内蒙古区域数值预报对探空和地面观测资料的敏感性试验研究

基于内蒙古睿图预报系统的低分辨率版本和WRFDA-FSO诊断工具,评估2021年7月现有探空和地面观测对内蒙古睿图预报系统预报的影响。该方法计算代价相对低廉,并允许根据观测变量、观测类型、气压层次、地理区域等观测的子集对观测影响进行划分。代价函数为以干总能量为度量的背景场和分析场的预报误差之间的差异。结果表明:观测影响的总体总和为负,观测对预报起正贡献作用。对12 h预报误差减小贡献最大的观测来自探空观测的动力变量(U、V风分量)。而单时次单位数量平均观测影响,探空观测的贡献约为地面观测的1/2。探空观测对12 h预报误差减小从近地面层至模式层顶均保持正贡献作用,并在对流层中低层和对流层高空急流层存在两个极大值区域;地面观测在850 hPa以下低层正贡献占比明显。探空观测在被同化系统同化时均总体具有有利的影响,也反映出探空观测数据稳定、质量较高的特征;地面观测对12 h预报误差减小起正贡献作用次数最多的区域在河套地区尤为显著。同时,探讨了需进一步提高地面观测资料同化率的问题。

循环流化床燃煤锅炉铁基载氧体辅助燃烧性能研究

双碳目标下,循环流化床(CFB)锅炉技术既是炼化企业极具商业价值和发展潜力的燃煤发电技术,也给炼化企业带来了碳排放问题。随着CFB锅炉技术的发展,锅炉容量日益增大,大型工业CFB锅炉运行过程中由进料、进风的位置和方式带来的空气-燃料混合不良问题逐渐凸显。为提高燃煤CFB锅炉燃烧效率和燃烧稳定性,降低碳排放,基于载氧体辅助燃烧(oxygen carrier aided combustion,OCAC)技术原理,开发了一种Fe基载氧体,并在鼓泡床反应器和0.3 MW/h CFB燃煤反应器上对载氧体性能进行了分析。分析发现,研究开发的Fe基载氧体具有优良的吸氧释氧性能,鼓泡床CO转化率达到88%以上,CFB反应器CO转化率达到52%~65%,烟气中NO_(x)和SO_(2)等污染物排放有所降低。

专科护士参与中医护理专业化培训课程偏好需求的质性研究

目的从中医护理专科培训参培护士的需求视角探索中医专业化高质量护理人才队伍的建设需求,为优化中医护理专业化人才队伍培训提供依据。方法对15名省级中医护理专业化培训护士进行半结构式访谈,并用Colaizzi7步法进行分析并提炼主题。结果最终归纳为3个主题:突出中医专业化培训的专科性;落实理论授课结合临床护理实例;简化培训考核合理安排。结论中医护理专业化培训应细化选拔指标,着眼于临床实践,与参培护士专科特点相结合,增加中医专业化培训护士的专科技能实践机会,合理安排考核项目,关注中医专业化培训护士身心健康。

R1234yf电动汽车空调系统制冷性能的试验研究

为了实现汽车空调环保制冷剂要求,选用低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂R1234yf,研究了环境温度对R1234yf空调系统制冷性能的影响,并在不同电子膨胀阀(EXV)开度和压缩机转速下对比了R1234yf系统和R134a系统的制冷性能。结果表明:当环境温度从27℃升至43℃,R1234yf系统排气温度升高18℃,功耗增大36.6%,制冷量和COP分别降低13.9%和55.7%;随着电子膨胀阀开度的增加,吸气过热度降低,制冷量和COP先增大后减小,各个转速下均存在一个最佳开度对应制冷性能最优;随着压缩机转速提高,排气温度升高,制冷量增大,但COP降低。当汽车空调系统中采用R1234yf制冷剂直接替代R134a时,虽然R1234yf系统的制冷量和COP比R134a系统分别平均降低4.5%和14.9%,但排气温度比R134a系统平均低5.2℃。该研究结果可为电动汽车空调系统制冷剂的替代研究提供参考。

内蒙古锡林郭勒盟牧区雪灾风险评估研究

选取内蒙古锡林郭勒盟与积雪有关的雪灾致灾指标,以气温、风速为气象条件孕灾环境指标,坡度、植被盖度为下垫面孕灾环境指标,人口密度、牧民纯收入、人均GDP、牲畜超载率等数据为承灾体脆弱性指标,基于BP方法、层次分析法、建立了内蒙古锡林郭勒盟白灾综合风险评价体系,并对其进行了风险评价与区划。为提高灾害评估的准确率,白灾的灾害等级是以月为尺度进行评定,选取的气象指标多数都是以月为尺度的指标。研究表明:白灾与积雪因子高度相关,是气候灾害,积雪、低温、大风等气象因子长期作用的结果。对白灾尝试用BP神经网络法进行风险评估,评估的灾害等级和实际灾害等级十分吻合,用训练好的神经网络对各个旗县(1980-2015年)的白灾进行了风险评估,评估效果理想。因此,可以通过数值预报产品、气候预测产品获取相关评价因子,采用BP方法形成白灾风险预评估产品,进而应用于雪灾风险评估业务中,为相关部门提供决策依据。

电动汽车二次回路热泵空调系统性能试验研究

为了研究制冷剂充注量和环境温度对电动汽车二次回路热泵空调系统的影响规律,笔者设计并搭建了带有二次回路的热泵空调系统试验台。针对不同转速下,制冷量/制热量、COP和压缩机排气温度等参数随充注量及环境温度的变化趋势进行了试验研究,并确定标准制冷和制热工况的最佳充注量。结果表明:随着充注量的增加,蒸发器出口过热度和排气温度逐渐降低,而排气压力逐渐升高;制冷量/制热量和COP随充注量的增加而增大,并在最佳充注量处达到峰值,之后保持小幅变化。综合考虑,制热和制冷模式下系统最佳充注量分别为650 g和1100 g。基于最佳充注量、压缩机转速为2000 r/min时,制热模式环境温度由0℃升至12℃,制热量增加48.4%,COP_(h)升高8.3%;制冷环境温度由27℃升高至43℃时,制冷量和COP分别降低12.3%和44.4%。

冷垫背景下回流暴雪成因与雷达回波特征分析

利用气象台站观测资料、赤峰市多普勒雷达(CINRAD/CA)观测资料、全球地形资料(水平分辨率1°×1°)以及NCEP的FNL(水平分辨率1°×1°)逐6 h再分析资料,对2019年3月20日内蒙古东南部春季暴雪天气进行分析。结果表明:这是一次典型回流降雪天气,低层925 hPa东北风急流与中层700 hPa西南急流形成明显的垂直风切变和温度差,产生强的动力锋生;低层辐合有利于垂直上升运动发展;850 hPa偏南风和偏东风水汽通道汇合于内蒙古东南部;850~700 hPa有强逆温层,冷暖空气剧烈交汇;南北向大兴安岭地形对东麓迎风坡东北风超低空急流有阻挡作用,有利于干冷空气长时间堆积,低层冷垫厚度加大,暖湿气流被迫抬升到更高层结,有利于水汽凝结和降雪加大;降雪最强时段,雷达基本径向速度图上低层为偏北风,中层有表征暖平流的“S”形回波,高层西南急流长时间维持,同时有西北风—西南风冷式切变线和西南风—东南风暖式切变线,雷达速度图上强降雪和西南暖湿急流在冷垫上爬升有很好的对应关系,这对短时预报预警有指导意义。

不同微物理参数化方案对我国北方一次大范围暴雪天气过程的数值模拟研究

本文以ERA5(ECMWF Reanalysis v5)再分析资料为初始场,利用WRF(The Weather Research and Forecasting)模式对2020年4月19~20日的一次大范围暴雪天气过程进行数值模拟研究。模式采用不同云微物理参数化方案进行敏感性试验,并与实测数据(自动站降水数据、雷达基数据)进行对比,分析了此次暴雪天气过程不同阶段的降水、雷达反射率、动热力和水凝物的时空演变和三维细致结构特征。研究表明:Morrison方案更好的模拟出了本次暴雪天气过程,表现在模拟的雷达回波强度、范围及形态更与实况一致,模拟出的降水量的相关系数和均方根误差都优于其他方案;其微物理细致结构表现为强上升运动和低层正涡度的长时间维持,以及7 km以上高层较多的冰晶、中低层较少的霰粒子和雨水粒子。从热动力场上看,bin(SBM fast)方案在600 hPa高度以下存在明显的涡度波列,这主要是因为bin方案将粒子群分档处理,没有捆绑不同粒子类型运动,更能细致描述出不同粒子的下沉拖曳作用。从云微物理特征上看,不同方案模拟的雪、霰、云水以及雨水粒子的比质量都较为接近,而对冰晶比质量的模拟不管在量级还是在分布范围上都存在很大的差异,这种差异决定了不同微物理方案模拟的雷达回波和降水量级和相态的差异。

呼伦贝尔市2016年3月31日-4月2日暴雪过程天气学特征研究

利用常规观测资料及NCEP 1.0°×1.0°再分析资料,对2016年3月31日至4月2日发生于呼伦贝尔市的一次暴雪天气过程的环流形势、成因机制进行分析,以期总结出此次暴雪的特殊之处,为今后的暴雪天气预报提供可参考的经验。从天气学角度详细地分析此次暴雪过程的高低空影响系统的生消演变,特别对产生极端降水的水汽输送条件、水汽辐合情况、局地水汽聚集以及垂直运动情况进行详尽的分析。研究结果表明:此次暴雪天气过程是由短波扰动叠加低空锋区,导致斜压有效位能释放转变为扰动动能,并促使扰动发展加深为大型涡动而产生;水汽通量分布形态在一定程度上决定了水汽输送效果,"均匀狭长"的分布形态具有更高的水汽输送效率;涡度差动平流与温度平流表明动力因子与热力因子在本次过程中对垂直运动均有显著贡献,而水平散度作为直接反映质量汇集、流失的参量可以更为直观地反映垂直运动的强弱与分布;整层水汽通量散度积分作为与降水强度直接相关的物理量,对于降水量级的反映异常精准,配合中低空气流强度与方向,可对降水落区与时段进行精确判断。

大兴安岭地区的一次暴雪天气诊断分析

利用常规观测资料、FY-2气象卫星水汽云图、多普勒雷达资料、NCEP(1°×1°)逐6h再分析资料对2016年11月13—14日东北冷涡背景下的大兴安岭地区暴雪天气过程进行分析。结果表明:高空冷涡后部横槽南摆,使干冷空气南下以及冷涡前部西南低空急流北上且辐合急剧加强为暴雪天气提供了非常有利的环流背景;≥20m·s-1的西南低空急流作为水汽输送带,为暴雪区提供了充足的水汽来源;垂直上升运动中心和散度辐合辐散中心基本耦合且加强,为暴雪提供了强有利的动力抬升条件,有利于上升运动的增强发展;暴雪是发生在条件对称不稳定的(湿位涡MPV2<0)的背景下,暴雪中心位于MPV2等值线密集带以及MPV2绝对值得到较大增长的区域。水汽图像上有表征干侵入特征的干缝、斧形暗区等;雷达回波显示低层东南风急流非常显著,低层强烈发展的东南暖湿气流与东北—西南走向的大兴安岭山脉相垂直时,地形强迫抬升不仅使迎风坡的垂直上升运动迅速加强,而且使低层水汽辐合得到加强和维持为暴雪提供了充足的水汽,这也是暴雪主要集中在大兴安岭东麓的重要因素。

柴油机选择性催化还原系统喷雾粒径分布试验

应用激光粒度仪研究了两种尿素喷射系统喷雾的粒径及其分布特征。对比分析了以纯净水和尿素溶液作为喷雾介质时喷雾粒径的分布情况,研究了喷射压力和喷射脉宽对无空气辅助喷射系统粒径的影响。改变有空气辅助喷射系统辅助气体的压力,测量了喷雾离开喷射器后的粒径分布。试验结果表明:以纯净水替代尿素溶液进行喷雾试验是可行的。无空气辅助喷射系统喷射压力由0.2 MPa升高至0.9 MPa,喷雾索特平均直径从146μm减小至49μm。在相同喷射周期内,无空气辅助喷射系统采用小喷射脉宽有利于喷雾雾化。有空气辅助喷射系统的雾化效果优于无空气辅助喷射系统。增大辅助气体压力可以提高有空气辅助喷射系统的雾化效果。

内蒙古一次极端暴雪事件中冻雨成因分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、NCEP 1°×1°再分析资料及雷达资料等对2020年11月18—19日发生在内蒙古东南部罕见历史极值特大暴雪事件背景下的通辽市冻雨灾害天气成因进行分析。结果表明:(1)冻雨发生时地面气象要素特征为地面气温稳定,降水量和降水强度较小。(2)存在典型的“冷—暖—冷”层结特征,近地层930-860 hPa存在强逆温层,气温0℃以上和0℃以下两个层结在探空T-lnP图中面积相当。(3)近地层冷垫是强冷高压南侵,受到江淮气旋和地形阻挡,在平原地区堆积形成,有持续的冷空气补充。(4)中层暖区融化层在700、850 hPa低涡前部,西南暖湿低空急流顶端到达冷垫上空并沿冷垫爬升叠置,持续的暖平流特征明显。(5)地面冷垫与中层暖层之间有明显的锋区特征,雷达观测在冻雨区具有回波强度增大的特征。

内蒙古河套地区一次局地性暴雨成因分析

文章利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、卫星云图、雷达回波、地面加密自动气象站等资料,对2016年7月7—9日内蒙古河套地区一次局地性暴雨成因进行了分析。结果表明:(1)本次局地暴雨天气形势极为少见,发生在500 hPa副热带高压脊控制内蒙古中西部地区的稳定形势下,小槽引导冷空气侵入内蒙古河套地区。具有范围较小、短时强降水持续时间长、降水量大的特征。(2)高空急流入口区右侧强辐散区,在河套地区暴雨区上空形成强烈的抽吸作用,是本次暴雨形成的主要动力条件,对流层低层没有明显的辐合系统形成。(3)暴雨区上升运动出现在750 hPa以上直至300 hPa,最强中心在600 hPa层,在750 hPa以下表现为较弱的下沉气流,与典型的内蒙古暴雨有所不同。(4)暴雨区整层水汽条件充沛,水汽输送条件好,具备高能量,200~850 hPa风垂直切变达到50~60 m·s^(-1),有利于对流发展。(5)强降水集中出现在云系左侧,与上升运动进入高层后云系向高空急流一侧扩展相关。雷达反射率回波呈现块状,移动缓慢,回波强度维持,持续性降水特征。

Research and Application of Rainstorm Disaster Risk Assessment along the Middle and Lower Reaches of Yangtze River

We explored and studied rainstorm disaster impact grade. Firstly,we selected average precipitation,precipitation intensity,coverage and duration during rainstorm process,and economic losses,the number of deaths and total casualties in rainstorm disaster situation as the pre-assessment indexes of rainstorm process impact grade along the middle and lower reaches of Yangtze River. Then,normalized and dimensionless processing of each index was conducted. By using gray correlation method,we established rainstorm process grade and rainstorm disaster impact grade. At last,we conducted regression analysis of relevancy degree between rainstorm process grade and rainstorm disaster situation grade,and established a linear relationship between the two,thereby getting a rainstorm disaster pre-assessment method. On this basis,using rainstorm hazard factors in independent sample,we carried out pre-assessment test of disaster impact grade. The results show that this pre-assessment method is quick and easy,and the effect is better.

1961—2016年呼伦贝尔市寒潮过程频数及强度气候特征

利用呼伦贝尔市16个气象站1961—2016年寒潮天气资料,分析56年寒潮过程的频数、持续日数、降温幅度以及寒潮天气类型特征,结果表明:(1)56年呼伦贝尔市出现区域寒潮过程327次,平均每年5.8次,寒潮、强寒潮和特强寒潮分别出现204、70、53次。(2)全年及秋、冬、春季寒潮过程频数的年代际分布特征具有一致性;各季寒潮过程频数占年总数百分率的年代际分布差异明显。(3)呼伦贝尔市区域寒潮过程持续日数2~5 d不等,其中持续3 d的过程最多,占79.5%。(4)呼伦贝尔市区域寒潮每次出现6~8个站次的过程最多、9~11个站次过程次之、14~16个站次过程最少。(5)寒潮过程最大降温幅度出现在48 h,其中降温幅度超过20.0℃的寒潮过程主要发生在冬季,其次发生在秋季和春季;从发生月份来看,主要发生在11、12、3月。(6)寒潮过程出现时最低气温在-35.1^-40.0℃区间过程最多,为75次,占寒潮过程总数的22.9%;其次-20.1^-30.0℃区间寒潮过程为73次,占寒潮过程总数的22.3%;-40.1℃以下的寒潮过程54次,占寒潮过程总数的16.5%;-10.0℃以上的寒潮过程较少,仅9次,占寒潮过程总数的2.8%。(7)呼伦贝尔市区域寒潮有4种天气类型,其中降雪型寒潮过程最多,出现频率占55.7%,其次是风雪型寒潮,出现频率33.6%,降温型寒潮和大风型寒潮较少。