和湿绝热抬升过程,利用MM5V3.5模式输出资料,计算了对流有效位能ECAP。在此基础上,介绍了能量螺旋度指数IEH。分析了2003年7月江淮梅雨暴雨等强对流天气发生过程中对流有... 引入大气热力学变量密度温度Tρ,采取与实际大气较为相符的可逆饱和湿绝热抬升过程,利用MM5V3.5模式输出资料,计算了对流有效位能ECAP。在此基础上,介绍了能量螺旋度指数IEH。分析了2003年7月江淮梅雨暴雨等强对流天气发生过程中对流有效位能ECAP及能量螺旋度指数IEH的量值变化。结果表明:ECAP、IEH等参数对强风暴的发生发展有一定的指示作用,值得在业务工作中推广应用。 展开更多
关键词 强对流天气预报 模式输出资料 密度温度Tp 能量螺旋度
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城市地表湍流观测数据的后处理及质量控制 被引量:6
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作者 王咏薇 王雪倩 +2 位作者 胡楠 杜钦 刘寿东 《气象科学》 CSCD 北大核心 2013年第2期153-159,共7页
涡动相关仪基于其观测原理,要求观测仪器所在地表平坦均匀,并要求湍流平稳及充分发展等。为了准确合理的运用观测数据,必须对原始数据进行严格的后处理及质量控制,城市复杂非均匀下垫面上的湍流观测数据进行后处理及质量控制更为重要。... 涡动相关仪基于其观测原理,要求观测仪器所在地表平坦均匀,并要求湍流平稳及充分发展等。为了准确合理的运用观测数据,必须对原始数据进行严格的后处理及质量控制,城市复杂非均匀下垫面上的湍流观测数据进行后处理及质量控制更为重要。本文对2010年7月25日—8月5日架设在南京市委党校33 m高度上的涡动相关观测数据进行了包括野点的剔除、坐标旋转修正、WPL修正以及夜里静稳条件下的修正等后处理及质量控制。结果表明:由于观测期间天气状况较好,本次观测的数据质量相对较好,从而野点值剔除,对地表感热和潜热通量测量结果影响甚微。使用二次坐标旋转及平面拟合方法的结果对通量影响较为一致。而且,为了潜热和CO2通量数据的准确性,空气密度效应订正是必须的。本文观测数据基于夏季城市下垫面,所有时次湍流呈现不稳定层结,经过WPL订正,CO2通量增幅为6.5%,潜热通量增幅为12%;观测期间风速不大,主要风频方向上观测点附近无明显高大建筑,且观测点位置较高,σu,v,w/u*与-z/L基本上满足1/3次方律。经湍流平稳性IST检验,感热及动量通量质量较好。 展开更多
关键词 城市边界层 湍流观测 后处理 质量控制
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多层城市冠层模式的建立及数值试验研究 被引量:20
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作者 王咏薇 蒋维楣 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1013-1024,共12页
为在城市气象数值模拟中更好地体现由城市发展引起的下垫面土地利用改变及人为活动对大气过程的影响,建立了基于建筑物三维分布的多层城市冠层模式,冠层内动力方程组考虑了建筑物冠层拖曳力的作用及雷诺应力的影响,通过引入建筑物宽度... 为在城市气象数值模拟中更好地体现由城市发展引起的下垫面土地利用改变及人为活动对大气过程的影响,建立了基于建筑物三维分布的多层城市冠层模式,冠层内动力方程组考虑了建筑物冠层拖曳力的作用及雷诺应力的影响,通过引入建筑物宽度、间距以及垂直分布密度指数等建筑物形态特征参数,以更好地体现城市复杂地表对大气温度、湿度及动量方程的影响。同时,该模式分屋顶、4个侧壁及地面分别考虑辐射及能量平衡求解表面温度,计算各表面与大气的通量交换,并考虑辐射阴影效应、冠层内部各个面之间的可视因子、以及与冠层内建筑物密度指数、可视因子等相关的多重反射辐射导致的辐射截陷作用。模式的离线检验结果表明:(1)冠层模式计算风廓线与风洞实验测量数据吻合良好;(2)离线冠层模式能够模拟实际小区的风速、温度垂直廓线,并能够较好地体现小区内气温日变化。冠层模式与区域边界层模式耦合检验结果表明:(1)耦合模拟的近地面(2 m处)气温及地表温度的结果明显优于传统的水泥平板方案,尤其是在夜间,水泥平板方案与实测气温最大偏差4 K左右,耦合模拟方案为1—2 K;(2)耦合模拟方案考虑了建筑物对冠层之上的拖曳力影响以及建筑物形态结构对雷诺应力的影响,风速(10 m处)计算结果与观测值相差约在1 m/s,水泥平板方案偏差3 m/s左右。 展开更多
关键词 多层城市冠层模式 城市地表辐射收支 拖曳力 建筑物形态学特征
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城市下垫面扩张对局地热力环流影响的模拟 被引量:7
9
作者 王咏薇 翟雪飞 +2 位作者 齐德莉 黄毅 陈磊 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第3期16-28,35,共14页
采用WRF模式及其城市冠层参数化方案,选取2010年8月1日至3日晴天天气为模拟背景,两个算例分别为南京1993年土地利用类型及2010年土地利用类型分布。模式的模拟结果表明城市扩张使城区内2 m高度处气温有了一定幅度的增温,夜间24:00最大... 采用WRF模式及其城市冠层参数化方案,选取2010年8月1日至3日晴天天气为模拟背景,两个算例分别为南京1993年土地利用类型及2010年土地利用类型分布。模式的模拟结果表明城市扩张使城区内2 m高度处气温有了一定幅度的增温,夜间24:00最大增温幅度达3 K。同时城市扩张使得城区风速明显减小,产生减速效应。对比两个算例风速的模拟结果,郊区风速均大于城区,风速低对物质的水平输送、扩散带来不利影响。由于城市热岛的影响,城区范围内产生有辐合上升的运动;随着城区面积的扩大,湍流动能强度及其影响范围也在扩大。2010年算例,正午湍流强度最大值与1993年算例相比较,由2.1 m^2·s2增至2.7 m^2·s2。城区内湍流运动较为强烈的区域,在一定程度上促进物质垂直方向上的输送与扩散。城市扩张后物质在城区上方垂直方向上湍流扩散得到加强,而在水平向下的输送受到抑制,更多地被阻隔在城市局地。 展开更多
关键词 城市扩张 WRF模式 土地利用类型 局地热力环流 湍流动能
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小型水体对气温观测环境影响的初步模拟分析 被引量:4
10
作者 王咏薇 齐德莉 +2 位作者 邱阳阳 金莲姬 郭建侠 《气象科学》 北大核心 2017年第3期304-316,共13页
为研究水体对气温观测环境的影响,应用WRF中尺度模式,通过对四季晴天小风、阴天大风背景天气下有无水体算例模拟结果的比较,分析了浙江青山湖水体(6.5 km2)对周边2 m高度处气温的影响。模拟结果表明:(1)冬季天气条件通常较稳定,水体对... 为研究水体对气温观测环境的影响,应用WRF中尺度模式,通过对四季晴天小风、阴天大风背景天气下有无水体算例模拟结果的比较,分析了浙江青山湖水体(6.5 km2)对周边2 m高度处气温的影响。模拟结果表明:(1)冬季天气条件通常较稳定,水体对下风方的影响最为明显;春、秋季节水体对下风方的影响次之,夏季局地热力环流复杂,水体对下风方气温影响不若其他季节明显。(2)青山湖水体对下风方约5 km内的气温可能产生明显影响,非下风方缩短为0.4 km。(3)水体面积越大,对周边气温影响距离越大。(4)当风速大于6.2 m·s-1时,水陆热力性质差异迅速被平流项输送携带走,水体对下风方气温影响不明显。而湍流扩散项则将水体与陆面热力性质的差异向上传递,湍流强度大于0.5 m2·s-2时,水体对下风方气温的影响不明显。 展开更多
关键词 观测环境 水体 气温 风速 湍流强度
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不同城市冠层参数化方案对重庆高密度建筑物环境的数值模拟研究 被引量:23
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作者 王咏薇 伍见军 +1 位作者 杜钦 高阳华 《气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期1130-1145,共16页
目前,耦合在WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM),多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。不同方案计算过程及参数设置不尽相同,这些方案能否适应高密度建筑物复杂下垫面的城市气象环境的模拟... 目前,耦合在WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM),多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。不同方案计算过程及参数设置不尽相同,这些方案能否适应高密度建筑物复杂下垫面的城市气象环境的模拟?建筑物形态参数对于城市气象因子模拟的敏感性如何?为回答上述问题,选取建筑物高密度城市——重庆为研究对象,以2006年重庆高温伏旱天气为背景,采用高分辨率(333 m×333 m)的地理信息系统数据替换WRF模式中默认的美国地质调查局(USGS)静态数据,对WRF中的3种城市冠层方案进行了模拟评估,并进行建筑物形态参数变化对气象因子影响的敏感试验。结果表明:(1)BEP+BEM、BEP、UCM方案模拟值与城区内10个站点2 m高气温观测值的均方差和平均误差分别为1.3、1.4、2.1和-0.5、-0.8、-1.4℃,单层冠层方案相对较差,BEP+BEM方案最好。模拟值普遍略低于观测值。位于密集建筑物周边的2 m高气温模拟值与自动站观测吻合相对较好,而中国国家基本站的观测值与模拟值相比,观测值偏低,靠近水体的模拟结果相对较差;(2)建筑物高度及密度参数的变化对城市近地层气温产生明显的影响,当建筑物高度增高时,由于短波遮蔽作用的影响,白天气温降低最大达到0.4℃,而夜间由于辐射截陷作用增强,气温明显升高,最大可达0.7℃。建筑物间距缩小,导致白天近地面气温降低,夜晚则升高,且夜间变化幅度更大;(3)当调整建筑物高度及密度参数分别为:高度20%(15 m)+60%(20 m)+20%(25 m),间距20 m时,城区内观测站点2 m高气温观测值与模拟值的均方根误差从1.3℃减小到0.6℃,提高了模式的模拟性能。 展开更多
关键词 城市冠层方案 高密建筑物 形态参数 数值模拟
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《空气污染气象学》教学团队建设及课程改革的思考 被引量:2
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作者 王咏薇 朱彬 康娜 《教育教学论坛》 2012年第33B期64-65,共2页
《空气污染气象学》是国内各高校环境科学,大气科学专业开设的一门专业基础课程。为了更好地发挥该课程在高校环境教育中的重要作用,本文以南京信息工程大学的《空气污染气象学》课程为例,就该课程在课程建设中所取得的成绩和存在不足... 《空气污染气象学》是国内各高校环境科学,大气科学专业开设的一门专业基础课程。为了更好地发挥该课程在高校环境教育中的重要作用,本文以南京信息工程大学的《空气污染气象学》课程为例,就该课程在课程建设中所取得的成绩和存在不足进行总结,并对该课程的后期建设提出了一些新的思考。 展开更多
关键词 《空气污染气象学》 课程建设 教学改革
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《大气边界层物理学》课程教学的几点思考 被引量:2
13
作者 王咏薇 朱彬 《黑龙江生态工程职业学院学报》 2011年第2期110-111,共2页
就《大气边界层物理学》课程本身的特色,本科与硕士教学教材选择、教学内容及课程设计、教学方式及方法的差异进行了探讨,并对科学研究及气象业务发展对该课程的需求进行了总结,从而指明了该门课程当前进行教学改革的重点与方向。
关键词 大气边界层物理学 本科教学 硕士教学 教学改革
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南京市重点工业源对城市空气质量影响的数值模拟 被引量:34
14
作者 王学远 蒋维楣 +2 位作者 刘红年 王咏薇 张予燕 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期33-43,共11页
运用南京大学空气质量数值预报系统,对2005年1月6─7日南京典型天气条件形成的污染过程进行数值模拟,计算分析了重污染发生时的城市污染气象环境和影响因子,同时针对该城市重点工业源区对城市主要空气污染物浓度分布的贡献做了分析.结... 运用南京大学空气质量数值预报系统,对2005年1月6─7日南京典型天气条件形成的污染过程进行数值模拟,计算分析了重污染发生时的城市污染气象环境和影响因子,同时针对该城市重点工业源区对城市主要空气污染物浓度分布的贡献做了分析.结果表明:重污染状况发生在长时间逆温条件下,尤以6日23:00—7日04:00时逆温最强(强度可达1.25℃/hm,逆温层厚200 m),此时风速较小,同时在市区出现较强的气流辐合,在这种气象条件下,NO2,SO2和PM10的质量浓度最高.南京市相对封闭的宁镇丘陵地形以及受东郊紫金山的影响,也是造成主城区重污染的重要影响因子之一.南京市城北工业区与主城区毗邻而且污染物排放量较大,在冬季主导风向为东北风时对主城区污染物的浓度具有显著贡献. 展开更多
关键词 逆温 风场 城市气象环境 城市空气质量 数值模拟
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城市规划中绿地布局对气象环境的影响——以成都城市绿地规划方案为例 被引量:30
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作者 苗世光 王晓云 +2 位作者 蒋维楣 王咏薇 陈鲜艳 《城市规划》 CSSCI 北大核心 2013年第6期41-46,共6页
城市规划气象环境多尺度数值模式系统为城市规划气象环境影响定量评估提供了有效的模式工具。本文利用该模式模拟了绿地布局为集中型和分散型、绿地面积百分比分别为8%、16%、32%、48%和60%条件下,城市大气温度、湿度、风速、城市大气... 城市规划气象环境多尺度数值模式系统为城市规划气象环境影响定量评估提供了有效的模式工具。本文利用该模式模拟了绿地布局为集中型和分散型、绿地面积百分比分别为8%、16%、32%、48%和60%条件下,城市大气温度、湿度、风速、城市大气扩散条件的变化,并以成都城市绿地规划为例,模拟分析了绿地规划前后城市气象环境的差异,揭示了城市绿地对气象环境影响的可能机制。 展开更多
关键词 城市规划 气象环境 多尺度数值模式 绿地规划 数值模拟
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多尺度城市边界层数值模式系统 被引量:30
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作者 蒋维楣 王咏薇 +4 位作者 刘罡 刘红年 周荣卫 欧阳琰 王学远 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期221-237,共17页
人为活动影响天气气候变化是当前大气科学研究的热点问题.随着城市发展,人为活动的加剧,城市非均匀下垫面大气边界层的数值研究面临更多的挑战.研究工作着眼于引入更完善的城市大气边界层物理过程,进一步发展完善南京大学的多尺度数值... 人为活动影响天气气候变化是当前大气科学研究的热点问题.随着城市发展,人为活动的加剧,城市非均匀下垫面大气边界层的数值研究面临更多的挑战.研究工作着眼于引入更完善的城市大气边界层物理过程,进一步发展完善南京大学的多尺度数值模式系统,以提高模式系统的模拟性能.主要研究内容包括:1)城市尺度模式中人为热及建筑物拖曳参数参数化方案的完善;2)基于参数化方案完善以及精细地理信息、地表特征参数支持下提高了城市尺度数值模式的分辨率;3)完成不同尺度边界层模式单向向下嵌套及各边界层模式与空气质量模式的单向嵌套;等等,从而建立物理机制更合理,计算过程更完善的多尺度城市边界层数值模拟系统,为天气气候研究,城市环境保护,城市发展规划以及国家安全防御等工作服务. 展开更多
关键词 大气边界层 城市效应参数化 空气质量模拟 高分辨嵌套数值模式系统
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城市中水体布局对大气环境的影响 被引量:18
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作者 轩春怡 王晓云 +1 位作者 蒋维楣 王咏薇 《气象》 CSCD 北大核心 2010年第12期94-101,共8页
城市下垫面状况在很大程度上决定城市大气物理环境的特征。在城市区域增加湿地等自然地表有利于城市的减温增湿,促使局地流场发生变化,改善局地微气象条件以及大气物理环境。城市规划大气物理环境多尺度数值模拟系统为城市规划大气物理... 城市下垫面状况在很大程度上决定城市大气物理环境的特征。在城市区域增加湿地等自然地表有利于城市的减温增湿,促使局地流场发生变化,改善局地微气象条件以及大气物理环境。城市规划大气物理环境多尺度数值模拟系统为城市规划大气物理环境定量评估提供了有效的模拟工具。利用该系统中的城市尺度模式模拟了水体布局为集中型和分散型,水体面积占有率分别为4%、8%、12%和16%条件下,城市大气温度、湿度、风速、城市大气扩散条件的变化及其对城市大气环境的影响,利用北京市城市水体气象观测数据,分析了水体周边和商业区、交通区温、湿度的差异,并对模式模拟结果进行了验证,揭示了城市水体布局对城市大气物理环境影响的可能机制。模拟和观测结果显示,城市水体布局会对城市微气象环境产生一定影响。无论分散型或集中型布局,城市水体面积的增加,都在一定程度上使城市气温降低、湿度增加、平均风速增大。比较而言,分散型水体布局对城市区域微气象环境的影响更为显著。 展开更多
关键词 城市规划 大气物理环境 多尺度数值模式 水体布局 数值模拟
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太湖生态系统能量闭合特征及其影响因素 被引量:10
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作者 王伟 申双和 +4 位作者 刘寿东 张弥 肖薇 王咏薇 李旭辉 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第18期5935-5950,共16页
地表能量不闭合不仅限制了涡度相关观测数据在陆面模型发展和验证等应用性研究中的价值,还给生态系统CO2源汇特征辨析带来不确定性。基于太湖避风港站2012年涡度相关通量、辐射、气象和水温梯度观测数据,分析了太湖能量闭合的多尺度(小... 地表能量不闭合不仅限制了涡度相关观测数据在陆面模型发展和验证等应用性研究中的价值,还给生态系统CO2源汇特征辨析带来不确定性。基于太湖避风港站2012年涡度相关通量、辐射、气象和水温梯度观测数据,分析了太湖能量闭合的多尺度(小时、日和月)时间变化特征,阐述了大气稳定度、摩擦风速和湖风对太湖能量闭合状况的影响。结果表明:太湖小时尺度的能量闭合度为0.59,且昼夜差异较小;日尺度的能量闭合度为0.73,在内陆水体观测结果中处于中等水平;月平均能量闭合度呈现冬季高、夏季低的季节变化特征;年平均时太湖仍有27%的能量不闭合。因摩擦风速减小,太湖能量闭合度在大气极不稳定条件下要比弱不稳定条件下结果低0.3;对于太湖这类大型浅水湖泊,其能量闭合度全天都受动力湍流交换强度制约,能量闭合度随摩擦风速增大而显著提高;虽然湖风发生使太湖小时尺度的能量闭合度降低了0.1,但其影响在日尺度上并不明显。 展开更多
关键词 太湖 能量不闭合 涡度相关 湍流交换 大气稳定度
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东亚沙尘分布、源汇及输送特征的模拟研究 被引量:12
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作者 郭俊 银燕 +4 位作者 王咏薇 康汉青 肖辉 陈魁 郝囝 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第3期801-812,共12页
采用全球气溶胶模式(GOCART)模拟结果,讨论了东亚地区沙尘气溶胶时空分布、排放与沉降以及区域输送特征.结果表明,中国境内沙源主要位于塔克拉玛干沙漠、河西走廊及河套地区.排放强度春季最大,夏季和秋季逐渐减小,冬季最弱,且强度逐年减... 采用全球气溶胶模式(GOCART)模拟结果,讨论了东亚地区沙尘气溶胶时空分布、排放与沉降以及区域输送特征.结果表明,中国境内沙源主要位于塔克拉玛干沙漠、河西走廊及河套地区.排放强度春季最大,夏季和秋季逐渐减小,冬季最弱,且强度逐年减弱,区域年平均排放为581Tg/a.模拟的沙尘光学厚度(AOD)分布与卫星观测具有很好的一致性,其中塔克拉玛干沙漠AOD大值与沙尘暴活动密切相关,其出现时间最早,持续时间最长.区域平均而言,干沉降和湿沉降可以分别清除77%和22%的沙尘排放,其中沙尘源区干沉降起主导作用,远离源区的东北及西北太平洋,湿沉降更加重要.沙尘大粒子主要通过重力干沉降移出,而湿沉降对小粒子贡献超过60%.重力干沉降全年(特别是春季)起主导作用,对流降水湿沉降在夏季作用显著增强,总体来说,沙尘总沉降速率逐年减小.东亚沙尘气溶胶通过3条输送带自西向东传输,可以影响我国华北、华中和华南.对散度的研究表明,气溶胶平流项对沙尘源区气溶胶辐散作用较大,沙尘排放显著影响该地区沙尘的输送和AOD;而塔里木盆地西侧沙尘辐合中心是风场辐合辐散项导致的,说明地形和风场对该地区沙尘输送和AOD很重要. 展开更多
关键词 沙尘气溶胶 起沙量 分布 干湿沉降 输送
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杭州市2014年城区大气污染物浓度变化特征观测分析 被引量:31
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作者 于洲 刘寿东 +1 位作者 王咏薇 胡凝 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第16期95-104,共10页
为了研究杭州市城区大气污染物的浓度变化特征,选取了2014年杭州市环境监测中心站空气质量自动监测站的大气污染物浓度数据;并结合地面气象要素资料进行分析。结果表明,在观测期间,杭州市城区大气中的PM_(2.5)污染状况最严重,日平均... 为了研究杭州市城区大气污染物的浓度变化特征,选取了2014年杭州市环境监测中心站空气质量自动监测站的大气污染物浓度数据;并结合地面气象要素资料进行分析。结果表明,在观测期间,杭州市城区大气中的PM_(2.5)污染状况最严重,日平均浓度的超标率达30.7%;各污染物全年分布呈现明显的季节变化:O_3浓度呈现与该季节气温和太阳辐射强度在全年中的排列相一致的夏、秋、春和冬季依次递减的分布,NO_2则呈现冬高夏低,春秋介于两者之间的分布,SO_2浓度从高到低依次为冬季〉春季〉秋季〉夏季,CO、PM_(2.5)和PM10浓度都呈现出冬高夏季、春秋季变化平缓的季节变化特征;各污染物浓度日变化呈现不同变化规律:O_3和Ox浓度四季的日变化都呈单峰型分布,浓度峰值都出现在13:00~15:00,SO_2也呈现单峰型分布,在09:00~10:00左右达到峰值,于次日04:00左右达到谷值,NO_2、CO、PM_(2.5)和PM10浓度的日变化特征类似,呈现双峰型变化,且峰值都与早晚高峰时间基本重合,冬季相对于其他季节首峰值时间推迟一小时左右;利用成对样本T检验进行比较,结果表明:NO_2浓度在17:00~次日09:00工作日均明显高于周末,而在09:00~14:00工作日略低于周末,14:00~17:00浓度基本相等,O_3浓度则在工作日的各时刻均高于周末;气象要素是大气污染物分布的重要影响因子,O_3与气温和风速呈极显著正相关关系,与湿度呈极显著负相关关系,NO_2与之相反,SO_2、CO、PM_(2.5)和PM_(10)与风速呈现一致的显著负相关关系外,与其他气象要素在不同季节差异性较大,SO_2和PM_(10)与相对湿度呈现极显著负相关关系,CO和PM_(2.5)与气温和湿度的相关性在不尽相同。 展开更多
关键词 杭州 大气污染 O3 NO2 SO2 CO PM2.5 PM10
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