近地层大气臭氧对水稻光合作用影响的数值模拟

利用TE 4 9C型臭氧自动观测仪测定了常熟稻田上方O3 浓度 ,并利用OTC 1型开顶式气室测定了O3 浓度对水稻叶片光合速率的影响 .在此基础上建立了O3 对水稻冠层光合影响的数值模式 ,模式具有较高分辨率和准确度 .观测表明 :O3 浓度逐时值变化幅度在 0～ 16 0× 10 -9之间 ,而日平均值变化仅在 5× 10 -9～ 6 0× 10 -9范围内 ;稻田上方O3 存在高浓度单峰型和低浓度平缓型两种典型日变化 .数值分析表明 :全晴天时高浓度单峰型对光合日总量影响较大 ;随日总辐射量加大臭氧浓度增加对光合作用影响程度加强 .全生育期积分表明 :受O3 影响水稻光合作用总损失量约为 11 6 % .

藏北地区近地层大气和土壤特征量分析

利用"全球协调加强观测期亚澳季风青藏高原试验研究(CAMP/Tibet)"4个台站2003年大气和土壤的观测资料,详细分析了藏北高原不同下垫面上的气温、相对湿度、土壤温度、土壤湿度等的季节变化及年变化特征。近地层大气各气象要素变化剧烈;4个站气温高低的差异显示了纬度和高度的明显影响;各站冻土冻融过程存在地域差别,尤其是春季冻结消融阶段的持续时间相差可达1个月;土壤质地的差别对土壤湿度影响也较大,黏土土壤含水量要高些,粉土和砂土要低些。

城市化进程对近地层大气风温结构的影响

利用北京325 m气象塔不同阶段(第一阶段:1991—1995年;第二阶段:2004—2008年)风温梯度观测,北京地区气候站长期观测(1971—2008年,20站)和城市社会经济发展指标(1978—2008年),从城市化进程不同阶段对比的角度,分析研究北京近地层大气风温结构变化特征。结果表明,北京城市化进程已经导致该地区近地层大气特征发生明显变化。主要表现为:地面和近地层温度增加,热岛强度增强;地面风速和近地层低层风速明显减小;近地层低层(63 m以下)风向变得更为紊乱;近地层温度垂直递减率增加;近地层大气风温结构特征的变化表明:2004—2008年325 m气象塔,在63 m以下基本反映的是城市冠层流场特征,即气象塔周边地区城市冠层厚度约为63 m。

森林及林木湿地上空近地层大气湍流特性的观测分析

利用森林及林木湿地下垫面塔层湍流观测资料 ,计算分析了拖曳系数 ,湍流强度 ,无量纲速度、温度、湿度方差和脉动方差随粗糙度、高度、季节的变化情况 ,及湍流量日变化的季节特征和线性相关系数的变化 ,给出了一些观测量值和特征分布 .结果表明 :与平坦地形相比 ,森林及林木湿地下垫面的湍强较大 ,且湍强随高度增加而减弱显著 ;无量纲风速标准差在森林上方偏小 ,且随高度增加而增大 ;无量纲温度标准差在越接近 | ζl| =0的时候 ,离散越大 ;森林上方的速度方差均大于林木湿地上方的速度方差 ,而森林上方的温度、湿度方差均小于林木湿地上方的温度、湿度方差 ;大部分湍流特征量随季节变化明显 ,日变化的季节特征也很明显 ,且最大值出现时间比平坦地形滞后 ;

北极斯瓦尔巴德地区近地层大气观测研究II.湍流场特征

利用“中国科学探险协会2002年北极科学探险考察”期间在北极朗伊尔宾地区获得的大气风温微气象脉动资料,讨论了该地区近地层湍流能谱、湍流方差、感热通量、动量通量、温度结构参数以及动量整体输送系数等的分布规律,给出了这一极端环境区夏季近地层微气象场的基本结构,分析了北极地区极昼期间陆地下垫面地-气之间能量交换,丰富了人们对该地区近地层湍流输送过程的深入理解。

北极斯瓦尔巴德地区近地层大气观测研究 I.平均场特征

利用“中国科学探险协会2002年北极科学探险考察”期间, 在斯瓦尔巴德地区政府所在地朗伊尔宾城架设的两个自动气象站记录的气象资料, 分析了该地区气象要素平均值的日变化, 给出了这一极端环境区夏季近地层气象要素的基本物理图像: 太阳辐射、大气温度、地表温度和大气湿度等气象要素的日变化都呈单峰分布; 地气温差因地而异, 不同下垫面类型大气能量的源汇不同; 局地环流多种多样, 冰川风、海陆风、山谷风相互叠加, 主导风向各地不一。

南极近地层大气的热量逆梯度输送现象

根据南极中山站观测结果 ,分析了南极地区近地层热量逆梯度输送的现象。结果表明南极地区在近地层逆温较明显时 ,常会出现热量逆梯度输送的现象 ;同时也探讨了近地层在稳定层结条件下 ,热量逆梯度输送通量的多尺度计算方法。计算结果表明 ,逆梯度输送的感热通量主要是由浮力湍涡的穿越能力决定的 ,而经典的梯度输送公式在该场合下无法使用。

中国东海至南大洋航线海洋近地层大气NO_x分布特征

为了探究我国东海至南大洋航线海洋近地层大气NO_x的分布特征,于2015年11月—2016年1月,利用中国极地科学考察船"雪龙号"的观测平台,采用Saltzman法对中国东海至南大洋航线海洋近地层大气NO_x日均浓度进行了监测.结果表明,中国东海至南大洋航线海洋近地层大气ρ(NO_x)的变化范围为0.001~0.038 mgm^3,ρ(NO)的变化范围为0.001~0.033 mgm^3,ρ(NO_2)的变化范围为0(未检出)~0.015 mgm^3.中国东海至南大洋航线海洋近地层大气中,NO是NO_x的主要成分.南极圈外海洋近地层大气中NO_x的分布特征显示距离陆地越近,ρ(NO_x)越高,NO_2NO(二者质量浓度比值)越大,反映出海陆差异及人为污染对海洋近地层大气的影响.远离陆地的南大洋航段ρ(NO_x)显示较低的大洋背景值.南桑威奇群岛的火山活动导致附近海域异常高浓度的NO_x分布,ρ(NO_x)最高值达0.160 mgm^3,ρ(NO)为0.145 mgm^3,ρ(NO_2)为0.015 mgm^3.西风带的阻隔导致该区域NO_x向周围扩散时,难以穿越西风带,向南极大陆边缘扩散的趋势更加强烈,影响大范围南大洋近地层大气NO_x分布.人为活动可能是南极半岛和中山站附近海洋近地层大气高ρ(NO_x)和高NO_2NO的原因之一.

不同近地层大气稳定度条件下洱海湖-气界面潜热和感热通量的控制因子

本文利用由涡动相关法观测得到的2015年高原开放淡水湖泊(洱海)的湍流通量资料,分析了湖面近地层大气稳定度特征以及不同稳定度条件下潜热和感热通量的主要控制因子。湖面近地层大气稳定度具有显著的日变化和季节变化特征。不同大气变量对潜热和感热通量的相对影响程度受到大气稳定度的调控。在稳定和不稳定范围内,潜热通量与湖-气间的水汽压差密切相关,而在弱不稳定到弱稳定范围内,潜热通量主要受风速控制。在稳定条件下,风速和湖-气温差对感热通量具有显著影响,而在不稳定条件下对感热通量的影响不显著。

通过又一次近地层大气试验对范卡曼常数进行临界估算

一、引言范卡曼常数(K)是湍流结构中的一个基本参数。它在50多年前就出现了,当时流体力学家试图用它建立流体力学中的墙壁定侓(Hinze,1975)。然而,Sheppard(1947)以后40多年来边界层大气中 K 的估算值(大都在0.35—0.42之间)是一直有争议的,并认为其精度不高(Businger,

大气近地层湍流能谱特征的再分析

根据Kolmogorov局地均匀性湍流假设,大气近地层湍流能谱在惯性副区符合“-5/3律”。但是作者通过翻阅大量文献以及实测资料分析发现,大气近地层湍流能谱符合“-5/3律”的频率范围比较狭窄,而用幂函数+指数函数形式“fS(f)∝f-ae-bf”拟合更恰当一些,这种能谱函数形式是连续时间混沌系统所特有的。利用HEIHE实验湍流观测资料分析结果表明,对于径向风分量,a=0.447,b=0.228; 切向风分量:a=0.489,b=0.190;垂直风分量:a=0.551,b=0.124;温度:a=0.588,b=0.123。

海洋大气近地层折射指数模式及其在蒸发波导分析上的应用

利用Monin－Obukhov相似理论给出了不同大气层结条件下海洋大气近地层折射指数模式，并利用这些模式分析了蒸发波导内可能存在的波导模，给出了确定蒸发波导所能捕获最大电磁波波长及相应最低频率的计算式，并对其在不同大气层结条件下的计算结果进行了比较，发现在不稳定、中性和近中性层结条件下，其计算结果比较接近，但在强稳定层结余件下，差异显著。最后给出了射线追踪方程，并通过用多层线性模式来近似蒸发波导内大气修正折射指数廓线，研究了不同大气层结条件下射线在蒸发波导内的传播情形。发现在不同大气层结条件下被波导捕获的电磁波最后都被捕获在仅贴海面的很低高度内传播。尤其在不稳定层结条件下更显著。

定量遥感地表净辐射通量所需大气下行长波辐射估算模型改进

利用半湿润季风气候类型夏季近地层气象观测资料,对得到广泛应用的十种晴天大气下行辐射估算模型和两种昙天大气下行辐射估算模型进行检验。指出其中Iziomon(2003)晴天大气下行辐射估算模型是半湿润季风气候类型夏季较适用的估算模型。然而,在有云天空,Iziomon(2003)昙天估算模型误差比较大。本文依据实测资料,对Iziomon(2003)昙天大气下行辐射估算模型进行修正,修正后的模型估算值与实测值非常接近。由于应用常规气象站的大气温湿度来估算大气下行辐射仅代表近地层大气对其的贡献,不能反映整层大气的贡献,尤其在近地层与高空大气的水汽状况不一致时,上述模型将有较大的误差。为此本文结合Iziomon(2003)晴天模型中大气比辐射率的表达式,提出了运用红外辐射计以37°高度角对天空的观测值,来推算大气下行辐射的新方法。小汤山的试验数据表明,新模型的反演精度优于上述传统模型。

山区大气折光改正模式探讨

根据近地层大气结构和山区的地形特征文中提出了一种基于“奥布霍夫长度的、适合于山区的大气垂直折光改正,"方法。

利用气象要素估算海洋大气近地层光学湍流

基于近地层相似理论以及极端层结下对该理论的修正,建立了海洋大气近地层光学湍流估算模型,并进行了数值分析。结果表明:当气温与海温相差较大时,温度起伏对光学湍流贡献最大;当气温与海温相差较小时,海面湿度越小,光学湍流越强;在较低湿度条件下,尤其在红外窗区,湿度扰动对光学湍流贡献起支配作用。当气温小于海温时,光学湍流先随海面风速增大而增强,后随风速增大而减弱;当气温大于海温时,光学湍流总体上是伴随海面风速增大而减弱。当气温小于海温或与海温接近时,与可见光和近红外波段相比,红外窗区光学湍流显著偏强;当气温远大于海温时,两波段光学湍流接近。在中性和近中性层结下,大气折射率结构参量C2n依赖于垂直高度的负幂指数接近-2/3,伴随海面大气层结稳定度或不稳定度增强,C2n依赖于垂直高度的负幂指数的绝对值分别逐渐减小或增大,并分别趋近于稳定极限下的0或不稳定极限下的-4/3。

全球变暖与上游系列工程条件下长江流域的可持续发展

全世界热议的“全球变暖”,目前已成为无需争辩的事实。虽然有些科学家认为,它将给亚非第三世界国家带来深重灾难,但对当前的全球变暖尚有多种不同的解释。我们的研究认为,当前的全球变暖并非由地球接收到的太阳辐射能量的变化所造成,而是由地球接收到的太阳辐射能量在地球表层重新分配所造成：有更多的地面热辐射被近地层大气截留，于是近地层大气增暖了，而其更上层大气则必定降温了。于是，将在增暖与变冷的大气层之间产生比过去更强烈的物质与能量的交换，这将造成越来越多地出现极端气象记录，其地理环境效应是增多“灾害性事件”。

辐射雾对我省环境的影响及对策建议

辐射雾对我省环境的影响及对策建议沈鹰，黄玉生（云南省气象局）郭慧光（云南省环境科学研究所）辐射雾是一种天气现象，指的是大量微小水滴悬浮于空气中，使近地面水平能见度小于１ｋｍ的现象。它是由于地面和近地层大气层通过长波辐射的方式向外输送能量，从而使地面和...

利用数值天气预报产品预报海面光学湍流

利用数值天气预报模式预报产品开展了不同季节海面光学湍流数值预报研究,发现:南北纬30°之间海域海面光学湍流强度和大气相干长度季节变化较小,南北纬30°以外高纬度海域海面光学湍流强度和大气相干长度季节变化显著,夏半球光学湍流强度相对较弱、大气相干长度相对较大,冬半球光学湍流强度相对较强、大气相干长度相对较小。全球大部分海域,10.6μm光波10 m高度光学湍流强度大于10^(-15)m^(-2/3),0.55μm光波10 m高度光学湍流强度小于10^(-15)m^(-2/3)。若沿海面10 m高度水平传播10 km,全球大部分海域,10.6μm光波大气相干长度大于60 cm,0.55μm光波大气相干长度小于6 cm。利用两个不同数值天气预报模式同期产品制作的海面光学湍流强度预报全球海域分布特征相似,但模式水平分辨率越高,预报的海面光学湍流强度的水平分布特征越清晰。

气溶胶郁积层的激光探测

对于工厂密集的工业区,由于不断排放烟气,使大气污染较为严重,尤其在出现逆温的稳定天气条件下,烟气大是郁积在近地层不散,使人气环境受到严重污染。利用激光雷达可探测由工业排放烟羽等扩散混合而成的气溶胶回波波形,从而能半定量地提供逆温条件下近地层大气污染物的郁积实况,并有助于研究大气污染的扩散规律,因而具有一定实用价值。本文根据激光所探测某工业区上空的气溶胶回波波形,分析了气溶胶郁积层和逆温层之间的天系。

海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

基于海洋大气近地层相似理论,给出了大气折射指数和微波波段湍流强度垂直廓线模型;基于一维Kolmogorov湍流谱,数值模拟随机瞬变大气折射指数,并将其叠加在大气折射率垂直廓线上,建立了海洋大气近地层考虑湍流影响的大气修正折射率垂直廓线模型.利用海面水文气象观测数据和美国海军高级传播模型,数值模拟了蒸发波导和湍流对雷达波传播和雷达探测性能的影响,发现:海洋大气近地层湍流在一定程度上增大了蒸发波导内雷达波传播损耗,减弱了雷达对海面目标的超视距探测能力;而在蒸发波导高度以上部分空域,湍流效应在一定程度上减弱了雷达波传播损耗;因此,在定量评估舰载雷达探测性能时有必要考虑蒸发波导和湍流的综合影响.