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国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0505大气物理学 被引量:1
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作者 汪名怀 苗世光 +2 位作者 卞建春 毕磊 陆高鹏 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期132-144,共13页
根据新时代科学基金改革要求,2020年国家自然科学基金委员会调整了大气科学学科申请代码,D0505大气物理学是分支学科板块中的二级申请代码之一。本文介绍了D0505大气物理学二级申请代码的总体框架和下设的边界层大气物理学与大气湍流、... 根据新时代科学基金改革要求,2020年国家自然科学基金委员会调整了大气科学学科申请代码,D0505大气物理学是分支学科板块中的二级申请代码之一。本文介绍了D0505大气物理学二级申请代码的总体框架和下设的边界层大气物理学与大气湍流、云降水物理学、气溶胶物理及气溶胶—云相互作用、大气光学与大气辐射、大气电学与大气声学和中高层大气物理学等6个研究方向及其关键词,指出D0505与其他相关二级申请代码的异同,并统计分析了近5年(2017~2021年)科睿唯安Web of Science数据库上不同方向关键词对应的文献发表情况,探讨了不同研究方向的发展态势。通过系统梳理研究方向及关键词,有助于科研人员在项目申请过程中准确的选择申请代码、研究方向和关键词,提升智能辅助指派效率。 展开更多
关键词 国家自然科学基金 大气物理学 申请代码 研究方向 关键词 文献计量学
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北京地区温度预报对心脑血管疾病的健康影响及经济效益评估
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作者 尚晶 孙兆彬 +5 位作者 苗世光 季崇萍 甘璐 刘璐 安兴琴 侯青 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期520-529,共10页
研究证实不适温度能增加人群因心脑血管疾病死亡,但温度预报在不适温度-死亡暴露反应关系中的调节作用及经济价值尚未见报道。本研究以北京观象台(No.54511)的监测数据和北京市逐日心脑血管疾病死亡数据为依据,对2006—2016年北京市气... 研究证实不适温度能增加人群因心脑血管疾病死亡,但温度预报在不适温度-死亡暴露反应关系中的调节作用及经济价值尚未见报道。本研究以北京观象台(No.54511)的监测数据和北京市逐日心脑血管疾病死亡数据为依据,对2006—2016年北京市气象台对公众发布温度预报数据进行准确性检验,利用分布滞后模型构建了准确预报、高估和低估时温度与北京市心脑血管疾病死亡的暴露反应关系,并以主观预估为基准评估了温度预报的健康效应,最后运用调整后的人力资本法估算了温度预报在减少心脑血管疾病健康风险方面的经济价值。结果发现:2006—2016年,北京市气象台发布的白天最高气温准确率明显提升,以偏差不超过2℃为划分依据的准确率由60%提升至84%;暴露反应关系的研究表明准确预报时不适温度所造成的最大单日相对风险有所降低;基于人们将依据前一日实际温度形成主观预估温度的假设发现,主观预估的准确率基本保持稳定;根据温度预报和主观预估的差异,识别出北京市温度预报所减少的心脑血管疾病单日最大超额死亡人数呈上升趋势,每年减少114—457人;经济学评估发现北京市温度预报对心脑血管疾病健康影响的经济收益由2006年的1.21亿元上升至2016年的11.31亿元,降低了人群心脑血管疾病风险,具有显著的经济价值。 展开更多
关键词 天气预报 暴露反应关系 气温 经济评估 分布滞后模型
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百米级气象数值模拟研究进展与展望
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作者 马小娇 陈敏 +2 位作者 黄向宇 苗世光 李玉焕 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1911-1930,共20页
21世纪开始,随着天气气候模式和超算机计算能力的发展,加之气象精细化预报服务需求日益增长,气象数值模拟迈入"百米级"发展阶段.本文系统回顾并归纳了近20年来百米级气象数值模式研发和模拟应用两方面的研究进展.重点关注百... 21世纪开始,随着天气气候模式和超算机计算能力的发展,加之气象精细化预报服务需求日益增长,气象数值模拟迈入"百米级"发展阶段.本文系统回顾并归纳了近20年来百米级气象数值模式研发和模拟应用两方面的研究进展.重点关注百米级大气模式资料同化和浅积云对流、云微物理、边界层和城市陆面等物理参数化方案的研发进展,以及模式对天气系统、边界层特征、降水、雾和城市化效应的模拟研究.基于百米级模式的研发和应用现状,指出该研究领域的五个重点发展方向,包括有限域高分辨率资料同化方法、云和边界层作用反馈、百米级城市陆面模式、人工智能方法对参数化方案的改进、模式分辨率与计算资源的平衡配置,以期为系统开展百米级气象数值模拟研究与应用提供参考. 展开更多
关键词 百米级 气象数值模拟 资料同化 物理方案 研究展望
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基于最大熵增模型对京津冀地表通量的估算与评估
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作者 张瑞 王迎春 +3 位作者 张亦洲 赵平 苗世光 李娜 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期492-505,共14页
利用观测数据和最大熵增(Maximum Entropy Production,MEP)模型,估算了京津冀地区小汤山、顺义和武清3个站的地表感热通量和潜热通量。模型的输入量为地表净辐射、地表温度以及地表比湿,其中地表温度和地表比湿分别通过地表向上、向下... 利用观测数据和最大熵增(Maximum Entropy Production,MEP)模型,估算了京津冀地区小汤山、顺义和武清3个站的地表感热通量和潜热通量。模型的输入量为地表净辐射、地表温度以及地表比湿,其中地表温度和地表比湿分别通过地表向上、向下长波辐射和相对湿度估算得到。将MEP模型计算结果与涡动相关(Eddy Covariance,EC)观测得到的感热通量和潜热通量进行比较,验证评估MEP模型。此外,将MEP模型计算结果与另一种简化计算方法(M20模型)以及7种再分析资料(NCEP1、NCEP2、MERRA2、ERA-5、ERA-Interim、JRA55、CRA)的日平均地表感热和潜热通量进行比较,对比分析它们在京津冀地区计算地表感热和潜热通量的准确度。结果表明:MEP模型计算的地表潜热通量和感热通量与涡动相关观测结果较为接近,具有相似的日变化、月变化和季变化特征。相比M20方法和再分析资料,MEP模型的计算结果与观测吻合得更好,具有更小的均方根误差和平均偏差。因此,最大熵增模型在京津冀地区计算地表热通量的准确度和可信度较高,在该地区具有较好的适用性。 展开更多
关键词 最大熵增模型 感热通量 潜热通量 涡动相关
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睿图-大涡系统支撑北京冬奥会气象服务保障的评估分析 被引量:2
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作者 刘郁珏 苗世光 +2 位作者 黄倩倩 李玉焕 张亦洲 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第6期733-744,共12页
为满足北京冬奥组委对气象预报提出的“百米级、分钟级”精细化需求,针对延庆和张家口赛区分别构建了由中尺度气象模式与大涡模拟耦合的百米微尺度预报系统“睿图-大涡”(RMAPS-LES),并对其2020—2022年赛事月份(2—3月)预报效果进行了... 为满足北京冬奥组委对气象预报提出的“百米级、分钟级”精细化需求,针对延庆和张家口赛区分别构建了由中尺度气象模式与大涡模拟耦合的百米微尺度预报系统“睿图-大涡”(RMAPS-LES),并对其2020—2022年赛事月份(2—3月)预报效果进行了对比检验。结果表明,微尺度RMAPS-LES相对于中尺度模式CMA-BJ对站点风、温表现出了较高的预报技巧。冬奥全站点三年平均的逐时2 m温度、10 m风速、瞬时风向的绝对误差分别为1.85℃、2.11 m·s^(-1)、44.43°,较CMA-BJ分别降低了28%、23.6%、30.33%。RMAPS-LES具有详细刻画大气微尺度湍流运动的优势,其风速脉动值概率密度分布接近正态分布,与观测相近。研究还发现,在动力降尺度时,不同尺度模拟区域之间需采用过渡技术以加速大涡模拟区域内湍流的快速生成。RMAPS-LES采用了基于网格位温随机扰动的湍流生成方案,能有效缩短过渡区,快速达到能量平衡。其技术路线对风电厂微观选址、精细气象环境评估等预报精度要求较高的气象保障服务亦有借鉴意义。 展开更多
关键词 北京冬奥会 高分辨率预报 大涡模拟 复杂地形 跨尺度模拟
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城市复杂下垫面对局地气温和风定量影响的观测研究
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作者 徐一平 郑祚芳 +1 位作者 苗世光 李林 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期385-397,共13页
为深入探讨城市局地气温和风的定量差异,采用智能微型气象站在门头沟城区开展了为期一年的观测试验,并采用局地气候分区,分析了局地环境对近地面气温和风场的影响。结果表明:(1)白天气温受太阳辐射、建筑物遮蔽、土地利用、人为热排放... 为深入探讨城市局地气温和风的定量差异,采用智能微型气象站在门头沟城区开展了为期一年的观测试验,并采用局地气候分区,分析了局地环境对近地面气温和风场的影响。结果表明:(1)白天气温受太阳辐射、建筑物遮蔽、土地利用、人为热排放的综合影响,夜间气温主要受城市冠层特性和人为热排放(交通、生活)的影响。中层密集型地块夏季日平均气温偏高0.68℃,高层密集型地块冬季日平均偏高0.66℃(与稀疏建筑地块相比,下同)。密集树木地块的降温效应夏季(0.3℃)强于冬季(0.07℃)。水体的降温效应主要体现在夏季白天,平均偏低0.29℃;而冬季水体以增温效应为主,日平均偏高0.38℃。(2)水体地块由于粗糙度较小,夏季、冬季风速日平均分别偏高0.5 m/s和0.37 m/s;密集树木由于风屏障作用,夏季、冬季风速日平均偏低0.13 m/s和0.23 m/s;由于建筑物的阻挡作用,夏季、冬季,中层密集型地块风速日平均偏低0.54 m/s和0.48 m/s。本文揭示了城市复杂下垫面对局地气温和风的定量影响,研究表明局地气候分区可较好地反映城市街区气温和风的局地差异,为宜居城市建设提供科学基础。 展开更多
关键词 北京门头沟城区 局地 气温 社会化观测
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温度层结对建筑风环境定量影响的大涡模拟
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作者 李玉洁 徐一平 +1 位作者 苗世光 严超 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期518-532,共15页
基于局地气候区分类,选取了北京门头沟地区4种局地气候区(高层开阔、高层密集、中层密集、稀疏建筑)作为研究对象,利用高分辨率大涡模拟方法,数值研究温度层结效应对不同局地气候区风和湍流特性的影响。2019年11月7日晴天小风个例模拟... 基于局地气候区分类,选取了北京门头沟地区4种局地气候区(高层开阔、高层密集、中层密集、稀疏建筑)作为研究对象,利用高分辨率大涡模拟方法,数值研究温度层结效应对不同局地气候区风和湍流特性的影响。2019年11月7日晴天小风个例模拟结果表明:1)温度层结对湍涡的形状和范围有显著影响。在近地面水平剖面上,稳定层结下涡旋数量较中性层结情况减少,但涡旋的纵向延伸范围可增大67%;不稳定层结下涡旋数量较中性层结增加,涡旋的纵向范围可缩小60%。在垂直剖面上,相较于中性层结,稳定层结下环流结构减弱且涡旋的纵向范围可缩小40%,不稳定层结下环流结构增强且涡旋的纵向范围可增大20%,该现象在高层密集型地块最为明显。2)4种局地气候区的风速的高值区主要位于平行于盛行风方向的建筑物两侧及屋顶附近,热力作用对总风速有增益作用,近地面风速较入流风速可增加1.27~2.18倍。3)4种局地气候区湍动能的高值区主要位于建筑物底部拐角处和屋顶,不稳定层结下近地面的湍动能是中性层结的1.2~1.5倍,而稳定层结下是中性层结的0.5~0.8倍,即不稳定层结条件下浮力引起的热力湍流增强混合效率,而稳定层结条件下湍流运动受到抑制。4)相较于其他局地气候区,高层密集区域的建筑物底部风速较大,在不稳定层结下易形成较强的狭管效应,其街区峡谷最大风速是中层密集的1.5倍。 展开更多
关键词 城市边界层 大气湍流 局地气候区 层结稳定性
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基于高分辨率数值模拟的杭州市通风廊道气象效应研究 被引量:9
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作者 刘红年 贺晓冬 +3 位作者 苗世光 俞布 危良华 王学远 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期22-36,共15页
城市通风廊道能增加城市空气流通能力,缓解城市热岛,为了定量评估城市通风廊道的气象效应,本文采用区域边界层化学模式(RBLM-Chem),利用杭州市高分辨率地表类型、城市建筑等资料,开展了杭州市通风廊道影响的模拟研究,模式水平分辨率为25... 城市通风廊道能增加城市空气流通能力,缓解城市热岛,为了定量评估城市通风廊道的气象效应,本文采用区域边界层化学模式(RBLM-Chem),利用杭州市高分辨率地表类型、城市建筑等资料,开展了杭州市通风廊道影响的模拟研究,模式水平分辨率为250 m。本文针对冬季和夏季两个典型个例进行数值模拟和敏感性试验,夏季个例时间为2013年8月12日,盛行南风,风向顺着通风廊道;冬季个例时间为2014年1月28日,盛行东风,风向垂直于通风廊道。主要结论如下:城市绿色通风廊道有增加风速、降低气温、提高湿度的作用,与没有通风廊道的情况相比,夏季风顺着廊道方向时,廊道区域风速平均增加可达1.4 m/s,廊道区域内60 m高度风速平均增加可达1 m/s。而冬季风垂直于廊道时,廊道区域风速增加较小,仅有0.5 m/s左右。通风廊道夏季降温幅度平均可达2.7°C,冬季降温幅度较小,仅有0.6°C左右。通风廊道对气象场的影响随风向向下游延伸,夏季在通风廊道下游250 m处,风速增加、气温下降、相对湿度增加最大值分别为1.5 m/s、2.9°C、3.1%,即使在通风廊道下游1500 m处,最大降温仍有1.2°C。 展开更多
关键词 杭州 城市气候 城市通风廊道 RBLM-Chem模式
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城市化对北京单次极端高温过程影响的数值模拟研究 被引量:5
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作者 张雷 任国玉 +5 位作者 苗世光 张爱英 孟凡超 朱士超 任玉玉 索南看卓 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第5期1093-1108,共16页
城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分。本文利用WRF模式,对2010年7月2~6日(北京时)北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理。采用优化后的WRF模式... 城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分。本文利用WRF模式,对2010年7月2~6日(北京时)北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理。采用优化后的WRF模式,能够模拟出北京连续5日高温的特征和城市热岛强度的变化。城市下垫面的不透水性决定了城区2 m高度处相对湿度低于乡村,削弱了城区通过潜热调节城市气温的能力。日落后,城市感热通量下降缓慢,城区降温速率小于乡村,夜间边界层稳定、高度低,风速小,抑制了城乡之间能量的传输,形成了夜间强的城市热岛强度,造成夜间城市气温明显高于乡村。日出后城乡地面感热通量、潜热通量迅速上升,边界层稳定性下降。午后,城市下垫面分别为地表感热通量和潜热通量的高、低值中心,通过潜热调节气温的能力被削弱;边界层稳定性降低,有利于能量的垂直扩散;此时,城市热岛强度小于夜间。因此,北京城市下垫面形成了明显的城市热岛效应,加重了城区极端高温事件的强度。此外,在这次高温热浪期间,中国东部大部分地区受到大陆暖高压控制,晴空少云,西北气流越山后形成焚风效应,是北京地区高温热浪形成的天气背景。 展开更多
关键词 极端高温 城市热岛 数值模拟 WRF(Weather Research and Forecasting) 北京
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城市气象研究进展 被引量:21
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作者 苗世光 蒋维楣 +7 位作者 梁萍 刘红年 王雪梅 谈建国 张宁 李炬 杜吴鹏 裴琳 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期477-499,共23页
中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研... 中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。 展开更多
关键词 城市化 城市天气 城市气候 综合观测网 外场观测试验 多尺度数值模式 大气环境
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冬奥会小海坨山赛区边界层风场大涡模拟研究 被引量:20
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作者 刘郁珏 苗世光 +1 位作者 胡非 刘玉宝 《高原气象》 CSCD 北大核心 2018年第5期1388-1401,共14页
北京市延庆区小海坨山将承担2022年第24届冬季奥运会部分高山滑雪、高山速降等室外赛事。由于室外赛事对近地面风场有着极其严格要求,需要提供百米内分辨率风预报产品。目前广泛使用的高分辨率(>1 km)中尺度模式尚不能满足这一预报... 北京市延庆区小海坨山将承担2022年第24届冬季奥运会部分高山滑雪、高山速降等室外赛事。由于室外赛事对近地面风场有着极其严格要求,需要提供百米内分辨率风预报产品。目前广泛使用的高分辨率(>1 km)中尺度模式尚不能满足这一预报需求。本文基于中尺度气象模式(WRF)的大涡模拟(LES)功能,针对冬奥小海坨山地区构建在线耦合中-微尺度WRF-LES模式系统,采用四重单向嵌套将水平分辨率从中尺度1 km降至微尺度37 m,对发生在该地区2017年1月13日晴天大风个例开展边界层风场的精细模拟。结合观测,通过设计模式水平、垂直、地形分辨率及边界层方案敏感性试验,检验和评估了WRF-LES作为真实大气模拟工具在复杂地形区域的适用性。结果表明,由于LES能解析大气湍流中部分湍涡能量,相比普通中尺度模式WRF,百米或更高分辨率WRF-LES能捕捉更多大气小尺度运动特征,刻画出局地流场结构,获得更精细、准确的近地面风场信息。为实现精确模拟,模式需引入与水平分辨率相匹配的高分辨率地形高程数据,结合计算资源能力设置垂直网格距。模拟结果表明WRF-LES对复杂山地近地面风场具有超高分辨率模拟应用的潜力和价值,表现出较好的预报能力,可为冬奥会精细气象服务提供技术支持。 展开更多
关键词 中尺度模式 大涡模拟 复杂地形 大气边界层 冬奥会
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修正WRF次网格地形方案及其对风速模拟的影响 被引量:16
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作者 刘郁珏 苗世光 +1 位作者 刘磊 胡非 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期70-81,共12页
复杂地形区域风场模拟的准确率一直是风能研究领域的难点和重点。WRF模式是目前风能评估领域应用最广泛的天气数值模式之一,但该模式在复杂地形区域存在对平原、山谷风速高估且对山顶风速低估的系统性误差,并有研究建立次网格地形方案... 复杂地形区域风场模拟的准确率一直是风能研究领域的难点和重点。WRF模式是目前风能评估领域应用最广泛的天气数值模式之一,但该模式在复杂地形区域存在对平原、山谷风速高估且对山顶风速低估的系统性误差,并有研究建立次网格地形方案以订正误差。而次网格地形方案在不同水平分辨率下常出现错误的修正结果,该文基于高精度地形高程数据分析了方案失效的主要原因,发现其方程组中判断山体形态特征的阈值-20在过低和过高水平分辨率下均失去参考性。针对这一原因.将方案中影响关键参数C_t的地形高度算子与模式水平分辨率进行拟合,形成地形高度算子与水平分辨率相依赖的线性关系,获得不同分辨率下更适合的山体形态阈值。通过与自动气象站10 m风速对比分析了修正前后WRF对低层风速的模拟效果,结果显示:修正后的次网格地形方案能够分别在较低和较高分辨率下,部分矫正原方案错误的订正结果,使低层风速模拟更接近实况。修正后的次网格地形方案可为复杂地形区域开展高分辨率风场模拟提供参考。 展开更多
关键词 WRF 复杂地形 次网格地形方案 高分辨率模拟
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杭州市城郊生态带对城市气象特征的影响 被引量:2
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作者 韩宗姗 刘红年 +3 位作者 贺晓冬 苗世光 俞布 危良华 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1034-1044,共11页
城市生态带的局地气候特征及其影响是生态城市建设的重要内容.利用南京大学区域边界层模式(Regional Boundary Layer Model,RBLM),对杭州市城湖控制区2014年和2015年12d个例进行了两组数值模拟研究.在不同背景风下,分析杭州市城郊生态... 城市生态带的局地气候特征及其影响是生态城市建设的重要内容.利用南京大学区域边界层模式(Regional Boundary Layer Model,RBLM),对杭州市城湖控制区2014年和2015年12d个例进行了两组数值模拟研究.在不同背景风下,分析杭州市城郊生态带对下游城区气象特征的影响.研究表明:城郊生态带山区表面是低温、高湿和大风速区域,当背景风为西北风时,山区对下游城区的温度、相对湿度和风速的影响范围分别为0.25km,0.75km和0.5km;在西南风下,山区对下游城区的温度、相对湿度和风速的影响更远,降温、增湿、风速增大范围分别达到3.5km,3km和2.25km,这主要是因为山区是西南-东北走向的原因.2014年4月15日城湖控制区有明显的山谷风环流,当日背景风风速较小,观测到这一天背景风向为偏东风,且风向没有明显转向,谷风出现时间为11:00-18:00,山风出现时间为19:00-次日07:00,18:00-19:00为谷风和山风的转换期,山谷风垂直厚度大约为300m. 展开更多
关键词 山谷风 生态带 山区 数值模拟 降温增湿效应
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延庆-张家口地区复杂地形冬季山谷风特征分析 被引量:23
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作者 贾春晖 窦晶晶 +1 位作者 苗世光 王迎春 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期475-488,共14页
基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带(包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部... 基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带(包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部分平原地区)复杂地形的风场精细化时、空分布特征,揭示不同复杂地形下局地风场的时、空变化规律,加深对复杂地形动力、热力作用对近地面风场影响的认识,为冬季山区风场预报以及复杂地形数值模式改进提供参考。结果表明:晴朗小风天风持续性作为矢量平均风速和标量平均风速的比值,可以作为研究风场变化规律的重要参数。根据风持续性的日变化特征,可以将研究区域内所有站点分为10种类型,分别代表不同局地地形特征的影响,风持续与风向变化的相关也很强。研究区域主要有3种类型的地形风:斜坡风、峡谷风以及较大尺度的山区平原风。不同地形特征下的风场、风持续性存在明显不同的日变化特征,山风和谷风相互转化的时间也不同,山区最早,盆地次之,平原区最晚;山风时段持续时间较谷风时段长,风速小;晴朗小风天实测风反映了实际风场的特征,而排除环境背景风场,弱化地形动力作用后整个冬季的局地风作为理论山谷风,更能反映热力作用下的山谷风特征。 展开更多
关键词 山谷风 复杂地形 风持续性 冬季小风天 局地风
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中国大城市具有建筑物分类的土地利用分类数据集构建研究 被引量:1
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作者 马倩 王咏薇 +2 位作者 苗世光 张亦洲 穆清晨 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期135-147,共13页
局地气候分区(Local Climate Zone,LCZ)方案是一种新的城市高分辨率土地利用分类(High Resolution Land Use Classification,HRLUC)数据集构建方法。基于LCZ分类体系制作了中国63个城市的具有建筑物分类的HRLUC数据集。原数据采用2017—... 局地气候分区(Local Climate Zone,LCZ)方案是一种新的城市高分辨率土地利用分类(High Resolution Land Use Classification,HRLUC)数据集构建方法。基于LCZ分类体系制作了中国63个城市的具有建筑物分类的HRLUC数据集。原数据采用2017—2019年的Landsat 8卫星数据及高分辨Google Earth影像,涵盖51933个训练样本(>100 m×100 m)和15841个验证样本。精度评估结果表明:中国63个城市的HRLUC数据集总体质量较好,总体准确率为72%~92%,平均准确率为81%;城市用地类型准确率为59%~82%,平均准确率为72%;自然覆盖类型准确率为71%~100%,平均准确率为89%。与同类研究相比,本研究的城市用地类型准确率较高。此外,基于原始LCZ分类体系,增加修建区为中国城市LCZ分类的基本类型;63个城市中有24个城市的修建区占比超过5%,该类下垫面多位于城郊结合部。 展开更多
关键词 土地利用分类 高分辨 中国大城市 建筑物类型 修建区
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城市气象研究国际前沿动态综述 被引量:5
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作者 于淼 窦晶晶 +2 位作者 苗世光 楚艳丽 孙丹 《气象科技进展》 2019年第1期16-22,共7页
通过梳理2018年8月在美国纽约举行的第十届城市气候国际会议主要研究成果,分类汇总了城市气象研究的最新国际进展与发展趋势,包括城市气候过程、城市环境下气候变化适应与应对、气候条件下城市规划和管理、最新城市气象探测技术、城市... 通过梳理2018年8月在美国纽约举行的第十届城市气候国际会议主要研究成果,分类汇总了城市气象研究的最新国际进展与发展趋势,包括城市气候过程、城市环境下气候变化适应与应对、气候条件下城市规划和管理、最新城市气象探测技术、城市环境数值模拟、大城市气候、城市遥感、城市地区极端天气等方面。在此基础上,根据我国城市化发展特性,探讨了我国城市气象研究的未来发展方向。 展开更多
关键词 城市气候 城市环境 国际城市气候会议 国际前沿
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基于激光云高仪反演全天边界层高度的两步曲线拟合法 被引量:7
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作者 蔡嘉仪 苗世光 +3 位作者 李炬 潘昱冰 权建农 程志刚 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期864-876,共13页
大气边界层高度是天气、气候、大气环境研究中的一个重要参数,目前尚缺少基于激光雷达探测系统反演全天边界层高度的有效方法。文中利用北京朝阳站、大兴站的激光云高仪数据,首先评估了梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差法反... 大气边界层高度是天气、气候、大气环境研究中的一个重要参数,目前尚缺少基于激光雷达探测系统反演全天边界层高度的有效方法。文中利用北京朝阳站、大兴站的激光云高仪数据,首先评估了梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差法反演边界层高度的适用性和局限性,发现梯度法容易受环境噪声的影响,曲线拟合法稳定性较好,但在夜间弱湍流条件下会将残留层高度误判为夜间边界层高度。提出两步曲线拟合法,将一天中边界层结构划分为白天的对流边界层、夜间的残留层和稳定边界层,通过用不同的理想曲线对其进行两步拟合,获取全天边界层高度的变化。将两步曲线拟合法的反演结果与基于L波段探空雷达的位温梯度法的探测结果进行比较发现:两者相关系数为0.91,证明了两步曲线拟合法的可行性以及激光云高仪探测边界层高度的应用潜力。采用该方法反演2017年5—6月朝阳站与大兴站边界层高度,对比发现:城区特殊的下垫面性质使朝阳站日间对流边界层发展更早,边界层高度更高,全天朝阳站边界层高度的变化在308—1391 m,大兴站在197—1302 m。 展开更多
关键词 激光云高仪 两步曲线拟合法 大气边界层高度 对流边界层高度 稳定边界层高度 残留层高度
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北京冬季城市人为水汽排放的定量估算研究
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作者 徐一平 苗世光 +1 位作者 赵德龙 丁德平 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期461-470,共10页
在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点。人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得。本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算。研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区... 在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点。人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得。本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算。研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区域更高的水汽摩尔分数,当观测到城市水汽过量信号时,水汽排放率的估计值在58~9539 kg/s,占城市大气边界层水汽总平流(背景+城市过量)的0.64%到13.12%。城市过量水汽排放的主要来源是天然气燃烧、水冷空调系统、城市交通等人为水汽的排放,中心城区和周边区域融雪率和蒸发率的差异可能也会有一定的贡献,但所占比例较小。 展开更多
关键词 北京 冬季 人为水汽排放 定量估算
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Contrasting Characteristics of the Surface Energy Balance between the Urban and Rural Areas of Beijing 被引量:9
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作者 WANG Linlin GAO Zhiqiu +4 位作者 miao shiguang GUO Xiaofeng SUN Ting Maofeng LIU Dan LI 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2015年第4期505-514,共10页
A direct comparison of urban and rural surface energy balances, as well as a variety of other variables including incoming shortwave/longwave radiation and aerosol optical depth, is conducted for the Beijing metropoli... A direct comparison of urban and rural surface energy balances, as well as a variety of other variables including incoming shortwave/longwave radiation and aerosol optical depth, is conducted for the Beijing metropolitan area. The results indicate that, overall, the urban area receives a smaller amount of incoming shortwave radiation but a larger amount of incoming longwave radiation. However, comparisons in the aerosol optical depth and cloud fraction at the two locations suggest that neither aerosol optical depth nor cloud fraction alone can explain the difference in the incoming shortwave radiation. The urban–rural differences in the incoming longwave radiation are unlikely to be caused by the presence of more abundant greenhouse gases over the urban area, as suggested by some previous studies, given that water vapor is the most dominant greenhouse gas and precipitable water is found to be less in urban areas. The higher incoming longwave radiation observed over the urban area is mostly likely due to the higher temperatures of the ambient air. The urban area is also found to always produce higher sensible heat fluxes and lower latent heat fluxes in the growing season. Furthermore, the urban area is associated with a larger amount of available energy(the sum of sensible and latent heat fluxes) than the rural area, except in May and October when evapotranspiration in the rural area significantly exceeds that in the urban area. This study provides observational evidence of urban–rural contrasts in relevant energy-balance components that plausibly arise from urban–rural differences in atmospheric and land-surface conditions. 展开更多
关键词 aerosol load cloud evapotranspiration surface energy balance urbanization
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基于人口和能耗数据估算北京人为热排放 被引量:5
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作者 王耀庭 孟春雷 +2 位作者 苗世光 郑祚芳 李青春 《干旱气象》 2020年第1期89-99,共11页
利用2002、2010、2015年北京地区空间分辨率为1 km×1 km的人口密度和统计年鉴的总人口、车辆数、道路面积、12类能耗数据,获取能耗分时系数,优化由交通产生的人为热计算方法,计算北京地区冬、夏季节人为热,并研究其时空分布特征。... 利用2002、2010、2015年北京地区空间分辨率为1 km×1 km的人口密度和统计年鉴的总人口、车辆数、道路面积、12类能耗数据,获取能耗分时系数,优化由交通产生的人为热计算方法,计算北京地区冬、夏季节人为热,并研究其时空分布特征。结果表明,人为热主要由交通产生,最低占比40%,高峰期可达80%。电力、能耗产生的人为热各占约15%,冬季供热占比约15%,人体代谢约3%。交通产生的人为热呈早晚双峰结构,分别发生在08:00和18:00(北京时,下同);电力产生的人为热冬季为双峰结构,峰值在09:00和20:00,夏季为弧形结构,弧顶发生在15:00;能耗产生的人为热冬季为主、次峰形态,主峰出现在09:00,次峰出现在18:00,夏季为单峰形态,18:00为峰值。一天中01:00—11:00,电力和能耗产生的人为热冬季大于夏季,其余时间相反;夏季00:00—07:00,电力产生的人为热大于能耗,其余时间能耗大于电力;冬季所有时刻,能耗产生的人为热大于电力。2002—2015年人为热逐年增大,冬季峰值从130 W·m^(-2)增至330 W·m^(-2),夏季从120 W·m^(-2)增至300 W·m^(-2)。交通产生的人为热逐年大幅增大;电力产生的人为热2015年最大,约为20 W·m^(-2),2010和2015年接近,但比2002年都有明显增加;能耗产生的人为热呈现出与电力完全相反的特点。人为热空间分布与人口密度分布有很强的相关性,人为热高值区主要在人口密集的城市核心区,2002年冬、夏人为热最大值分别为300、240 W·m^(-2),2010年分别为660、431 W·m^(-2),2015年分别为666、423 W·m^(-2)。 展开更多
关键词 人为热 污染 人口密度 能源消耗 时空变化
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