四川盆地大气混合层高度变化特征及其与PM_(2.5)浓度之间关系

利用四川盆地2016-2018年的探空资料,估算了3个代表地区(成都、宜宾、达州)最大混合层高度(MMH),运用ERA-interim再分析资料的边界层高度(ERA-PBLH)验证MMH计算结果的可靠性,分析了MMH的概率分布、季节变化特征,并结合同期PM_(2.5)日均浓度资料及地面气象观测资料,探讨了MMH和其他气象因子与PM_(2.5)日均浓度之间的关系。结果表明,四川盆地MMH整体偏低。在季节分布上,成都和宜宾MMH春季的最高,秋季的最低,达州夏季的最高,冬季的最低,这种地区性差异的主要原因来自感热通量及水汽条件的季节变化。总体上PM_(2.5)日均浓度随MMH的升高而逐渐减小。重污染天气多发生在MMH较低、相对湿度较大的情况下,较低的抬升凝结高度限制了混合层的增高,并且气溶胶吸湿增长作用明显,污染物容易聚集。盆地PM_(2.5)浓度的高值主要集中在风速为1.0 m/s左右,盆地内空气流入对当地污染物浓度有明显的增长作用。

兰州市区最大混合层厚度变化特征分析

根据Holzworth干绝热曲线法求最大混合层厚度的基本原理 ,提出了两种计算最大混合层厚度的方法———求解二元一次方程组法和逐步逼近法。利用此方法和兰州市气象站1 988～ 1 992年逐日的气象观测资料 ,计算并分析了兰州市城区最大混合层厚度的时间变化特征 ,其月平均值的年变化呈单周期型 ,即 1 2月最低 ( 71 6m) ,5月份最高 ( 2 0 74m) ;旬平均值的年变化趋势基本上与月平均值的年变化一致 ,只是在 4月下旬和 6月下旬分别出现两个峰值。冬季兰州地区处于不同天气系统控制时 ,其最大混合层厚度也有一定变化 ,其中冷锋过境前平均最大混合层厚度最低 ( 735m) ;冷锋过境后受蒙古高压前部控制时 ,平均最大混合层厚度最高为 ( 946m)。兰州城区SO2 、CO和NOX 三种污染物月平均浓度值的年变化也呈单周期型 ,但与月平均最大混合层厚度年变化曲线的位相几乎相反 ,即 1 2月份的浓度峰值对应平均最大混合层厚度的谷值 ,呈显著的反相关关系 ;其旬平均值的相关系数分别为 - 0 .774、- 0 .82 7和 - 0 .743,这表明最大混合层厚度是影响城市空气污染的重要因素。

敏感设备电压暂降失效事件不确定性的最大混合熵评估

敏感设备电压暂降失效事件是混合不确定事件,对其评估需考虑混合不确定性。以混合熵作为评价测度,建立敏感设备电压暂降失效事件不确定性的最大混合熵评估模型,并用以逆积法为基础的多阶段改进近似规划法进行模型求解。在评估过程中,将混合不确定性分解为随机性、模糊性和两者的交叉不确定性,并用随机商、模糊熵和交叉熵进行量化。以计算机(personal computer,PC)为例,考虑到PC机在电压暂降发生前可能处于全速、空载和正常等运行状态,电压暂降发生后可能出现完全死机、运算出错和"假死"等不同严重程度的失效状态,对实测样本进行评估,并与概率法、模糊法比较,结果证明,该方法所得结果客观、可行,克服了现有方法过估计或欠估计等不足,结果更符合实际。

结合激光雷达评估常规探空资料反演青藏高原混合层高度的适用性

利用微脉冲激光雷达探测资料,采用梯度法获取那曲地区夏季的混合层高度序列及日最大混合层高度;利用每日两次(08:00和20:00)的探空资料结合地面最大位温,采用气块法得到雷达探测对应日期的日最大混合层高度(MMH)。通过对比从不同资料得到的MMH,发现08:00探空反演结果与激光雷达结果有较好的一致性(相关系数R为0.85,均方根误差RMSE为0.30 km,平均绝对误差MAE为0.25 km,并通过显著性水平为0.95的t检验);20:00探空反演结果则与激光雷达结果偏差相对较大(R为0.84,RMSE为0.67 km,MAE为0.54 km,未通过t检验)。分析产生偏差的原因发现,探空时刻的残余层、前期的天气变化过程以及对流泡活动或强卷夹过程引起的混合层高度时空变化等都可能是导致20:00高度结果与激光雷达结果不一致的原因,使得20:00探空资料不适合进行最大混合高度的反演。位温廓线的日变化特征也会影响反演结果的准确性,导致08:00探空结果偏高,但可以通过统计订正做修正。

铜陵市空气污染物浓度与大气混合层高度的关系

以长三角地区典型工业城市为研究对象,利用气象探空站观测数据,采用干绝热曲线法计算代表大气垂直方向上大气混合能力的最大混合层高度,并与地面观测的空气污染物浓度观测结果进行对比分析。分析结果表明,2-4月和7-10月是月均最大混合层高度较高的2个时期;在季节变化上呈现出春季到冬季依次下降的特征,东亚季风气候是造成这些特征的主要原因之一。总体而言,随着最大混合层高度的增大,各污染物的最大可能浓度呈现出不同的降低趋势。最大混合层高度对颗粒态污染物(PM_(10),PM_(2.5))日均浓度的影响最为显著,主要原因是颗粒态污染物相对稳定、且生命周期长。对于气态污染物而言,化学性质稳定的CO的最大日均浓度与最大混合层厚度之间关系最好,其次为SO_2和NO_2。O_3由于化学性质不稳定且受太阳辐射影响显著,其最大日均浓度与最大混合层高度之间关系相对较差,但也存在着-0.692的负相关。

珠三角地区日最大混合层高度及其对区域空气质量的影响

大气混合层高度是影响大气扩散的主要因子之一,其对空气质量评估与污染物的存储量及分布起着重要作用。利用2014年4月至2018年3月珠三角地区香港(沿海站点)和清远(内陆站点)气象探空数据,采用干绝热曲线法估算代表大气垂直方向上大气混合能力的最大混合层高度,探讨沿海与内陆地区混合层高度的差异性,并将最大混合层高度估算值与地面观测的污染物浓度进行相关性分析。结果表明:珠三角沿海与内陆地区的混合层变化具有典型局地特征,沿海日最大混合层高度普遍低于内陆,两地平均高度分别为982m和1198m。区域混合层高度的空间差异性由多方面原因造成,其中温度日较差起到关键作用。由于海洋水体的气温调节作用,沿海地区温度日较差较小,因此混合层发展相对较低。珠三角地区各污染物浓度与混合层高度的相关性有较大差异,其中以CO为代表的一次污染物与混合层高度间呈显著负相关,以O3为代表的二次污染物与混合层高度间则呈显著正相关,而颗粒物作为多源性污染物(既有一次排放,又有二次生成),其与混合层高度之间的相关性较弱。

北京地区平均最大混合层厚度的时间变化特征

大气混合层厚度是大气环境质量影响预测中所需的重要参数。应用Holzworth干绝热法计算最大混合层厚度的基本原理,采用王式功等提出的逐步逼近法计算了北京观象台站1970—2007年的最大混合层厚度,分析了最大混合层厚度38年的变化和月平均值的年变化特征,同时应用2004—2007年同期的北京地区空气质量等级与同期大气混合层厚度逐月分布频率进行比较。结果表明,北京观象台的平均最大混合层厚度自1970—1998年有逐年减小趋势,1998年达到最小值,而从1998—2007年有逐年增加趋势,年平均最大混合层厚度与年降水日数有较为明显的负相关关系。最大混合层厚度的年变化表现出冬季低和夏季高的特征,且在夏季的7月和8月出现一个相对的低谷。空气质量等级与同期大气混合层厚度逐月分布频率表明,较高的最大混合层厚度出现频率较大的月,空气质量等级为1级和2级出现的频率高,而较低的最大混合层厚度出现频率较大的月,其空气质量等级为3级和4级出现的频率高。

呼和浩特城区最大混合层厚度变化特征分析

根据干绝热曲线法求算最大混合层厚度(MMD)的理论,使用呼和浩特市1956年11月至2009年3月逐日的常规气象观测资料,计算并分析了呼和浩特城区最大混合层厚度的时间变化特征。从月平均值的年变化看,12月最低(993m),5月份最高(2874m)。旬平均值的年变化趋势基本上与月平均值的年变化一致。当呼和浩特地区日平均风速不同时,其最大混合层厚度也有一定变化,日平均风速小于1m/s时,最大混合层厚度平均值不到1500m;日均风速大于2m/s时,最大混合层厚度平均值均超过2100m。呼和浩特城区SO2、NO2和PM10三种污染物月平均空气污染指数(API)的年变化与月平均最大混合层厚度年变化曲线的位相几乎相反,相关系数分别为-0.750、-0.854和-0.514,这体现了最大混合层厚度是影响城市空气污染的重要因素。

基于最大混合相关熵准则的主动噪声控制算法

为了处理脉冲噪声,传统的滤波x最大相关熵准则(filtered-x maximum correntropy criterion,FxMCC)自适应算法具有良好的降噪性能在主动噪声控制(active noise control,ANC)系统中。然而,FxMCC算法具有单一的高斯核,其降噪性能和收敛速度易受到核宽度取值的影响。因此,在ANC系统中,本文采用最大混合相关熵准则(maximum mixture correntropy criterion,MMCC),以两个高斯核的混合作为代价函数来推导滤波x最大混合相关熵准则(filtered-x maximum mixture correntropy criterion,FxMMCC)算法。仿真结果表明,在标准对称α稳定(symmetricα-stable,SαS)分布的脉冲噪声的主动噪声控制中,本文提出的FxMMCC算法比其他ANC算法具有更好的降噪性能。

利用探空秒数据估算北京地区日最大混合层高度

研究利用北京地区L波段探空秒数据和地面日最大位温,采用气块法反演北京地区日最大混合层高度(MMH)的可行性。将08时探空秒数据以及常规探空数据反演结果分别与对应的微脉冲激光雷达反演结果相比较,发现前者与激光雷达反演结果的一致性好于后者,常规探空数据垂直空间分辨率低可能是导致其反演结果误差较大的原因。分别用春夏秋冬的探空秒数据反演结果与激光雷达反演结果相比较,发现春夏秋反演结果的一致性较好,而冬季较差。利用08时探空秒数据结合地面日最大位温,采用气块法反演北京地区2010-2017年的MMH,发现MMH每年均表现出春夏秋冬逐次递减的分布特征。通过对长期资料的统计分析发现,北京地区日地面最高气温与850 hPa温度差定义的热力稳定度与MMH之间存在较强的正相关性。

四川盆地最大混合层厚度与大气污染物浓度的关系

基于2015~2018年四川盆地温江站、宜宾站、达川站和沙坪坝站的探空和地面观测资料以及同期AQI、6种主要污染物(SO_(2)、NO_(2)、CO、O_(3)、PM_(2.5)、PM_(10))质量浓度资料,使用逐步逼近法计算得到了四川盆地成都、宜宾、达州、重庆四城市的每日最大混合层厚度(Maximum mixing depth,MMD),并对其时间变化特征及其与各种污染物浓度之间的关系进行了分析。结果表明,四川盆地年平均MMD约1200m。季节变化明显,春夏高、秋冬低。9月至次年1月MMD相对较小。相关分析显示,剔除降水影响后,MMD与AQI、PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO浓度均呈负相关,而与O_(3)浓度显著正相关。在污染最为严重的冬季,MMD明显低于春夏季节。MMD越小、颗粒物浓度越高。低MMD大大压缩了近地面污染物的扩散空间,污染物在有限的空间内不断累积、浓度增大。

浙江省空气质量与大气自净能力的特征分析

利用最新的高时空分辨率ERA-Interim探空和地面资料,计算分析了1979—2015年浙江省大气输送和自净能力的时空分布变化特征,结合环保局空气质量监测数据探讨了浙江省空气质量与大气自净能力的关系,结果表明:大气自净能力在春、夏季表现出沿海地区小,内陆地区大的分布;到了秋、冬季,沿海地区大气自净能力增大,内陆地区则减小;研究时段内全省平均大气自净能力有增大趋势。表征低层输送能力的10 m风速在秋、冬季最大,夏季最小,随时间略有减小,这是浙江省空气污染加剧的可能原因之一;10 m风速的分布基本呈从东部沿海地区往西部山区逐渐减小的变化趋势,秋、冬季风速略大,以偏北风为主。浙江省大部分地区冬季大气自净能力最差,盛行的偏北风又容易将北方污染物带下来,因此冬季是浙江省最易发生空气污染的时段。当风速较小,风向转为偏西北风时,污染物从北方输入并且积累,最易出现较严重的污染天气。中度及以上的空气污染主要发生在杭嘉湖、宁波、绍兴、金华这些经济发达的地区,沿海地区的舟山、温州、台州由于大气输送条件好发生站次很少。丽水和衢州山区海拔高,加之本地工业经济发展较弱,空气污染发生的频次较少。

计及失效事件和严重程度不确定性的设备电压暂降失效率评估

综合考虑电压暂降影响下设备失效事件发生和后果严重程度的复杂不确定性,将设备失效样本分为由随机性、模糊性和交叉不确定性引起的失效样本,分别用随机熵、模糊熵和交叉熵度量刻画相应的不确定性,建立最大混合熵评估模型,并用近似规划法求解。在分别定量评估3类不确定性引起的设备失效率的基础上,按各自的权重进行设备失效率综合评估,评估结果表明,该方法能克服现有方法的过估计和欠估计问题。

中国典型代表城市空气污染特征及其与气象参数的关系

基于2000年6月至2013年8月中国120个环境保护重点城市的空气污染逐日监测数据及同期地面气象观测资料和探空资料,分析了中国典型代表城市的空气质量状况及其与污染气象参数的相关性。结果表明:中国典型代表城市的AQI整体呈由北向南减小的空间分布特征,北方城市API的季节分布呈"冬高夏低"型,且变幅明显大于南方城市。北方城市的逆温层厚度整体较南方城市高,且代表城市的逆温层厚度在年际尺度上均呈"U"型分布,并呈现"冬半年强夏半年弱"的特点。中国典型代表城市最大混合层厚度与逆温层厚度呈反位相关系,北方和南方地区高海拔城市最大混合层厚度较高,变幅大;南方地区低海拔城市则相反。污染气象参数与API关系密切。可见,北方城市冬季污染重,是由取暖引起的污染排放量增加和由污染气象参数反映的大气边界层扩散能力降低双重作用造成的,可以为空气污染潜势预报提供参考。

机筒槽深和机筒与螺棱间隙对力化学反应器的影响

从对力化学反应器挤出成型和剪切效果有重要影响的机筒螺槽深度(简称槽深)和机筒与螺棱间隙着手,分别通过改变机筒槽深和机筒与螺棱间隙,采用Polyfl ow软件对聚乙烯熔体在等温状态下的挤出过程进行数值模拟。对表征力化学反应器剪切效果的参数指标,如最大剪切速率、最大剪切应力和最大混合指数作相应的比较分析。研究结果表明,机筒未开槽(槽深0 mm)或槽深过大(2 mm)均降低了力化学反应器对物料的剪切和混合作用,而槽深为1 mm时,获得的最大剪切速率、最大剪切应力值和最大混合指数最大;随着机筒与螺棱间隙从0.5 mm依次增加到1 mm和2 mm,力化学反应器对物料的剪切及混合能力依次减弱,当机筒槽深为1 mm,且机筒和螺棱的间隙尺寸为0.5 mm时力化学反应器对物料的剪切和混合效果最好。

西北干旱区和黄土高原大气边界层特征对比及其对气候干湿变化的响应

利用西北干旱区民勤、黄土高原平凉和榆中3站2006—2009年1、4、7月和10月逐日08:00时和20:00时探空资料、降水和日最高气温,计算和对比分析了最大混合层厚度(ML)、逆温层特征和垂直温湿场及其对干湿气候变化形成的影响.结果表明:最大混合层厚度与最高地气温差关系较为密切,呈显著正相关,干旱区民勤较密切其相关系数达0.92.最大混合层厚度4月最深厚,干旱区民勤高达2 871m,明显高于黄土区两站200～400m左右,平凉最为浅薄,1月不足1 000m;但日降水量≥5mm的降水发生时榆中较深厚,高于其他两站300～400m.强降水发生前后干旱区湿度变化大,发生时高低空湿度迅速增大,而黄土高原变化湿度小,榆中中低层增湿较明显.干旱区近地层较干,但有降水时中高层增湿较黄土高原显著.干湿气候变化与最大混合层厚度、逆温层的频数和强度、近地面层的干湿程度关系密切,混合层越深厚,逆温层多而强,近地层越干,干旱加剧.

混水直连供热系统的节能分析

介绍了直接式供热系统的2种形式,对单纯直连和混水直连2种连接方式进行了分析,提出大混合比混水直连方式是一种优化节能设计方案,并介绍了这一方式的运行调节方法。

风能资源数值模拟评估的分型方法研究

为了实现时间跨度较长(20—30年)的风能资源数值模拟评估,建立了一种新的分型方案,采用地面和探空观测资料,以风速、风向和最大混合层高度作为分型因子,针对每种类型随机抽取5%的日数进行真实算例的数值模拟。根据中国所有地区典型日的平均风能参数和30年观测平均结果的对比分析,得出以下结论:(1)中国所有分型站点挑选典型日的平均风速与30年平均风速的绝对误差均小于0.10 m/s,相对误差均低于6.50%;挑选典型日各风向频率值与30年结果的绝对误差平均值为0.28%—0.48%,风速频率绝对误差的平均值为0.09%—0.54%。(2)通过模拟区域分型站点以外探空气象站的风向频率和风速频率的对比检验发现:沿海地区风向频率绝对误差为0.27%—0.63%,风速频率绝对误差为0.14%—0.49%;内陆复杂山地风向频率绝对误差基本在0.57%以下,风速频率绝对误差为0.22%—0.60%;结果表明选取一个分型站点能够代表整个模拟区域内的风能资源特性。(3)根据沿海和内陆山地模拟区域重合范围内的探空站分型结果对比分析发现:对于模拟区域重合范围内的探空站,采用所有模拟区域分型站典型日结果加权平均后的风能参数对比误差大大低于各自模拟区域分型站点的对比误差。

乌鲁木齐冬季浅薄型焚风对大气扩散条件及空气质量的影响

基于2013—2015年冬季乌鲁木齐市6个环境监测站6类污染物逐时的浓度数据,结合乌鲁木齐逐时的地面气象数据、风廓线雷达及常规探空资料,分析了浅薄型焚风对大气扩散条件及污染物浓度变化规律的影响。研究发现:冬季乌鲁木齐浅薄型焚风的出现频率为57.3%,焚风气流平均气流底高约600 m,气流顶高约2100 m,气流厚度约1500 m;乌鲁木齐市冬季焚风日大气扩散条件与非焚风日相比,最大混合层厚度偏低200 m,逆温层厚度偏厚350 m,逆温差差异达4.4℃,逆温强度和平均风速差别不大;焚风日各污染等级的出现频率都高于非焚风日:Ⅲ-Ⅵ级污染日出现频率累积偏高18%,Ⅵ级严重污染日则必有焚风相伴随;除O3以外,焚风日里各类污染物浓度都高于非焚风日,但日变化规律类似;6类污染物浓度的空间分布在焚风日和非焚风日一致,但是各站污染物浓度均高于非焚风日(O3除外)。市区偏南地带空气质量稍优于市区中心和北部地区。

正常婴儿的闪光视网膜电图特性

目的:探讨4至5个月龄正常婴儿视网膜功能特性。 方法:选取正常4个月龄婴儿17例(34只眼)、5个月龄婴儿13例(26只眼)和正常成年对照39例(78只眼)进行闪光视网膜电图(electroretinogram,ERG)检测,记录视杆细胞反应、视锥细胞反应及最大混合反应。对比分析两个婴儿组的ERG各个反应的b波振幅及潜伏期,并与正常成人组作比较。 结果:两个正常婴儿组ERG各个反应的b波振幅和潜伏期与正常成人组相比都有非常显著差异,婴儿组的振幅低、潜伏期长。两个正常婴儿组之间相比,视锥反应有显著性差异,5个月龄组振幅较高,潜伏期较短:而视杆反应和最大混合反应无显著性差异。4个月和5个月龄婴儿组的视杆反应b波平均振幅分别为正常成人38.9％和36.7％,而视锥反应b波的平均振幅分别为正常成人的62.6％和71.5％。 结论:在4至5个月龄期,婴儿ERG的各个反应都没达到正常成年人水平。视锥细胞反应与视杆细胞反应相比,在4至5个月龄期,增长得更快,发育得更成熟。眼科学报 2003;19:262-265。