云检测在高光谱大气红外探测器辐射率直接同化中的应用

对于高光谱大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)辐射率的同化,云检测技术是关键的一步。本文借鉴Goldberg的云检测的思想,通过AIRS通道和相应微波通道的经验组合来进行云检测,此云检测方案不需要对通道进行偏差订正,并且除背景场海表温度,不依赖于大气的先验信息,是一个快速简单的云检测方案。本文将其原来NESDIS-Goldberg的3个云检测步骤改为7个云检测步骤,其中海洋表面4个,陆地表面3个,并选择最优的阈值,然后利用GRAPES-3DVAR(全球/区域同化预报系统)分别对AIRS的海洋和陆地上的视场进行云检测,找出受到云污染的视场,并将其剔除。对2006年6月30日AIRS的视场,分别用NESDS-Goldberg云检测方案和GRAPES-Goldberg云检测方案进行云检测,从结果的分析来看,GRAPES-Goldberg云检测方案可以更有效地检测出受到云污染的视场,晴空视场占到总视场的10.1%。

一种基于通道排序的云检测方法

目前各主要的数值预报中心NWP模式仅同化AIRS的晴空辐射资料,而AIRS仅10%左右视场不受云污染。为了提高资料的利用率,提出一种新的基于通道排序的云检测方法,直接寻找不受云影响的通道,考虑到仪器等一些噪声需要进行滤波,区别于目前采用的移动平均滤波,文中提出了高斯核滤波方法。结果表明,采用高斯核滤波之后的云检测不但可以快速有效地检测出不受云污染的晴空通道,且减少了有云资料的误判,从而为高光谱大气红外探测器辐射率资料在数值天气预报资料同化系统中的应用奠定基础。

天津近海夏季大气颗粒物元素特征及来源解析

2006年夏季在天津近海海域走航采集总悬浮颗粒物(TSP)样品,用于研究近海海域大气颗粒物污染特征和来源。采集到的样品通过重量分析得到颗粒物浓度,同时进行元素分析。并结合气象要素分析,显示陆源污染物在陆风影响下传输到海上,解释了采样期间近海海域TSP浓度较高的现象。研究使用富集因子和化学质量受体平衡(CMB)模型对近海海域TSP进行解析。通过富集因子分析,估计近海海域TSP来源主要有人为源、地壳源和海盐粒子源。CMB结果显示燃煤飞灰所代表的人为源对TSP贡献最大(36.14%),其次是地壳源类(33.26%)以及海盐粒子(1.58%),其他未识别的源为30.58%。由此推断陆地污染源对近海海域大气颗粒物的贡献远远高于海盐粒子,因此对渤海周围陆地污染源的控制应得到足够重视。

天津港锚地大风条件下锚泊船安全评估系统

为保障大风期间船舶的锚泊安全,根据天津港锚地的具体情况,计算大风条件下天津港各锚地的安全出链长度和船舶之间的安全距离,制定天津港锚地大风条件下的锚泊船预警标准,建立可用于上述条件下的锚泊船实用安全评估模型.在此基础上,研制天津港锚地大风条件下的锚泊船安全评估系统软件.该软件可根据气象部门提供的大风风速预报,提前若干小时动态直观地给出天津港各锚地在未来大风条件下的预警等级,使得海事管理部门在大风来临前能够对锚泊船的锚泊状态进行安全确认,以减少大风来临时走锚和碰撞事故的发生,达到保障船运企业安全生产、提高经济效率的目的.

区域大气颗粒物干沉降采集及金属元素分析方法

以颗粒物为载体,从大气向水体、土壤和植被沉降的金属元素污染日趋严重.为了解其在京津冀区域的污染程度和沉降规律,利用聚氨酯泡沫膜片（PUF膜）为代用面,在区域内布设10个站点同步采集大气颗粒物干沉降.选择HNO3-H2O2-HF为消解酸体系,建立了微波消解-电感耦合/等离子体质谱（MAD-ICP/MS）测定其中20余种金属元素的方法,并通过分析2种国家标准物质的条件实验确定了优化的分析方案.结果表明,20072008年冬季京津冀地区大气颗粒物干沉降通量变化为85912 mg·（m2·d）^-1,其中河北保定地区金属元素沉降通量最高,兴隆最低;北京、天津和唐山市区明显高于郊区站点.地壳元素（Al、Fe、Mn、K、Na、Ca、Mg）干沉降通量变化为15116 034μg·（m2·d）^-1,明显高于人为源元素（Cu、Pb、Cr、N i、V、Zn、Ba）13个数量级[14243μg·（m2·d）^-1];Zn和Ca分别是区域内干沉降通量最高的重金属和地壳元素,Mo、Co、Cd、As、Be沉降量较少;Pb和Zn出现明显富集.