沙尘天气对大气环境质量影响的量化研究

利用沙尘天气年鉴资料和颗粒物浓度监测数据,构建了沙尘天气对大气环境质量影响的量化指标(贡献率和绝对贡献),并利用该量化指标分析了沙尘天气对位于沙尘源区和影响区内典型城市大气环境的影响,同时比较了沙尘天气对北京城、郊区的不同影响.结果表明:2001—2009年沙尘天气对沙尘源区城市呼和浩特的贡献率年均值为6.84%,对影响区内的城市北京、天津、济南的贡献率年均值分别为5.96%、3.57%、1.66%;沙尘天气对沙尘源区城市(呼和浩特)和影响区城市(北京、天津和济南)的贡献率最大值均出现在3月,其中,对呼和浩特、北京、天津、济南的贡献率最大值分别达到19.21%、15.02%、9.41%和8.69%;2000年4月和2001年3月沙尘天气对北京ρ(PM10)的绝对贡献较大,分别为0.062和0.077 mg/m3,占GB 3095—2012《环境空气质量标准》ρ(PM10)二级标准限值(0.15 mg/m3)的41.3%和51.3%;沙尘天气过程对于北京城、郊区的影响也不完全一致.

西北地区气候因素与北京市沙尘天气的关系研究

利用西北地区气象台站资料以及北京市沙尘天气资料,根据西北地区的气候状况对气候影响指数进行了一定的改进,分析了西北地区气候因素与北京市沙尘天气的关系.结果表明,在2001∽2010年10年间,受全国沙尘天气过程的影响,北京市在2001、2002和2006年的沙尘天气日数均超过了30d,其中在2001年全年沙尘天气日数达到了39d;西北地区D指数年平均值的高值区位于盆地和沙漠地带,春季平均值最高,为2.0,冬季次之,为0.9,夏季为0.8,秋季最小,为0.59;在D指数与沙尘天气的相关性分析中,宁夏地区的相关性系数平均值为0.84,甘肃地区相关性系数为0.82,陕西为0.81,青海为0.78,新疆为0.74,内蒙古地区为0.72;西北和北路传输路径对北京市沙尘天气的影响更大,毛乌素沙漠与黄土高原交界地以及内蒙古浑善达克沙地附近地区气候影响指数与沙尘天气日数呈现显著正相关,相关性系数达0.9,该地区气候对于北京市沙尘天气的发生有较大的影响.

雾霾天气对天津市太阳辐射影响的量化研究

基于2005—2016年天津市13个地面气象观测站的观测资料,探讨了近12 a天津市雾霾天气的空间分布,同时以西青站为例,基于西青站太阳辐射观测数据定量分析了雾霾天气对天津市太阳辐射的影响。结果表明:2005—2016年天津市雾霾天气总体呈北多南少的空间分布特征,雾霾日数高值区分布在宝坻蓟州地区,而滨海新区南部地区雾霾天气发生最少。2005—2016年天津市雾霾日数总体呈先增加后减少的变化趋势,秋季和冬季易形成逆温,不利的扩散条件使雾霾天气频发,因此秋季和冬季应重点防治雾霾天气。近12 a天津地区冬季雾霾天气对太阳辐射的影响率最大。随着雾霾天气持续日数的递增,天津地区雾霾天气发生频次呈幂函数的形式递减,但雾霾天气对太阳辐射的削弱作用逐渐增加,持续6 d的雾霾天气使太阳辐射比背景值下降57.14%。雾霾天气持续发生发展对冬季北方地区设施农业生产及太阳能发电等行业影响较大,应采取适当的应对策略,尽可能减小灾害损失。

不同粒度积温算法对温室黄瓜生育期模拟的比较

基于有效积温法,利用3种不同粒度的温室气温数据,模拟了温室黄瓜的生长发育情况。结果表明:3种积温算法对于黄瓜生育期的模拟均表现出苗期的模拟误差最大,标准误差(RMSE)为12.4d,采收末期的模拟误差最小,RMSE为1d。对比3种不同粒度积温算法的模拟效果,日积温法模拟的误差最小,平均误差为-0.6d;其次是小时积温法,平均误差为-1.8d;10min积温模拟的误差最大,为-2.2d。这说明用有效积温法模拟作物生育期,使用日有效积温来作为模型的输入,其模拟结果较好。另外,3种积温算法在对黄瓜不同生育期的模拟中,除苗期之外,其余各生育期的模拟结果基本一致,无明显差异,定植期误差为5d和4d,开花坐果期均为-4d,采收期均为3d,采收末期均为1d。说明有效积温法对于不同粒度的积温敏感性不强,而对于昼夜温度变化比较敏感。

天津地区冰雹气候特征及影响路径研究

基于天津地区13个气象观测站1961-2020年冰雹观测资料,探讨了天津地区冰雹日数及持续时间的长期气候特征,在此基础上,利用构建的冰雹影响率评价指数,分析并划定了影响天津的冰雹移动路径。结果表明:天津地区冰雹空间上呈现北多南少的分布特征,北部蓟州冰雹日数年均值达到1.1 d。在年际变化上,1961-2020年天津冰雹日数呈现波动中下降的趋势,其中20世纪80年代为冰雹多发期,进入21世纪后冰雹明显减少;年内各月冰雹日数呈单峰型分布,集中出现在4~10月。近60年,天津地区冰雹过程持续时间呈现波动下降的趋势,但在2015年之后持续时间有一定程度的上升,表明在这段时间虽然冰雹频次有所降低,但强度有增强趋势。受午后热对流影响,冰雹天气集中出现在13~19时,其中16时发生冰雹概率最高;持续时间多为1~5min。影响天津地区的冰雹路径主要有4条,分别为西南路径、偏西路径、西北路径和东北路径。

气候变化对天津市不同节能水平建筑制冷采暖能耗的影响

利用天津市地面气象观测站1961—2017年逐小时观测资料,通过TRNSYS软件,对不同节能水平办公建筑供热和制冷能耗,以及居住建筑供热能耗进行动态模拟,定量评估了气候变化对天津市不同节能水平建筑能耗的影响。结果表明:在供暖期和制冷期,温度均呈现显著上升的趋势,而太阳辐射则呈现下降的趋势,受其影响,1961—2017年办公和居住建筑供热能耗呈现显著下降的趋势,制冷能耗呈现微弱的上升趋势,但气候变化对供热能耗的影响要明显强于制冷能耗;随着建筑节能水平的提升,供热和制冷能耗均有一定程度的下降,其中供热能耗的降幅尤为明显,四步节能居住建筑相比于一步到三步节能居住建筑,供热能耗分别下降了53.56%、50.13%和21.25%。对新建建筑及既有建筑的节能改造,应充分考虑不同节能水平对建筑能耗的影响,结合实际需求酌情进行升级改造。除此之外,建筑节能水平的提升,会使其供热和制冷能耗变化量随温度的上升而减小,说明其对气候变化的敏感性在逐渐减弱。因此,提高建筑节能水平,可以更好的应对气候变化,保证其在未来的使用中耗能更低。

天津市超高层建筑暖通空调设计气象参数评估

利用255m天津气象塔数据定量评估了建筑暖通空调设计气象参数随高度的变化及其对设计负荷的影响,建立了一种气温垂直模型,明确了该模型可推算超高层建筑室外气温,基于此推算超高层建筑暖通空调室外设计气象参数。结果表明:在5—200m处,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,200m与5m高度处相比,分别降低2.0℃、1.4℃和2.8℃,导致供暖和冬季空调设计负荷分别增加5.78%和1.36%,而夏季空调设计负荷减少5.85%。基于气温垂直模型得到的200—500m气温数据计算气象参数,发现从200m到500m,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,降幅分别为0.52℃/100m、0.50℃/100m和0.66℃/100m。本研究表明,基于地面2m高观测数据计算的建筑暖通空调设计气象参数无法满足超高层建筑暖通空调设计需求,应充分考虑气象参数的垂直变化,选择合理的气象参数,为超高层建筑暖通空调设计提供基础,以保证室内热舒适环境达标,达到降低建筑能耗的目的。

天津市2016年春季农业气象条件分析

根据天津市13个固定气象站的观测资料,分析2016年春季天津市的气温、日照、降水3个气象要素的变化趋势和特点,并与历史同期气候条件进行对比,分析春季农业气象条件对玉米、冬小麦等大田作物和设施农业的影响,得出"春季气温持续偏高,日照充足,降水偏少,发生阶段性干旱,无倒春寒、干热风等农业气象灾害,农业气象条件属偏好年份"的结论,同时提出相应的农事生产建议。

基于Android手机的作物苗情灾情速报系统设计与开发

为解决田间调查时因信息沟通手段与渠道的制约而产生的苗情灾情报送迟滞这一瓶颈问题,基于Android手机平台,构建了一种作物苗情灾情快速上报系统。系统由服务器端和客户端两部分组成。服务器端主要负责苗情灾情数据的存储与下载,研究中采用HTTP文件服务器,可通过设置IP、端口及用户名、密码和共享路径等实现远程文件的上传与下载;客户端主要实现苗情灾情的采集与上传,研究中依托手机自带拍照、GPS定位、数据传输等功能,基于Android编程技术对系统的功能和界面进行了设计。系统主要功能包括苗情灾情固定与非固定地块的实时采集、汇总与远程服务端(云平台)传输。由于系统基于Android设备开发,有效降低了常规硬件部件的费用,最大限度地降低使用成本。经过2年多的初步测试使用表明,系统具有较好的稳定性及时效性,苗情灾情速报功能可满足市级管理人员的基本需求,可实现大面积苗情灾情数据的快速统计、实时上报,从而为获取实时农情数据和开展灾后救援工作提供可靠支撑。

天津地区度日(时)数时空变化特征

以天津为例,基于国家级气象台站及自动站气象数据,研究了供暖/供冷度日数时空变化特征。结果表明:受气候变暖影响,1961—2017年天津地区平均供暖度日数显著减小,降幅为9.5℃·d/a,供冷度日数显著增大,增幅为1.1℃·d/a;其中,1991—2017年较1961—1990年供暖度日数减小9.7%,供冷度日数增加72.3%。天津地区度日数空间分布存在明显差异,且随着气候变暖,空间差异增大,近30年供暖度日数空间最大差值为18.7%,供冷度日数为134.9%。基于自动站数据计算得到的度时数也存在明显的空间差异,供暖度时数差异最大达37.8%,供冷度时数达80.0%。研究证实,天津地区供暖/供冷度日(时)数存在明显的时空分异,基于度日(时)数进行建筑节能设计时,要充分考虑气候变暖影响,及时更新度日(时)数。此外,基于一个台站数据计算得到的建筑节能设计参数(如度日数)难以满足整个城市建筑节能设计需求,需考虑建筑设计参数的空间差异,可应用全市气象自动站数据,为精准建筑节能设计提供依据。

气候变化对中国华北地区办公建筑供热制冷能耗的影响评估

以中国华北地区五大城市办公建筑为例,利用1961—2017年气象数据和TRNSYS软件模拟的供热制冷负荷数据,评估了气候变化背景下华北地区建筑供热制冷负荷的变化。在此基础上,对模拟负荷和气象要素进行多元线性逐步回归分析,揭示了影响建筑供热、制冷负荷的主要气象因子。结果表明:1961—2017年中国华北五大城市供热负荷均呈下降趋势,降幅为0.05(石家庄)—0.13 kWh·m^-2·(10a)^-1(呼和浩特);各城市制冷负荷的变化不同,仅呼和浩特为增多,增幅为0.04 kWh·m^-2·(10a)^-1,其余城市制冷负荷无明显变化;从总负荷来看,各城市均呈下降趋势,降幅为0.05(太原)—0.10 kWh·m^-2·(10a)^-1(呼和浩特)。由供热制冷负荷与气象要素的回归分析可知,冬季供热负荷主要受气温影响,五大城市的显著增温导致供热负荷减少;与此不同,夏季制冷负荷主要受气温、太阳辐射的共同影响,呼和浩特平均气温和太阳辐射均呈显著上升趋势,导致其制冷负荷显著增加。其他城市气温显著升高,而太阳辐射显著降低,二者的综合作用导致制冷负荷没有明显的变化趋势。总体来看,在气候变暖背景下,中国华北地区冬季供热负荷明显降低,而夏季制冷负荷并未明显增加,导致总负荷显著降低,气候变暖总体上对建筑节能有利。

湿球温度冷度日反映制冷能耗的适用性评估

基于湿球温度提出一种新的表征制冷能耗的冷度日,利用TRNSYS软件模拟得到1961—2012年逐月制冷能耗,分析了基于湿球温度的冷度日反映我国不同建筑气候区制冷能耗的适用性。结果表明,除上海外,基于干球温度的冷度日并不能很好地反映制冷能耗,仅能解释逐月制冷能耗的17%~60%;基于湿球温度的冷度日能够很好地反映各建筑气候区的制冷能耗,可以解释逐月制冷能耗的67%~98%。此外,各建筑气候区随着设定的基础湿球温度不同,计算得到的冷度日对制冷能耗的解释量不同。基础湿球温度为16.85℃的冷度日对哈尔滨和天津制冷能耗解释量最大,而不同基础湿球温度的冷度日对上海和广州制冷能耗解释量均无明显差异。以上研究结果证实,基于湿球温度的冷度日能较好地反映各建筑气候区制冷能耗,但各气候区用湿球冷度日反映制冷能耗时应设定不同的基础湿球温度。

天津市2018年春季农业气象条件分析

为探究天津市2018年春季(3—5月)气象条件对农业生产的影响,以全市13个基本观测站和253个区域自动站气象数据为基础,采用距平百分率、五日滑动以及空间插值等方法对春季温度、水分、光照等气象条件进行了分析,并结合田间调查评估其对作物生长的影响。结果表明,2018年春季气温较往年略偏高,波动明显;降水略偏少,时空分布不均,日照略偏少。早春气温偏低,冬小麦返青起身延迟;3月下旬气温回升迅速,麦苗长势好转;4月3—7日出现强降温雨雪过程,设施拱棚和露地早春覆膜作物遭遇冷害;4月中旬到5月中旬光温水匹配适宜,小麦长势好转升级,春播持续推进;5月下旬气温迅速攀升,未出现有效降水,春播因干旱受阻,旬末出现小麦干热风天气。总体来看,今春农业气象条件利弊参半。

天津市2015年夏季农业气象条件分析

根据天津市13个固定气象站的观测资料,分析天津市2015年夏季气温、日照、降水等3个气象要素的变化趋势和特点,并与历史同期的气候条件进行对比,研究夏季农业气候条件对夏玉米和春玉米等作物的影响。研究认为整个夏季光温资源良好,降水严重偏少,干旱发生发展,影响作物产量,农业气象条件整体利弊参半,同时提出相应的农事生产建议。

气候变化背景下农业适应性调整效果定量化评估研究进展

定量评估农业适应性调整效果有助于农业适应策略及规划的制定与决策。采用文献综述法和对比分析法,总结了气候变化背景下农业适应性调整效果定量化评估研究进展;并针对现有研究存在的主要问题,尝试从方法、模型等方面寻求相关问题的解决办法。结果表明,现有的气候变化农业适应性调整效果的定量化评估研究主要包括2个方面。①从作物生长发育的角度,作物模型常被用于评估适应前后作物生长发育进程及产量等作物生长发育参数的变化;②从经济效益的角度,主要偏重于分析农业适应性策略的成本投入及经济产出。提出应加强未来气候变化情景下农业适应性调整效果的定量评估研究,建立有针对性的农业适应性定量评估方法及模型;依据各类经济分析方法优势互补的特点,使用多种经济分析方法开展农业适应策略的定量评估研究;结合不确定性分析定量评估农业适应性调整效果。

社会单位消防安全管理系统的构建

分析了社会单位消防安全管理系统,提出消防系统架构设计原则;结合社会单位消防安全实际,进行设施管理模式设计及消防安全管理系统数据库设计,应用计算机对社会单位消防安全进行管理,有效提升了社会整体防控火灾的水平。

浅谈高层建筑防排烟系统中的若干问题

当前,由于部分设计、施工人员对国家规范标准理解不够透彻、全面,导致在疏散过道、疏散楼梯间、前室、合用前室、避难层等人员疏散场所的防烟设计、施工上存在一些缺陷,工程在设计、施工中存在一些明显的火灾隐患。本文提出了当前高层建筑防排烟系统中存在的一些问题,以期引起设计、施工、管理和使用人员的重视。

RegCM3不同分辨率对西北地区夏季温度和降水模拟结果的影响

我国西北地区是世界上气候变率较大的地区之一,其气候变化在中国、东亚及全球的气候变化中都占有重要地位。利用区域气候模式RegCM3,选取2种不同的水平分辨率30km和50km,对我国西北地区2001年夏季的温度和降水情况进行数值模拟,与同时段的实测资料进行对比,结果表明:模式基本能反映出西北地区温度和降水的变化情况,其中温度和降水的模拟效果均是在6月最差,并且在西北整个区域中,对于青海地区的模拟效果较差;在对气温的模拟中,分辨率的不同并没有对结果产生显著的影响,总体上模拟结果产生了系统性的冷偏差;对于降水的模拟中,模拟的不同区域对于分辨率的敏感程度不同,分辨率变化对于新疆地区的模拟影响最小,内蒙和宁夏地区所受影响较大,并且分辨率提高不一定会带来模拟结果的明显改善,不同区域在不同的月份对于分辨率改变引起的模拟偏差有所不同,内蒙7月,30km分辨率下模拟偏差为8.0%,50km的偏差为43.8%;宁夏8月,30km分辨率下模拟偏差为33.0%,50km的偏差为0.9%;在进行的西北地区夏季分辨率调整带来的温度和降水影响试验中,对于温度的模拟要优于对降水的模拟。

北京市沙尘暴天气环境质量等级划分

为进一步认知沙尘天气对北京空气质量的定量影响,本文通过对2001-2009年发生在我国北方显著沙尘天气过程的分析,结合同期北京空气污染指数(API)的变化,研究了沙尘天气对北京空气质量等级划分的影响。结果如下:①构建了一个空气质量等级划分的复合指标体系。将沙尘天气过程对北京空气质量的影响划分为4个等级。分别是覆盖型重污染、边缘型中度污染、远距离轻微污染和远距离无影响;②2001-2009年,我国北方共计发生136次沙尘天气过程,对北京大气环境质量影响贡献的最高值出现在秋末(11月)和冬初(12月),以覆盖型重污染等级为主,共计发生17次,期间北京地区平均API为306;③从传输路径上划分,则是以西北路径为主,共计发生59次,其中24次显著影响到北京,占41%。期间,北京地区平均API为242;④沙尘天气过程持续时间以2天为主,共计发生56次,共有14次显著影响到北京,占25%,期间北京地区平均API为216。

基于精细化气象预报的供热调控技术研究进展

近几年,随着精细化气象预报技术的出现,基于综合气象参数的供热调控研究备受行业关注。本文介绍了近年来我国精细化气象预报技术的发展历程,回顾了气象参数对建筑负荷及供热调控的影响,分析了现阶段供热调控未能按需供热原因,梳理了近5年基于综合气象参数的供热调控最新研究成果。研究分析认为随着我国气象预报水平的快速提高,有望建立基于综合气象参数的气候补偿调控模型,有利于提高按需供热精细化调控水平。