局地相似性在近地面层大气中的一个应用

利用Ｕ．Ｈｏｇｓｔｒｏｍ教授提供的瑞典Ｕｐｐｓａｌａ大学气象系于１９８６年夏季在Ｕｐｐｓａｌａ市郊农田中观察到的近地面层大气资料，对近地面层大气的局地相似性进行了论证，并给出了一套相似性函数的经验常数。结果表明，局地相似性比Ｍｏｎｉｎ－Ｏｂｕｋｈｏｖ相似性更适合于描述复杂下垫面近地面层大气。

绵阳地区近地面层大气光学参数的测量与分析

利用大气光学参数测量系统对各种大气光学参数进行了实地测量,通过对实验数据的统计分析得出了绵阳地区近地面各种大气光学参数的初步变化特点,对绵阳地区的大气光学参数结构特性有了初步的认识,其结果为进一步进行激光传输和大气性质的遥感探测及实际激光工程应用提供了有益参考。

林网下垫面稳定大气近地面层温、湿和风速廓线相似性及通量特征

本文根据在林网下垫面测量的温、湿和风速梯度资料,分析了温、湿和风速廓线的相似性及通量特征。结果表明:在林网下垫面弱稳定大气近地面层中(0.1<Ri<0.25),温、湿和风速廓线符合Monin—Obukhov相似理论所予期的对数线性分布规律。相似函数P值在1附近,在Ri<0.25,P值变化不明显,Ri>0.25时,随Ri增大而增大。廓线参数β_u,β_?和β_w不是常数,而是稳定度参数Ri和L的函数。在Ri=0.25和L=20米附近廓线参数出现间断,两边遵循不同的变化规律。当Ri>0.25时,湍流交换减弱,感热和潜热通量的变化趋于稳定。

非均匀大气近地面层温度梯度的光学测量

从三维射线方程出发,经过分析和简化,得到水平非均匀大气条件下射线描迹的微分方程组,作为光学测量的理论基础。分析了温度梯度分布的一般特征;在射线弯曲的几何关系基础上,分析了折射角及折射角变化量和温度梯度的积分关系,讨论了路径加权特性,表明在非均匀并且温度梯度对光路中心不对称分布条件下,单边光学测量得不到温度梯度的区域平均值。需要通过双向对测,才能得到光路上温度梯度的算术平均。同时表明,多光源测量系统在非均匀大气近地面层得不到准确的平均温度廓线。

近地面层湍流大气中光传输到达角起伏实验研究

为研究不同气象条件下近地面层湍流大气对光传输到达角起伏的影响,在校园内一块较平坦草地上开展了光传输实验。采用半导体激光器作为光源,传输60 m至接收端,使用焦距为1.300 mm的望远镜接收后由CCD相机采集光点灰度图片。根据灰度图片上光点位置计算传输路径上的大气湍流折射结构常数C_n^2以及垂直、水平两个方向到达角(Angle of arrival,AoA)起伏方差的比值。同时测量了传输路径附近的温度、风速等气象数据,计算稳定度参数Richardson数。结果表明,Richardson数大于临界值0.25时,垂直、水平到达角起伏方差比值均大于1.0;Richardson数小于0.25时,垂直、水平到达角起伏方差比值在1.0左右起伏。由此可以看到,稳定层结条件下,湍流表现为各向异性特征;不稳定层结条件下,湍流表现为各向同性特征。

车载测污激光雷达探测近地面层臭氧

介绍了运用差分吸收激光雷达技术探测臭氧的原理,给出了车载测污激光雷达(AML-2)的系统结构,从垂直、水平、二维扫描等方面分别给出了AML-2探测近地面层臭氧的典型结果和时空分布图,并对其进行了分析。对研究近地面层臭氧时空分布规律和环境污染监测有着重要的意义。

绿洲与荒漠背景夏季近地层大气特征的对比分析

利用观测试验资料, 对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景近地面层大气特征的差异. 结果表明: 绿洲具有降温、保湿、风屏等效应, 地表温度和近地面层大气温度明显要比周围荒漠的低, 近地面层大气湿度要明显比周围荒漠的大, 近地面层大气风速和摩擦速度要比周围荒漠的小, 近地面层感热通量比周围荒漠小1/5, 近地面层潜热通量比周围荒漠大 10 倍左右. 同时, 绿洲与周围荒漠相比有比较可观的下沟运动, 这会对绿洲的能量和水分输送有贡献. 绿洲的 Bowen比大约是周围荒漠戈壁的1/20, 相差一个量级, 这说明绿洲和周围荒漠的气候特征相差十分明显.

绿洲和戈壁近地层大气湍流结构

本文分析了临泽防护林网内４０ｍ铁塔顶端以及化音戈壁滩上７８ｍ高处的大气湍流观测资料，得到了一些有意义的结果：（１）对稳定度比较接近的谱曲线进行对比，绿洲上空谱曲线的低频段较之戈壁上的衰减更快些。（２）假设湍流能量方程中的压力项和扩散项忽略不计，归一化后的湍能方程符合φｍ－ＺＬ＝φε戈壁滩上的结果较好地符合上述关系，但林网地区的φε值在中性情况下仅等于０５。通过上式计算证实其φｍ低于通常较光滑均一下垫面上的数值。

论近地面层湍流通量观测的一些问题

本文回顾并总结了目前在近地面层内观测湍流通量的方法。指出了各种观测方法的适用条件,比较了它们的测量误差和它们的优缺点,并讨论了各种测量方法存在的问题。该文的讨论对于选择近地面层湍流通量观测方案、提高观测精度、评价观测结果并对结果进行修正都有一定参考价值。

近地面层风温廓线的层结订正

近地面层风温廓线的层结订正孙卫国，任健美（南京气象学院．南京．２１００４４）（山西大学师范学院．太原．０３００１２）关键词近地面层，风温廓线，相似理论，普适函数近地面气层中，由于下垫面的直接影响以及湍流输送的结果，气象要素无论在时间上还是空间上的变化...

不稳定近地面层湍流的大涡模拟

采用加密网格的大涡模式获取边界层风、温场的高分辨率模拟结果 ,并据以分析近地面层大气的湍流特性。结果表明 ,较小的网格尺度使次网格湍流贡献率大为降低 ,模式计算结果对次网格参数的依赖性减小 ,边界层整体特征得到更好的反映。同时 ,模拟出的近地面层通量 廓线关系及湍流速度特征与实际观测结果吻合甚好 ,表明模式具有反映近地面层平均运动和湍流特性的能力。

重庆地区近地面层湍流谱特征分析

利用１９８９年１２月～１９９０年１月重庆地区的观测资料，计算了一般天气条件下和雾中的湍流谱。结果表明，重庆地区在中性和不稳定的条件下，湍谱的峰值频率比平坦地形大，峰值区较窄。在夜间静力稳定条件下，湍谱的低频部分能量突然增大。

基于气象参数戈壁沙漠地区近地面大气湍流建模

提出一种适合戈壁沙漠地区的近地面大气湍流模型。通过测量近地面层不同高度处温度、湿度、压强和风速等常规气象参数,结合模型可给出近地面层大气湍流强度。模型计算的近地面层大气湍流强度通常白天值最大,中午前后出现较宽的最大值区间,在日出时段和日落时段出现较明显的最小值,夜间呈不规则变化,该结果能够很好地反映近地面层大气湍流强度的变化特性。在影响大气湍流强度变化的参数中,大气温度的变化趋势直接影响着大气湍流强度的变化:通常白天大气温差较高时,大气湍流强度较强;大气温差较低时,大气湍流强度较弱;大气温差起伏较大的时刻,大气湍流强度的变化也会较大,大气温差起伏趋势与大气湍流强度变化趋势有相似之处。

近地面层的“隐形杀手”——臭氧污染

近日,国际环保组织亚洲清洁空气中心发布《大气中国2016：中国大气污染防治进程》报告称,根据政府公开数据分析,除PM2.5外,公众难以觉察的臭氧污染,正呈加剧趋势,并日益影响人们的生活。与＂张牙舞爪＂的雾霾相比,臭氧要＂低调＂得多,悄悄地＂隐藏＂在万里晴空中,却成为近几年夏天列入监控指标以来众多城市的大气环境污染元凶。

酒泉绿洲夏季大气边界层加热(冷却)特征初探

利用“绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究”的观测资料和酒泉站的地面和探空气象资料,计算了酒泉绿洲夏季大气边界层的加热(冷却)率,分析了酒泉绿洲近地面层和行星边界层的大气加热(冷却)率逐日变化,研究了不同典型天气下大气加热(冷却)率的变化特征。结果表明,酒泉绿洲近地面层和行星边界层内,大气加热(冷却)率具有明显的逐日变化特征;近地面层和行星边界层及整个大气层白天的大气加热率和夜晚的大气冷却率基本相当,大气能量基本守恒;日照时数、云量和特殊天气过程(如冷空气活动、沙尘天气和降水等)对大气加热(冷却)率有很大影响。

北京城市大气混合层与气溶胶垂直分布观测研究

2002年3～10月在北京大学利用微脉冲激光雷达(MPL)观测了气溶胶时空变化。提出一种反演混合层高度的方法,这种方法减小了仪器订正的误差,反演的混合层高度与探空测量结果有很好的一致性。利用该方法计算了观测期间晴天无云天气条件下的混合层高度,分析了混合层高度及其增长率的日变化、季节变化,初步研究了混合层高度和近地面气溶胶分布的相互关系,分析了表征大气扩散能力的通风系数的日变化。结果表明,利用MPL监测城市混合层是可行的和优越的。

河西地区非均匀下垫面的大气变性过程

利用ＨＥＩＦＥ野外观测资料，分析了河西地区黑河流域夏半年下垫面动力和热力特性的不均匀性；并以个别具有一定代表性的晴天观测资料为例，客观地分析了绿洲与沙漠或戈壁下垫面突变所产生的近地层大气变性过程；初步解释了绿洲近地层逆温和沙漠或戈壁近地层逆湿的形成机制。

贴地层通量与廓线关系的初步研究

以相似理论为基础,利用地面梯度观测资料,采用迭代方法确定湍流特征参量u.、T.和L,拟合出普适函数φ(Z/L)、φ(R_i)的半经验表达式以及特征长度L与稳定度因子ΔT/(Δu)~2之间的经验关系,讨论了湍流通量和温风廓线随稳定度参数的变化现律,并得出计算贴地层湍流通量的梯度方法。

微倾斜地形对南极稳定层结大气近地面层的影响

推导了倾斜地形上稳定大气近地面层的风切变普适函数。在东南极高原倾斜地形的条件下,利用地转阻尼定律和热传输定律,对各种外参数条件下倾斜地形的作用进行了研究。发现地形作用对近地面层的影响一般都在25％以上。对南极Mizuho站1980年38次探空资料的计算表明,倾斜地形的作用在27％～49％之间,并且冬季明显大于夏季。

关于大气稳定度分类的研究

通过兰州西固地区1981年到1983年夏季现场观测资料分析,在近地面层(1.5-50米)用双向风标垂直脉动角标准偏差(σ(?))对大气稳定度分类比较好。百米以上气层用稳定参数(ΔT)/(ΔZ)(温度梯度)分类较好,里查孙数(R_i)因风速仪器测量精度差,分类结果不够理想。