中国雪都阿尔泰山暖区暴雪水汽特征分析

为进一步做好中国雪都阿勒泰山冬季冰雪旅游暴雪预报预警服务,利用阿尔泰山固态降水数据、NCEP/NCAR再分析和GDAS数据,应用天气学诊断和不同水汽分析方法对2021年阿尔泰山区3次暴雪过程环流背景和水汽特征进行分析。结果表明:①3次暴雪过程均为新疆北部典型的暖区暴雪过程。②欧拉方法分析表明,该区水汽主要源于大西洋及其沿岸,阿尔泰山西边界为水汽输入,东边界和南边界为水汽输出,中、低层的水汽输入量与暴雪量关系密切,水汽通量散度辐合区位于对流层低层。③HYSPLIT(拉格朗日)方法分析表明,水汽源地主要来自北冰洋、欧洲,其次是中亚和加拿大,与上述结论明显不同;对暴雪区综合贡献较大的是对流层低层的水汽。④构建了阿尔泰山区暴雪过程水汽贡献模型,700 hPa及以上水汽自源地到达关键区后主要从偏西(西南)路径输入暴雪区,700 hPa以下水汽到达关键区后,在环流合适时主要从东南路径输入暴雪区,但从偏西(西南)和西北路径输入暴雪区的水汽也不容忽视;水汽主要在对流层低层聚集,并辐合抬升。

昆仑山北坡“6·14”极端暴雨过程的中尺度对流系统特征分析

在全球变暖的背景下,昆仑山北坡极端暴雨频发且影响巨大,由于对其的观测和研究相对匮乏,使得该区域暴雨监测和预报难度大。理解其发生机理和关键影响系统是提高其监测预报的有效途径,对该区域防灾减灾意义重大。利用高时空分辨率的气象观测资料、GPS/Met大气可降水量(PWV)资料、风云卫星资料(FY-2H)和ERA5再分析资料,对2021年6月14—17日昆仑山北坡一次极端暴雨过程进行大尺度环流背景场和中尺度对流系统特征分析。结果表明:(1)此次暴雨过程,暴雨站数多、累积降水量大、局地性强并且极端性强,在和田地区出现3个极端暴雨中心,分别发生了短时强降水和连续性降水。其中短时强降水过程持续时间短,最大小时雨强达29.4 mm;连续性降水持续时间达3 d,小时雨强小于5 mm。本次极端暴雨发生的有利环流背景是双体型南亚高压在对流层高层维持,中亚低涡形成发展。在高低空急流共同作用下,高层强辐散、低层辐合促进大气垂直运动发展,500 hPa偏南气流、700 hPa切变线以及850 hPa偏东气流相互配合为暴雨提供有利动力配置。(2)对流层中层以西南路径和西南+南方路径水汽输送为主,低层主要以低空偏东急流携带水汽输送为主,中低层水汽输送路径形成耦合,促进本次极端暴雨的发展加强。极端暴雨发生前持续的水汽输送和强的水汽通量辐合中心,使得暴雨区大气可降水量(PWV)在降水前出现显著增湿聚集过程,PWV达30 mm。(3)列车效应型+合并加强型中尺度对流云团不断在暴雨站点上空生成发展并移过,是触发短时强降水的直接影响系统,站点位于对流云团黑体亮温(TBB)梯度最大处。中-β和中-α尺度对流云团发展维持以及涡旋状中尺度对流云带的持续覆盖,是导致暴雨站点发生连续性降水的关键系统。

低温烟气脱硝催化剂研究进展

在燃煤、水泥以及垃圾焚烧处理厂等工况中,烟气中含有的水汽和SO_(2)在低温条件下极易使催化剂中毒失活。因此如何解决低温抗水汽及SO_(2)中毒成为一个亟待解决的关键技术难题。首先分析了NH_(3)-SCR脱硝催化剂在工业低温环境中所面临的技术难点,包括水汽中毒和SO_(2)中毒的机制,然后详细阐述了近年来提高催化剂抗水抗硫性能的研究策略。包括设计疏水涂层,利用元素协同作用改善催化剂表面电子结构等,以抑制SO_(2)的吸附和氧化;设计酸性位点和氧化还原活性位点,以促进硫酸氢铵盐分解;添加牺牲剂,以提高催化剂的稳定性。最后,对提高抗中毒策略进行了总结与展望,旨在为低温高效、抗中毒能力强、使用寿命长的低温烟气脱硝催化剂设计与制备提供启示。

利用蒸发热板法测试纺织品的保湿性能

介绍了纺织品保湿性能的测试方法——蒸发热板法。该方法模拟微气候,测试湿阻和相对湿度。以评价纺织品的保湿性能。结果表明,化纤织物的湿阻和相对湿度与天然纤维织物差异不大,但是涂层织物的湿阻和相对湿度明显比一般织物偏大,市场上的保湿功能纺织品的相对湿度没有明显提升。在实验过程中,温湿度传感器的方向对相对湿度结果的影响较大,朝向亲水透气薄膜,相对湿度明显升高。此外,不同厂家的亲水透气薄膜性能差异较大,应统一亲水透气膜的水分率范围,以确保检测结果的准确性和一致性。

广西东南部“海葵”残涡特大暴雨成因分析

利用各种常规气象资料、ERA5再分析资料等对2023年9月“海葵”残涡造成广西东南部特大暴雨的成因进行分析。结果表明:(1)华南地区处于200 hPa南亚高压东南侧的辐散区,500 hPa副热带高压减弱东退,西风槽东移引导弱冷空气南下,有利于“海葵”残涡长时间维持在广西东南部上空,冷暖空气交汇激发对流,产生特大暴雨。(2)低层季风气流加强,在广西东南部有西南风和东南风的辐合,充足的水汽输送到“海葵”残涡东侧堆积,中高层辐散、低层辐合的良好配置促进了上升运动发展,为特大暴雨的发生提供有利条件。(3)对流单体后向传播形成“列车效应”,回波质心低,抬升凝结高度低,以高效率的暖云降水为主,超低空急流对强降水的出现具有指示作用。

汶川县2023年7月13日强降水天气过程分析

本文利用自动站观测资料和NCEP再分析资料,结合高空天气图和卫星云图,对汶川县2023年7月13日出现的一次强降水过程进行分析。结果表明:此次强降水天气过程发生在副热带高压外围的大气环境中,是川西高原低槽和副高外围西南暖湿气流共同作用导致的。相对湿度高、偏南气流水汽输送强等为强降水提供了充足的水汽条件,较强的上升运动和垂直抬升为强降水提供了有利的动力条件,较高的不稳定能量为强降水提供了良好的热力条件。

江西大气整层可降水量特征及其与暴雨的关系

为提高江西暴雨预报准确性,基于1990—2022年欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析(ERA5)资料、江西省国家气象观测站日降水资料和2023年逐时降水资料,分析江西省平均与暴雨日大气整层可降水量(Total Column Water Vapour,TCWV)分布特征,并确定了有助于预测江西区域性暴雨的TCWV阈值。结果表明:江西省暴雨日的TCWV呈现出明显的时空差异,月平均TCWV中12月、1月为20.0~36.0 mm,全年最低;7—8月可达64.0 mm以上,全年最高,主要集中在赣北和赣中的平原及丘陵地区。7—8月暴雨站点的月平均TCWV的中位数超过65.0 mm;8月最大值可达77.5 mm。暴雨期间,相关站点的TCWV在强降水前通常已达到或接近月平均值,强降水后下降至月平均值以下。暴雨日月平均TCWV值可作为预测该月江西区域性暴雨的阈值:若TCWV值接近或超过月平均值上限,极端降水发生的可能性增大。最大TCWV中心虽不完全与暴雨中心雨带位置重合,但通常位于其附近的高值区内,因此在强降水天气过程中,最大TCWV中心区域可作为预测暴雨雨带位置的重要参考。

西北地区大气降水δ^18O的特征及水汽来源

根据2005年各月在中国大气降水同位素观测网(CHNIP)位于西北地区的阜康、策勒、临泽、海北、沙坡头、长武和安塞观测站点收集的降水样品,对其中的同位素的组分进行测定,分析了西北地区大气降水中!18O的时空分布特征。所建立的局地大气降水线方程"D=7.05#18O-2.17,反应了西北地区独特的局地气候特点。降水$18O的温度效应显著,而降水量效应只在夏季(6-8月)间存在。%18O的空间分布特征可以很好地反映西北地区的大气环流背景。应用瑞利分馏模型及动力分馏模型对阜康-安塞沿线降水&18O的定量模拟结果,揭示了西北地区降水水汽的分馏主要以动力分馏为主,雨滴在降落过程中历经了一定的二次蒸发过程,其降水水汽中也混入一定量的由局地再蒸发的水汽。此外,利用西北地区在全球大气降水同位素观测网络(GNIP)中的乌鲁木齐、和田、张掖、兰州、银川和西安6个站点的长时间序列的’18O与降水量、温度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水(18O进行定量估算;基于乌鲁木齐站点12年的)18O资料对该地区的温度拟合,为历史气候的定量恢复提供了依据。

青藏高原东部及邻近地区水汽输送的气候特征

利用1980—1997年垂直积分的整层水汽输送通量资料,分析了青藏高原东部及其邻近地区水汽输送的气候特征。结果表明,该区的水汽输送具有明显的季节变化特征:冬、春季的水汽主要来源于中纬度的偏西风水汽输送,夏季(7月)主要来源于孟加拉湾和南海,秋季(10月)主要来源于西太平洋地区。季风携带的南来水汽在高原东侧地区的进退比较缓慢,8月初北扩到40°N附近,10月中旬南退出30°N,其强弱和进退异常能影响极端旱涝事件的发生。来自南海、西太平洋地区的水汽输送对高原东部及其邻近地区的影响值得关注。

临近绿洲的沙漠上空近地面层内水汽输送特征

1991年7月在HEIFE实验区沙漠站进行了一次水汽输送观测实验。观测发现近地面层内比湿廓线常常出现极小值,该极小值高度为零水汽通量面的高度。这个高度以上水汽向下输送,廓线呈逆湿特征,这个高度以下水汽向上输送,廓线呈蒸发特征。沙漠上空近地面层内水汽不是常通量,在一个固定高度上观测到的水汽通量和“潜热通量”不能代表地面的蒸发量和潜热通量。

不同卷烟原料物理保润机理研究

为考察不同卷烟原料的物理保润性能,通过动态水分吸附系统、重量法吸附仪和扫描电子显微镜,分别从失水曲线、水吸附量、水吸附焓和微观物理结构进行分析,从机理上阐明了其保润性能的差异性。水分子吸附研究结果表明,在25.2℃,3.0Kpa时,吸附量大小依次为叶丝>膨胀叶丝>膨胀梗丝>薄片,采用Sips模型拟合后计算其初始吸附焓大小为膨胀梗丝>膨胀叶丝>叶丝>薄片。结合卷烟原料动态水分评价及微观结构差异分析,得出如下结论:梗丝基于其超大孔结构及亲水性表面,随环境湿度的变化表现出吸湿快、解湿快的特点;叶丝基于其较丰富的油份及内含物的作用,保润性能最好;膨胀烟丝和薄片经过工艺处理后,对水分子的吸附量以及保持力都劣于叶丝。

GMS－5水汽图象所揭示的青藏高原地区对流层上部水汽分布特征

该文利用１９９５年６月中旬至７月初ＧＭＳ－５水汽图象，对青藏高原地区对流层上部水汽分布进行了初步分析．发现高原地区对流层上部水汽的汇集主要通过以下４种方式进行：①水汽从高原东南方的雅鲁藏布江河谷等地进入高原，是主要路径；②从西南方越过喜马拉雅山进入高原；③从帕米尔及其以北地区漂过塔里木盆地后进入高原；④对流活动可以引起水汽在高原上空积聚．从多时相平均水汽图象上反映出高原上西北干、东南湿的水汽分布特征，并初步讨论了水汽图象所揭示的在高原生成的系统对我国东部天气的影响．

利用NOAA-16/FY-1C和ASAR数据纠正大气水汽对重轨星载D-INSAR的影响

大气水汽影响一直是造成重轨星载合成孔径雷达差分干涉测量监测结果不确定性的一个重要因素.本文以地表形变速率稳定的延怀盆地为试验区,利用ASAR数据得到该区域的差分干涉处理结果,利用与ASAR数据获取时间相近的NOAA-16/FY-1C数据对该区域的大气水汽含量进行了反演.通过这些结果,对差分干涉处理结果中大气水汽的影响进行了去除.去除大气水汽影响后得到的地表形变结果与野外考察实测结果基本吻合,从而验证了该方法的可行性.

夏季青藏高原水汽输送特征

使用ＧＭＳ—５的６．７μｍ水汽图、云图及天气图等资料，综合分析了１９９５年６月中旬至７月上旬青藏高原上空的水汽输送过程，总结出中、高层水汽输送的三种环流型特征（脊东型、脊西型和反相型）；并初步分析了它们与降雨的关系。

GPS遥感大气可降水量在暴雨天气过程分析中的应用

利用北京市气象局地基GPS监测试验网遥感大气可降水量（PWV）数据，分析2004年汛期暴雨天气过程PWV的变化特征及其与降雨量、降雨强度的关系；通过分析地面、高空的位势高度场、风场，以及比湿外水汽通量Q及水汽通量散度AQ等物理量诊断场分布，研究天气系统与大尺度水汽输送、辐合的关系，大尺度水汽输送、辐合与PWV变化的关系；探讨GPS遥感大气水汽资料在预报强降雨天气过程中的应用。得出：PWV的增长方式受当地天气系统的支配和制约，对于明显降雨过程，当地面、高空天气系统有利于暖湿空气的输送时，在北京附近形成等湿度线密集区，PWV逐渐增长（降雨开始前的13-24h）的趋势；当地面、高空有辐合系统东移或生成，或有中小尺度天气系统影响时，PWV显著增长（降雨开始前的3～4h）；当PWV大于某阈值后出现较强降雨，PWV值及增量的大小与降雨量的大小没有明显的关系。

单向导湿织物的开发

导湿快干织物最大的优点是符合人们对健康、舒适的消费需求。采用单面整理设计单向导湿棉织物,使其达到导湿快干的效果。整理后棉织物的热阻和湿阻相对于同规格的棉织物都有所下降,水或汗液从整理面导向织物另一侧时,能快速扩散、蒸发,使织物内层保持相对干爽。对织物进行耐摩擦和耐洗性测试,结果表明,整理后织物有很好的拒水耐久性能,即单向导湿具有持久的效果。

消防服用织物材料热湿舒适性综合评价

为提高消防服的热湿舒适性能,减少消防员在灭火救援过程中的热应激反应,基于现有消防服用织物材料的物性参数和单项热湿舒适性指标,采用多元回归分析的方法综合评价消防服各层材料的热湿舒适性能,研究各外层材料的单项热湿舒适性指标与物性参数之间的关系。结果表明:以黑色芳砜伦为外层材料、Goretex为防水透气层材料、Nomex针刺毡为隔热层材料、Nomex/FR-VISCOSE(50%Nomex,50%阻燃黏胶)为舒适层材料的消防服热湿舒适性最好,并得出织物的吸湿速率常数、透湿率和干燥率与物性参数之间的显著多元回归模型。

成都地区大气平均温度建模及其在GPS／PWV计算中的应用研究

地基GPS气象学的关键技术是在于通过垂直方向上GPS信号的湿分量延迟值来确定大气可降水量-PWV,而这两个物理量间进行转换时需要用到一个关键性的参数——大气加权平均温度。本文首先讨论了估算加权平均温度的几种方法,然后利用成都地区2005年全年的大气探空数据,采用回归分析方法,建立了适合成都地区的大气加权平均温度模型,精度为±2.21K。最后将该公式应用到成都地区PWV的计算中,得到了非常理想的效果。

“04·8”山东远距离台风暴雨成因的数值模拟

利用非静力平衡模式MM5,对由台风"艾利"和西风带冷空气相互作用造成的2004年8月26—28日山东大到暴雨天气过程进行了数值模拟,并对暴雨形成机理进行了分析。结果表明,"艾利"台风外围的急流带在华东沿海到山东南部地区产生深厚的湿层和强水汽辐合,从而导致不稳定能量的积聚;干冷空气从高层入侵使降水区对流不稳定增强,并使不饱和湿空气达到饱和,对降水具有增幅作用;低层正涡度和辐合作用的加强,导致中尺度低涡的形成和暴雨中心的产生。

T91钢高温水蒸汽氧化层形成机理研究

为了研究T91钢高温高压水蒸汽条件下锅炉管道内壁氧化层的形成机理 ,对T91钢锅炉再热器管内壁高温高压水蒸汽条件下的氧化层形貌进行观察 ,利用X Ray物相分析仪测试氧化层的物相结构。结果表明 :T91钢在高温高压水蒸汽环境下产生的氧化皮内层为极薄且含有大量阳离子空位的单相无晶界CrFe2 O4(阳离子空位约为 3 7% )非晶体结构 :中层为较厚的单相CrFe2 O4细等轴晶和在其上生长的粗柱状晶结构 :外层为Fe3 O4 Fe2 O3