强垂直温度梯度条件下强对流天气分析与潜势预报

采用19年3～9月常规探空观测资料、对南昌△T（850-500）≥27℃这种强垂直温度梯度与江西强对流天气过程的关系进行了相关分析，并将区域强对流天气、局部强对流天气、无强对流天气的3类情况下的中低层气压、温度、湿度、风场及稳定度进行分类合成分析，结果表明：当南昌△T（850-500）≥27℃时，且有天气系统作为触发条件时，江西强对流天气发生的概率达85％；中低层低槽和切变等影响系统、江南华南暖湿气流、河套地区的冷空气都有利于江西强对流天气出现。对典型个例的探空曲线和对流有效位能分析表明：强垂直温度梯度结合中低层高湿度是强对流天气发生的重要条件。在强对流天气潜势预报中，强垂直温度梯度有时比对流有效位能更有指示性。根据上述分析结果，建立了相应的预报流程，并在业务试用中取得较好的效果。

基于垂直温度梯度对WRF-RUC模式山东2 m温度订正研究

为了减小观测站实际地形高度与对应模式地形高度的差异给2 m预报温度带来的误差,基于垂直温度梯度设计两种订正方案:第1种方案假定整层大气温度垂直梯度为-0.006 5℃·m-1;第2种方案计算了距离观测站实际地形高度最近的两层模式温度间的垂直梯度。利用两种方案对天气与预报快速跟新循环(简称WRF-RUC)模式2016年10—12月山东逐日2 m预报温度进行订正并对比订正前后的预报效果,对高度差异最大的泰山站2 m预报温度的订正效果进行研究。结果表明:(1)山东大部分观测站的实际地形高度与对应模式地形高度差异较小,导致两种方案订正效果不明显;(2)对泰山站2 m预报温度的订正,第1种方案在预报前期有正效果,在预报后期出现负效果;第2种订正方案在整个预报时段呈现正效果;(3)WRF-RUC模式2 m预报温度存在负的系统偏差,导致第1种方案在预报后期对泰山站2 m预报温度的订正存在负效果,第2种方案有效克服了逆温影响,对泰山站2 m预报温度的订正效果更优。

青藏高原及周边地区垂直温度梯度特征及其成因分析

利用1980 2015年ERA-Interim全球0.25°×0.25°月平均再分析温度场、风场、垂直速度场资料,分析了青藏高原(下称高原)上空垂直温度梯度(T_G)特征及其成因。结果表明:(1)高原主体地区温度随高度升高而降低的程度要比周边地区大,东西两侧的温度随高度升高而降低得慢;(2)对流层中下层高原边缘陡峭地形区的T_G变化程度比周边地区大,对流层中上层各层T_G呈水平均匀分布;(3)非高原地区温度随高度升高而降低的程度略大于高原地区;在冬春季,两个区域的T_G对外界因素变化的反应都很灵敏;(4)初步成因分析显示,对流层中下层高原边缘地区,非绝热加热(冷却)作用越强时,T_G越小(大),温度随高度升高而降低的程度就越小(大);对流层中上层,高原部分区域非绝热加热(冷却)作用越强,T_G越大(小),温度随高度升高而降低的程度越大(小);在高原整层大气中,非绝热加热(冷却)作用是引起温度随高度升高而降低得慢(快)的主要因素。

温度梯度

温度梯度是自然界中气温、水温或土壤温度随陆地高度或水域及土壤深度变化而出现的阶梯式递增或递减的现象。是描述温度在特定的区域环境内最迅速的变化会向何方向,以及是何种速率的物理量。分类(1)垂直温度梯度在陆地上,大约每升高100 m,气温下降0.6℃,从而形成一个随高度增加而温度逐级下降的大气温度梯度。在接近地表的范围内,由于地形差异和覆盖物的影响,也会出现较为明显的温度梯度。例如,在巴拿马一个高40 m的热带雨林中,森林顶部的日平均气温为30℃,中部为28℃,靠近地面处则为26.5℃。土壤中的温度变化也呈明显的阶梯式。

梯度凝固法晶体生长应用磁场的研究进展

在梯度凝固法晶体生长中应用磁场可以有效提高溶质分布的均匀性,改善生长界面的形貌。主要综述了在VGF法或VB法晶体生长中应用磁场的研究进展,包括行波磁场、旋转磁场和交变磁场的产生原理,以及三种磁场在熔体中形成的对流模式和对晶体生长的影响。提出了三种磁场各自的优势和在实际晶体生产上的应用前景。

地板送风室内温度不均匀分布特性的实验研究

通过变化送风参数和室内热源,对6种典型工况的实验结果进行了分析,得到了地板送风室内温度分布的一些特性.针对地板送风室内温度分布的不均匀性,采用工作区垂直温差和0.1 m高度处的空气温度与送风温度之差来表征工作区温度分布.实验结果表明:单位送风量的室内热源散热越大,不仅室内垂直温度梯度较大,而且工作区垂直温差增加的幅度比送回风温差增加的幅度更大,当室内冷负荷从324 W逐渐增大到468 W时,工作区垂直温差与其送回风温差之比从0.468增大到0.573;室内工作区垂直温度分布的形状与室内热源分布情况有关,当热源位于吊顶上时,工作区上下垂直温度梯度较大,中间垂直温度梯度较小;当送风温度提高5.7℃时;工作区垂直温差减小70%;工作区0.1 m高度处的空气温度与送风温度之差约占送回风温差的50%.

石家庄市近地层气象要素垂直分布特征分析

本文以石家庄近地层垂直温度梯度、湿度和风速为研究对象,根据石家庄污染气象观测点2011年冬季1月和夏季7月所观测的02∶00温度、湿度和风速资料以及加密观测采样数据08∶00和14∶00的近地层风速资料,对对流层垂直温度梯度、湿度、近地层风速随高度的变化进行统计计算和分析研究。从中得出石家庄对流层150hPa以下大气温湿变化的气象特征的认识,为河北省开展城市规划气候可行性论证提供技术支持。

分散式风电空气密度推导方法研究

风力发电作为全球清洁能源之一,对绿色环保有着重要的意义,也是今后发展的重点能源。在风电场测风记录没有气温和气压数据,或者风电场的平均轮毂高度处海拔高度与气象站海拔高度相差较大时,则需要按照经验公式来估算,估算空气密度的准确程度将影响到风电场风能资源的评估结果。因此,研究国内外相关规定,研究在缺少数据的情况下合理的空气密度推导方法,优化现有规范内公式具有现实意义。

4 inch低位错密度InP单晶的VGF生长及性质研究

采用高压垂直温度梯度凝固法(VGF)生长了非掺、掺硫和掺铁的4 inch直径(100)InP单晶,获得的单晶的平均位错密度均小于5000 cm^(-2)。对4 inch InP晶片上进行多点X-射线双晶衍射测试,其(004)X-射线双晶衍射峰的半峰宽约为30弧秒且分布均匀。与液封直拉法(LEC)相比,VGF-InP单晶生长过程的温度梯度很低,导致其孪晶出现的几率显著增加。然而大量晶体生长结果表明VGF-InP晶锭上出现孪晶后,通常晶体的生长方向仍为(100)方向,这确保从生长的4 inch VGF-InP(100)晶锭上仍能获得相当数量的2~4 inch(100)晶片。由于铁在InP中的分凝系数很小,掺Fe-InP单晶VGF生长过程中容易出现组份过冷,导致多晶生长。通过控制生长温度梯度及掺铁量,可获得较高的掺铁InP单晶成晶率。对VGF-InP单晶的电学性质、位错密度及位错的分布特点、晶体完整性等进行了研究。

多热源分散程度的数学模拟及对置换通风影响

通过建立多污染热源置换通风的三维数学模型,根据数值解分析三热源位置变化对多污染源置换通风效果的影响,结果表明:热源的位置变化对多污染热源置换通风效果的影响是很大的,房间内热源应紧凑布置以利于提高通风效果和节能。

长波调整背景下陕西关中东部强对流天气过程分析

利用常规高空和地面观测资料、FY-2E卫星云图资料、多普勒天气雷达及地面加密气象站资料,对2014年7月1日发生在陕西渭南的一次强对流天气过程进行分析。结果表明:本次强对流天气过程是在500 h Pa长波调整过程中,冷空气不断从切断低压底部扩散南下,与中纬度中尺度切变线相互作用所致;垂直温度梯度大对渭南市强对流天气有较好的潜势预报意义;地形作用导致中低层风向垂直切变增强和地面小尺度辐合线形成。其中,垂直风切变的增强致使中层干空气卷入对流云团中,新鲜空气补充了云凝结核源,经过渭河之后,近地面气温升高、相对湿度增大,有利于冰雹转成短时暴雨。地面小尺度辐合线触发了不稳定能量进一步释放;强的垂直风切变和低层辐合共同作用,使对流云团增强,降雨强度增大。

置换通风的实验研究

通过对单一热源情况的实验 ,得到了置换通风时垂直方向的温度梯度和三维温度场 ,并对不同墙壁的传热系数和不同的外环境温度作了 4个对比实验 ,结果表明 :①热源不影响房间温度水平方向上的均匀度 ,热源或污染源无横向扩散 ;②除热源上方有较大的上升气流外 ,整个速度场均匀平稳 ;③围护结构的热损失对温跃层高度无明显影响 ,外部环境温度则使室内温度垂直分布有所改变。

置换通风与室内空气品质

本文从室内空气品质的评价指标出发,揭示了置换通风在改善室内空气品质上的独特优势,并分析了在置换通风中存在的垂直温度梯度和吹风感对舒适度的影响,提出了通过与冷却顶板相结合的复合系统来加以改进的解决措施。

置换通风的发展及研究现状

基于置换通风舒适、健康和节能的显著特点,本文回顾了置换通风的发展历程,从室内空气品质和节能等方面阐述了国内外置换通风的研究现状。气流组织、热舒适性和污染物分布是影响置换通风室内空气品质的主要因素,因而论文主要从置换通风的两个显著特性:热力分层和垂直温度梯度的角度讨论了室内热舒适性影响因素和研究现状,从颗粒和气体污染物的分布情况论述污染物对室内空气品质的影响,根据置换通风的气流特性,提出可以把室内污染物分为热源和冷源污染物进行研究;最后简要介绍了置换通风节能的情况和优势。

冷却顶板与独立新风相结合系统的CFD研究

冷却顶板与独立新风相结合的空调系统已经得到了人们越来越多的关注和认可。本文利用计算流体力学(CFD)的方法,对使用冷却顶板与独立新风相结合的办公建筑进行了计算模拟,并对室内空气的速度场、温度场、垂直温度梯度进行分析,认为该系统能提供良好的室内舒适性。

透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的影响的实验研究

采用电热膜或电加热器等模拟太阳辐射透过玻璃窗照射到室内的地板、家具或其它物品上形成的水平、倾斜或垂直的局部热表面 ,定性和定量地研究这些局部热表面对置换通风系统的影响。研究表明 :置换通风系统的热力分层现象总是存在的 ;热地板降低了温跃层的高度 ,对置换通风系统有不利影响 ;倾斜和垂直的局部热表面表现出相同的热力行为 ,热流量的大小对温跃层高度无影响 ,只是改变上部区域空气的温度。

送风速度对多热源置换通风影响的数值模拟

通过建立多污染热源置换通风的三维数学模型,根据数值解分析送风速度对多污染源置换通风效果(热力分层高度、垂直温度梯度等)的影响,结果表明:送风速度的变化对多污染热源置换通风效果的影响是很大的。

重庆市区冬季热量平衡特征分析

本文根据一个月的重庆雾冬季考察资料,初步分析了两测点、陆地、水体热量平衡各通量平均状况的变化特征以及不同天气型热量平衡各通量的变化及其差异。研究表明,地面热源的变化对雾的生消时间及雾的强度有一定的影响。

VGF法生长的低位错掺Si-GaAs单晶的缺陷和性质

研究了垂直梯度凝固法(VGF法)生长的掺Si低阻GaAs单晶材料的晶格缺陷和性质,并将VGF法和LEC法生长的非掺半绝缘GaAs单晶进行了比较.利用A-B腐蚀显微方法比较了两种材料中的微沉积缺陷,对其形成原因进行了分析.利用荧光光谱研究了掺Si-GaAs单晶中Si原子和B原子的占位情况和复合体缺陷.Hall测量结果表明,掺Si低阻VGF-GaAs单晶中存在很强的Si自补偿效应,造成掺杂效率降低.VGF-GaAs单晶生长过程中高的Si掺杂浓度造成晶体中产生大量杂质沉积,而杂质B的存在加重了这种现象.对降低缺陷密度,提高掺杂效率的途径进行了分析.

VGF法生长InP单晶循环水的影响分析

磷化铟与砷化镓同为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,广泛应用于光通信、微波毫米波通信等领域。由于垂直温度梯度凝固(VGF)技术中,晶体受到的温度梯度小,能生长出低位错,甚至零位错的单晶,而被广泛应用于磷化铟单晶的制备中。影响磷化铟单晶生长的因素很多,其中最重要的是热场环境,而冷却循环水能够起到调节热场梯度的作用,有较大的研究意义。通过控制单晶炉循环水进水温度及进水流量,探究了进水温度22~34℃与进水流量60~300 L/h的不同组合条件下,InP单晶生长的不同结果,并对不同进水温度和水流量对单晶生长的影响规律进行了分析。结果表明,循环水的温度和流量对热场温度梯度有影响,在进水温度30℃,流量100 L/h时,磷化铟的单晶率有所提升,位错密度在50/cm^(2)以下。