贵阳城区气温日变化特征及其季节差异分析

基于贵阳国家气象观测站2011~2022年逐小时气温观测资料,分析了贵阳城区气温的日变化规律及季节差异特征。结果表明:贵阳城区日最高气温集中出现在15~16时,最低温度出现在06~08时。夏季日最低气温出现时间最早为06时,冬季出现时间最晚为08时,温度日变化的特征有明显的季节差异;日最高(低)气温出现率都存在“双峰”型结构,最高气温出现时间一年四季均较为集中,而最低气温出现时间在夏季最为集中,其余季节均较为分散。贵阳城区1 h最大正(负)变温时间集中在10~13时(18~20时),升温和降温过程具有不对称性特征,升温比降温过程缓慢,最强变温过程发生在3 h以内;春季、夏季和秋季变温幅度较大,而冬季最小;最大正变温出现时间在冬季最为集中,夏季最为分散,而最大负变温出现时间在各月间的差异较大。

基于磁性碳纳米管修饰印刷电极的无酶型HIV p24安培免疫传感器

在多壁碳纳米管(MWNTs)表面固定Fe3O4(核)/Au(壳)纳米微粒(GMP),使其具有超顺磁性,包被p24抗体(anti p24),制得检测探针(MWNTs-GMP/anti p24);在磁场作用下将此探针吸附于N,N'-双(2-羟基苯亚甲基)邻苯二胺合铜(CuRb)修饰的碳基丝网印刷电极(SPCE|CuRb)表面,制得了免疫传感电极(SPCE|CuRb/MWNTs-GMP/anti p24)。当此电极在含p24样本中于室温下温育15min后,随p24浓度的增加在电极表面生成的免疫复合物增加,导致CuRb对H2O2的催化还原电流下降。在含5mmol/L H2O2的PBS(pH7.0)中和-300mV下,催化还原电流降低值ΔIo与p24浓度在0.6～160μg/L呈线性关系;检出限为0.32μg/L(3σ)。将其用于实际样品检测,结果与标准EILSA方法一致。由于MWNTs-GMP/anti p24具有超顺磁性,并可以显著提高电极比表面积及anti p24负载量,而CuRb代替易失活的HRP酶,使得该传感器灵敏度和稳定性俱佳,电极表面可更新,可用于艾滋病人血清中p24筛测。

城市化对珠江三角洲热岛效应影响的模拟

利用新一代中尺度数值模式WRF以及其耦合的单层城市冠层模型(UCM),设计了3个模拟试验,以探讨下垫面改变以及引入人为热源对珠三角热岛效应的影响。结果表明:城市下垫面以及人为热排放均加强了该地区的城市热岛效应,而敏感性试验表明,下垫面的改变引起的城市地区增温幅度比引入人为热源的增温幅度相对要大。另外,珠三角城市区域为明显的感热通量大值中心和潜热通量小值中心,其表现出的总效果是使城市地区温度比其他地区要高,该地区的城市热岛效应主要是由感热通量决定的。

基于小时降水资料的贵州降水精细特征分析

利用2010—2019年贵州地区2 683个自动气象站逐时降水观测资料,结合地形特征分析了贵州降水的时空特征,并从平均雨强和降水概率方面进一步研究了贵州各季日内降水的精细化特征。结果表明:(1)贵州年降水时长和年降水量空间分布有所差异,位于大娄山脉北侧的遵义赤水和习水地区仅为降水时长的大值区;(2)四季降水时长分布受当季主要降水系统位置的影响,平均降水强度兼受地理条件的影响,偏向山脉的南麓;(3)在日内降水分布上,贵州四季都存在明显的夜雨现象,其中下半夜到凌晨(00—06时)降水发生概率更大且强度更强,其中心有明显自西向东传播的特征;(4)短时强降水主要出现在春夏季且向东传播明显,主要在夜间到早晨。

黔中地区一次暖区暴雨的中尺度特征分析

利用自动站加密观测资料、ERA5再分析资料、FY-2F云顶亮温资料和雷达产品资料等,对2019年5月24日夜间黔中地区暖区暴雨过程的中尺度对流系统特征及成因进行分析,结果表明:(1)此次暖区强降水过程具有持续时间长、小时雨强大、强降水范围广等特点;(2)高能高湿的环境及强的大气层结不稳定特征、深厚的暖云层以及较低的抬升凝结高度和自由对流高度,为高效率持续性降水的产生提供了有利条件;(3)本次暖区暴雨主要由2个对流发展旺盛且伸展高度较高的对流云团连续影响造成,其移动路径在黔中地区存在叠加效应;(4)暴雨由积云为主的积层混合降水回波长时间滞留造成,具有明显的“列车效应”,降水强回波质心低,具有热带降水型回波的特征;(5)地面辐合线为对流系统的发生发展提供了较好的动力条件。强降水落区的位置随着地面辐合线的移动而移动,同时强降水落区主要位于地面辐合线左侧的偏北气流内。

模式分辨率对珠三角局地污染扩散影响的数值模拟

随着工业化发展,近十年来珠江三角洲地区空气质量有恶化的趋势.在冷锋过境前常常由于地面受低压控制,近地面出现静小风的情况导致污染物在这一区域的滞留加剧.本文选取这样的天气背景来模拟珠江三角洲地区的环流形势和污染物扩散,模拟试验应用加入扩散方程的MM5模式进行.模式模拟时间(北京时)从2008年10月21日08时到2008年10月23日08时.共设计两个模拟试验,控制试验和敏感性试验.两个试验中置入污染点源资料,包含珠三角地区的3179个污染点源的源高和源强.两个试验的区别在于设计了不同的区域网格距,控制试验最细2km,而敏感性试验最细1km.模拟结果表明提高模式分辨率主要明显优化风场的模拟效果,而气象要素模拟效果的提高又间接影响着污染物的传输与扩散.综合各方面因素说明高精度的分辨率是有利于提高模式模拟效果的.

北盘江地形造成的安顺市一次暴雨漏报过程分析

应用MICAPS常规观测资料、FNL 1°×1°再分析资料和贵阳站雷达资料对安顺市2015年6月25日夜间至26日清晨出现的一次漏报强降水过程进行分析。安顺南部镇宁至北部西秀区一带自南向北海拔高度逐步增加,为北盘江支系打邦河、清水河所在地。副热带高压西北侧、减弱的热带低压东侧的偏南气流沿着北盘江支系自南向北爬升,由于地形的存在,偏南气流在向北移动过程中,存在风速的辐合,地形为这一次暴雨提供了较强的动力抬升条件,暴雨就出现在北盘江支系的迎风坡处。

贵阳市近年酸雨特征分析

该文利用2005—2010年贵阳酸雨观测资料并结合探空及大气成分资料,分析了近年来贵阳地区的酸雨变化特征,研究了气象条件及大气污染物与酸雨的关系。结果表明:2005—2010年降水平均pH值均小于5.6,且近5 a来,降水pH值呈两端高中间低的分布型。贵阳地区夏、秋两季降水平均pH值及K值较春、冬季节高;pH值及K值随降水量的增大呈下降趋势,而强酸雨频率则随降水量的增大呈上升趋势,酸雨污染严重;当连续发生逆温状况时,酸雨出现频率增大;大气污染物SO2、NO2、PM2.5的浓度与降水pH值呈负相关关系,说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。

近年来贵阳市SO_2污染的变化特征分析

该文利用贵阳市内8个测站的逐日SO2浓度与同期的贵阳年排放量资料来探讨贵阳市内SO2的时空分布特征。从年际变化角度,本地源的排放量是决定浓度的最主要因子。对于更小的时间尺度,利用因子分析将8个站点分为城市背景环境和中心生活区分别加以讨论。结果表明,明显的年周期和排放量产生的斜率的叠加可以解释月变化的大部分信息,而城市背景区域还存在稍不明显的半年的周期。这表明两者的SO2浓度变化主要由本地排放、气象条件共同决定,其中市内中心生活区更为复杂,但外来源的影响则较小。对日均值的变化来说,气象场的作用则上升到了更为重要的位置。得益于排放量的减少和排放结构变化,几年来贵阳的SO2不论年均值和月均值以及污染事件出现的频率均有明显的改善,这表明贵阳近年来环境保护工作是相当成功的。但由于贵阳存在某些极端不适宜扩散的气象环境,因此需要对该时间施以更为严厉的减排措施。

贵阳市气候变化及其近20a气温演变特征

利用贵阳站57 a逐日气温资料应用m-k检验法,并利用贵阳市其余7个站点,分析贵阳地区气温在57 a内的变化特征,并着重分析了20世纪90年代和21世纪初,贵阳地区在气温上的变化。结果表明,与全国的变化相类似,贵阳地区在近57 a一直呈波动上升趋势,并通过了显著性检验,但在2001年前后出现了明显的突变,通过比较突变前后10 a内日平均温度在各温度区间的分布情况,分析造成这种突变的原因。另一方面,从积温的角度分析了贵阳地区近57 a的变化情况。

基于雷达资料的定量降水预报外推算法试验

基于灾害天气短时临近系统(SWAN)的定量降水预报(QPF)产品进行0~2 h QPF外推试验研究。利用贵州省地面自动站数据、SWAN输出的1 h-QPF产品、SWAN 1 h定量降水估测(QPE)产品进行融合订正外推。选取2018年3次典型暴雨个例进行试验,采用融合订正技术,利用相似离度算法对降水强度位相进行调整,Weibull分布算法对降水极值分布进行订正,改进后的交叉相关法(COTREC)进行降水外推预报。通过主客观检验对比,初步说明基于Weibull分布算法的降水极值订正对降水极值分布有很好的模拟效果。融合订正外推的贵州省短时临近定量降水预报产品(GZ_NPF)在>5 mm以上量级降水的TS检验中评分更高。GZ_NPF的空报率明显降低,但空报率降低的代价是漏报率相对提高。GZ_NPF总的相对误差减小,格点总降水量与实况总降水量更为接近。试验说明新的融合订正外推算法提高了0~2 h短时临近降水的预报能力。

2011年贵州两次降雪天气过程的多普勒雷达产品特征分析

利用常规观测和新一代多普勒天气雷达回波资料对2011年1月l7日至20日贵州省出现的两次降雪天气进行详细的特征分析。结果表明:贵州降雪回波强度一般<30 dBz,中心强度普遍在30～40 dBz之间,反射率因子的分布梯度不大;但降雪过程中夹杂冰粒的时候,回波中心强度能达到50 dBz。降雪回波的顶高一般在7 km以下,其中顶高5-7 km的情况占到60%左右,发展旺盛时回波顶高可达到8 km以上。降雪回波径向速度的等值线比较密集,沿径向梯度变化大。"牛眼"状回波是降雪回波的一个典型特征,"牛眼"状回波正负速度中心值的大小与降雪量存在一定的正比关系。风廓线产品的近地面层风向对于预报降水类型有明显的指示意义,当风廓线产品上近地面1.5 km高度的风向由东偏南转为东偏北时,地面冷平流取代暖平流,雨夹雪向纯雪转换,反之,暖平流取代冷平流,则是纯雪向雨夹雪转换,或者降雪减弱消失。

谐波分析在贵阳市降水预测中的应用

利用贵阳市1963—2017年的降水观测资料,采用M-K检验及谐波分析等统计方法对贵阳地区年降水变化特征进行了分析,并且建立了基于谐波分析方法得到的贵阳市降水预测模型。结果表明:①贵阳地区近55a的年降水量呈递减趋势,但变化不显著。另外贵阳地区年降水存在显著的年代际变化特征,并且在1980年左右发生年代际突变,降水由之前的偏多转为偏少;②贵阳地区的年降水量存在显著的准2~3a的年际周期振荡以及准25a和7a的年代际周期振荡;③基于谐波分析得到的贵阳市降水预测模型能有效预测贵阳市未来的年降水变化趋势,并且对一些突出的旱涝年也能较好的模拟和预测出来,该模型预测效果良好,可在实际业务中应用。

基于复合纳米微粒修饰电极的氯霉素快速检测用磁场可控一次性安培免疫传感器研究

在丝网印刷碳电极(SPCE)表面涂敷一层碳纳米管(CNT)/二茂铁(Fc)/Nafion膜,进而通过外磁场作用将包被了氯霉素-牛血清蛋白(CAP-BSA)的纳米金磁微粒[Fe3O4(核)/Au(壳),简称GMP]吸附到其表面,构建了可用于CAP检测的磁场可控一次性安培免疫传感器.采用扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRFS)表征了免疫传感器的制备过程,采用循环伏安法(CV)和示差脉冲伏安法(DPV)研究了免疫传感器的电化学性质,结合竞争性免疫分析法测定了CAP浓度.免疫传感器在含有100ng·mL-1anti-CAP的25μLpH=6.0磷酸盐缓冲溶液(PBS)中加入不同浓度的CAP,并在25℃下温育6min,DPV还原峰电流上升百分比(CI%)与CAP浓度在0.2～80.0ng·mL―1范围内呈线性关系,检测限为0.11ng·mL―1.用于牛奶样品中CAP检测并和标准HPLC方法对照,结果一致,回收率在88%～104%之间.该免疫传感器灵敏快速、外磁场可控、样品用量小、可抛弃,有望用于食品中痕量CAP快速检测.

牛奶中痕量氯霉素快速检测的纳米修饰一次性安培免疫传感器研究

目的：构建挂于Nafion／纳米金（AuNPs）包被牛血清蛋白-氯霉素载体抗原（CAP—BSA）丝网印刷碳电极（SPCEs）的一次性安培免疫传感器（SPCEsJNafion／AuNPs／CAP—BSA），并用于牛奶中氯霉素（CAP）含量测定。方法：采用循环伏安法（CV）和示差脉冲伏安法（DPV）研究CAP在该免疫传感器上的电化学行为，并通过竞争性免疫分析法测定CAP含量。结果：该免疫传感器在含1mmol·L^-1铁氰化钾和100μg·L^-1CAP抗体（anti—CAP）的25μLpH=6．0磷酸盐缓冲溶液（PBS）中加入不同浓度的CAP，并在25℃下温育6min，DPV还原峰电流上升百分比（Cl，％）与CAP浓度分别在0．2～10．0μg·L^-1（R2=0．9946）和10．0～100μg·L^-1（R2=0．9647）范围内呈线性关系，检测限为0．11μg·L^-1（3σ法）。应用于牛奶中CAP检测并与传统的高效液相色谱法（HPLC）比较，结果一致，其添加回收率在88％～102％之间。结论：该免疫传感器灵敏快速（10min）、制备容易（碳浆印刷）、样品用量少（2μL）、可抛弃，有单用于食品中痕量CAP快速筛测。