青藏高原近地面层气象要素变化特征

利用第 2次青藏高原气象科学实验 (TIPEX) 1998年 5— 7月改则、当雄和昌都 3个大气边界层加强观测站获取的近地面层观测资料 ,分析了青藏高原西部、中部和东部地区近地面层风速、温度和湿度的日变化特征及其廓线规律 ,给出了青藏高原地区地表空气动力学参数和地表温度变化规律 ,讨论了高原近地面层湍流通量特征及逆湿现象。

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。

气象因子对近地面层臭氧浓度的影响

利用近几年来近地面层臭氧浓度和常规气象要素的观测资料,分析了温度、降水、蒸发、风向风速等气象要素对近地面层臭氧浓度的影响.结果表明,近地面层臭氧浓度随着气温的升高而升高,臭氧浓度的日变化和季节变化有同样趋势;而降水、湿度的影响刚好与气温相反;大风或有雾的天气条件也会成为近地面层臭氧浓度增高的因素,这可能与大风对引起近地面臭氧产生的前体物的搬运作用以及雾内湍流将高层臭氧向下的输送作用有关.

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。

HUBEX试验区近地面层的湍流输送

１９９８年淮河流域能量和水循环试验（ＨＵＢＥＸ）期间曾进行了１个月的近地面层湍流观测。分析不稳定条件下湍流的统计特性和谱特征，并与Ｍｏｎｉｎ－Ｏｂｕｋｈｏｖ相似理论进行了比较。结果表明，不稳定的时候各湍流量的统计特征与相似理论的预期相符。虽然不稳定条件下温度和湿度涨落的相关系数很高，谱的式样也相近．但湿度谱的峰值频率高于温度谱。协谱曲线的形状显示感热通量的谱峰较宽，表现出ｗ和Ｔ在较宽范围的强相关性，而水汽通量谱在高频段下降很快，说明水汽的输送更多地出现在低频部分。从谱相关系数可见，在近中性的时候，各尺度湍流涡的热量输送效率普遍较低，随着不稳定性增强而显著提高。分析还发现，不论不稳定性的程度如何，小尺度湍流的水汽输送效率都较低。水汽通量谱的相关系数随稳定度的变化不如热通量的谱相关系数大，表明近中性时除小尺度湍流外其他湍流涡的水汽输送效率高于热量输送。

基于SHAW模型的冬小麦近地面层气温模拟

利用一维多层水热耦合SHAW(The simultaneous heat and water)模型,在田间实验的基础上,模拟河南省商丘地区2015年冬小麦拔节后近地面层0~40 cm垂直方向上的每小时气温变化特征。结果表明,冬小麦近地面层气温模拟整体效果较好,其中48%模拟的绝对误差低于1℃,75%模拟的绝对误差低于2℃,不同高度上模型效率ME均大于0.94;夜晚气温的模拟效果优于白天的模拟效果,白天11:00—14:00气温被过低估计,并随着近地面层高度的增加,模拟值误差越大;近地面层内3种气温特征值模拟效果的优劣依次为:日平均气温、日最低气温、日最高气温,其中,日平均气温模拟值与实测值基本吻合,日最低气温被略微高估,日最高气温被过低估计。此外,SHAW模型在冬小麦拔节后6个生育期的模拟效果均存在差异,拔节期、灌浆期和乳熟期模拟效果较好,孕穗期和开花期次之,抽穗期模拟效果相对较差。

稳定近地面层Monin-Obukhov长度的解析解

将空气动力学方法迭代求解Monin Obukhov(M O)长度的过程 ,转化为非线性理论中求解映射不动点的问题 ,获得稳定近地面层M O长度的解析解。求解过程中采用了Dyer归纳的通量廓线关系的无量纲函数形式 ,并给出解析解的适用范围是Richardson数 (Ri)小于 0 . 2。通过对中国夏、冬两季各 2种典型稳定层结条件算例的计算 ,验证了解析解与迭代解的一致性。根据非线性科学中关于映射不动点稳定性的理论 ,讨论了迭代算法的收敛性 ,表明迭代算法在理论上可以收敛到解析解 ,但在Ri接近 0 . 2时误差较大。

北京及周边地区大气近地面层真菌气溶胶的变化特征

2005年4月-2006年10月期间,利用Andersen六级空气生物采样器分别在北京、兴隆和香河3地区不同的季节进行外场采样观测,研究了大城市及其周边地区近地面层大气中真菌气溶胶菌群种类与浓度,粒度的季节变化规律及其分布特征.研究发现,3地区大气中真菌气溶胶的生物多样性变化明显,其优势菌群类型的季节变化显著;3地区大气真菌气溶胶数浓度的季节变化规律各不相同;北京市大气中真菌气溶胶数浓度的日变化显著,但未发现固定模式.

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。

农田近地面层CO_2和湍流通量特征研究

利用１９８５年５月至６月在北京郊区中国科学院农业生态试验研究站的麦田中实测的小麦不同生长期的ＣＯ２浓度梯度、光合有效辐射、净辐射、土壤热通量和温度、湿度及风速梯度等量的数据，采用空气动力学方法，计算了ＣＯ２通量、感热通量、潜热通量和动量通量。并对观测场地、仪器设备、校准方法及误差分析进行了描述。结果表明：从５月１４日到６月１５日，在１ｍ，２ｍ和１０ｍ处，ＣＯ２浓度振幅的日变化分别为１０３．４到２７．５，８７．５到２７．３和６９．８到１１．５ｐｐｍ；光合型和呼吸型的平均ＣＯ２浓度分别为３４５．３，３５０．６，３５７．５ｐｐｍ和３７３．９，３６９．７，３６２．１ｐｐｍ。在白天，ＣＯ２通量和梯度的输送方向是从大气向植被，在中午（１１时到１３时）输送达到负的最大值。在夜间，ＣＯ２通量和梯度输送的方向与白天相反，并且，在早晨（４时到６时）达到正的最大值。ＣＯ２通量与净辐射（Ｒｎ）、可利用能（Ｈ＋ＬＥ）。

复杂下垫面近地面层湍流特征的研究

本文使用小波变换方法研究了下垫面对近地面层湍流特征的影响.研究表明,各向同性系数(ISO)可以很好的描述近地面层湍流各向同性特征的日变化,其中,ISO0.7等值线可以作为一条代表性曲线来直观刻画湍流各向同性的尺度范围.在对不同风向及风向转变过程中ISO0.7等值线的变化特征进行研究后发现,ISO0.7尺度范围主要受源区下垫面特征的影响:当风从陆面吹来时,ISO0.7尺度较小;从水面吹来时ISO0.7尺度较大;而从水陆混合下垫面吹来时ISO0.7尺度介于陆地和水面之间;当风向在水面风和陆面风不断转变并达到均衡时的情况与水陆混合下垫面的情况较为接近;当风向持续从一种新下垫面吹向原下垫面时,ISO0.7将逐渐从原下垫面对应的尺度范围过渡新下垫面的尺度范围.

近地面层湍流通量间接计算方法的比较

本文应用空气动力学方法和近地面层Monin-Obukhov稳定度参数ζ=Z/L相似方程的分析解,采用实测梯度资料,代替数值迭代逼近法计算了感热和潜热通量,比较了目前空气动力学方法中广泛应用的Businger(1971),Dyer(1970)和Pruitt(1973)通量廓线关系通用函数在近地面层间接计算感热和潜热通量时的差别。另外,还分别与波文比方法的计算结果进行了比较。文中还对稳定度参数和通量廓线关系通用函数用于计算感热和潜热通量的相对误差进行了讨论。

近地面层中通量廓线关系的适用性研究

本文采用了三种不同地表条件下的实测风速廓线资料,分别进行了近地面层中通量廓线关系的适用性检验,从中选择了适合本试验条件的通量廓线关系。结果表明:(1)在稳定大气层结条件下,风速廓线曲率β<0.9时,Yamamoto′s模式最适合,而当β≥0.9时,Lettau′s模式最适合;(2)在不稳定大气层结条件下,当风速廓线曲率β<1.05时,Dyer′s模式最适合,而当β≥1.05时,Webb′s模式最适合。

组合法确定近地面层湍流通量和通用函数

本文发展了确定近地面层湍流通量的组合法,得到了它们的一般表达式。并用这种方法确定近地面层MO相似性函数。利用ITCE的观测资料作为实例计算,结果表明这种方法是可行的。

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。

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。

几种近地面层湍流通量间接计算方法的比较

本文应用空气动力学方法和近地面层稳定度参数方程的分析解,采用实测梯度资料,比较了目前广泛应用的Businger(1971),Dyer(1970)和pruitt(1973)通量廓线关系通用函数在近地面层间接计算感热和潜热通量时的差别。另外还分别与波文比方法的计算结果进行了比较。文中还对稳定度函数和通量廓线关系通用函数用于计算感热和潜热通量的相对误差进行了讨论。

近地面层湍流通量观测误差的比较

本文根据误差理论分析并比较了在近地面层内各种间接确定湍流通量方法的观测误差。空气动力学法由于采用不同的通用函数将造成很大的误差。H扣除法确定潜热通量,当Bowen比较小时误差较小,Bowen比B>1之后误差随B的增大迅速增长。在相同的观测条件下间接法确定湍流通量以Bowen比法和组合法误差最小,实例计算表明组合法的精度最高。

天津市郊近地面层湍流特征量的研究

利用1990年7月22日—8月11日在天津气象塔用三轴风速仪所测得的风速资料,计算了天津市郊近地面层中的湍流切应力、湍流强度、摩擦速度、湍流参数、欧拉时间自相关系数、湍流时间积分尺度等湍流特征量。这对了解天津市郊近地面层的湍流场特征是十分有益的。

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。