双月刊

ISSN 1006-9585

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  • 2011年第16卷第6期文章目次
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    • 大尺度环境风场对城市热岛效应影响的数值模拟试验

      2011, 16(6):679-689. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.01

      摘要 (4178) HTML (5) PDF 13.62 M (6093) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用耦合模式WRF-UCM模拟了上海、南京两个地区4次城市热岛现象,发现城市热岛效应高温的水平分布与大尺度环境风场之间有着密切的联系:城市热岛的高温带在地面风的影响下,向下风方平移,导致城市下游郊区的气温明显上升。从气温垂直剖面图上可以看出,在地面风的作用下,低层大气都出现了一个水平方向上的高温带,从城区一直延伸到下游郊区。气温差异的垂直剖面图表明:城市化过程使城市以及城郊过渡带上空大气获得更多的热量,气温明显上升。在计算城郊过渡带的平流加热率后发现,大尺度环境风场下城市对下风方郊区大气的平流加热作用不可忽视。

    • 灰霾污染的跨控制区影响——一次京津冀与东北地区灰霾污染个案分析

      2011, 16(6):690-696. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.02

      摘要 (3858) HTML (4) PDF 7.85 M (2912) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用MODIS卫星、空气质量监测、天气图资料以及后向轨迹分析法,分析研究了2010年11月4~6日发生在京津冀地区和东北地区一次灰霾污染过程。初步的研究结果表明:在此次天气系统演变过程中,上述两地区的污染过程表现出内在的联系,即此次东北地区的灰霾过程主要是京津冀地区灰霾输送影响的结果,其影响通道是渤海湾及与其毗邻的辽河平原。这可在卫星云图、后向轨迹以及输送通道上PM10(可吸入颗粒物)浓度跃变的时间位相差异获得证明。这种灰霾污染的跨区域影响现象,给目前治理灰霾污染的区域调控战略提出了挑战。

    • 用微波辐射计和风廓线资料构建探空资料的定量应用可靠性分析

      2011, 16(6):697-706. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.03

      摘要 (3069) HTML (4) PDF 9.52 M (2752) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用2007、2008年5~9月北京南郊观象台的微波辐射计探测的温湿度数据和风廓线仪探测的水平风数据构造特种探空资料,将其与常规探空进行统计和对比分析,探讨了它们定性和定量应用的可靠性。结果表明,特种探空的各要素与常规探空具有较一致的变化趋势,定性分析使用时可有效弥补常规探空时间分辨率低的不足。但是,在定量使用过程中,对不同要素需区别对待:(1)特种探空的温度和经向风、纬向风的一致性好、误差较小,具有较好的定量使用价值;由于微波辐射计探测的相对湿度误差较大,造成特种探空的露点温度与常规探空的一致性较差、偏大明显;定量使用时需要订正。(2)不同时次和不同高度各要素的表现不同,08时(北京时间,下同)和20时的一致性好于02时和14时,这可能与样本数的差异和要素的日变化特征等因素有关;露点温度和纬向风的平均误差随高度增加明显增大,温度和经向风的平均误差随高度增加变化不大。(3)由特种探空得到的热力、动力稳定度参量,除粗理查逊数外,其他参量与常规探空计算得到的参量具有较一致的变化趋势,在定性使用上是有价值的。在定量使用时,需要视参量包含的温度、湿度、风等基本要素的误差程度而定。其中,与湿度相关的参量,如CAPE(对流有效位能)、Δθse(500 hPa与850 hPa的假相当位温θse之差)、K指数、湿度垂直梯度和温度露点差等参量存在不同程度的误差,而仅与温度廓线、低空风廓线相关的参量,如垂直温度梯度、0 °C和-20 °C层高度、低空垂直风切变等参量的绝对误差很小,具有很好的定量使用价值。

    • 城市台站周边热岛效应和土地利用与覆盖变化关系

      2011, 16(6):707-716. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.04

      摘要 (2700) HTML (4) PDF 8.73 M (2253) 评论 (0) 收藏

      摘要:以合肥市气象站为中心,利用1990~2006年的Landsat TM影像,获取不同半径圆形缓冲区范围内下垫面土地分类信息以及对应年份的气温年均值、极值、日定时数据资料,分析了下垫面各土地类型及其变化和站点周边热岛效应的关系。分析得出:城市热岛与建设用地有着最强正相关,与林草地和耕地有着显著负相关,与夜晚水体有着较强正相关。下垫面类型对城市热岛的影响随着每天的不同时刻而变化。4种下垫面类型对城市热岛的影响范围上,建设用地一般在6 km以内、林草地4 km以内、耕地在4 km时最显著,水体则随着距离的增加,其影响范围缓慢上升到8 km。同时,通过分析土地利用年变化和城市热岛效应变化的关系,进一步验证了城市发展对城市热岛效应起着至关重要的作用。最高温和14时(北京时间)热岛强度年变化与土地利用年变化有着较强的相关性。另外,迁站后热岛效应明显减弱。最后,重点探讨了下垫面类型和热岛效应关系的可能原因。

    • 中国区域人为热释放的气候强迫

      2011, 16(6):717-722. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.05

      摘要 (3334) HTML (3) PDF 3.96 M (3090) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了1978~2008年中国地区及各省、市、自治区、特别行政区人为热释放造成的气候强迫与不同地区间的人口、能源消费状况和人为热释放的气候强迫的关系,并试图对未来人为热释放的气候强迫做出预估。结果表明,近30年中国地区平均人为热释放造成的气候强迫迅速增加,1978年其值约为0.07 W?m-2,但2008年则增至0.28 W?m-2。另外,中国人为热释放的气候强迫呈典型地域分布特征,华北、华东、华中和华南等经济发达地区明显高于周围其他地区,而西北地区整体上来说则很小,地区分布很不均匀。这种不均匀分布的特征,可能对区域气候、甚至全球气候造成影响。

    • 青藏高原汛期降水的时空分布特征

      2011, 16(6):723-732. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.06

      摘要 (3577) HTML (4) PDF 8.14 M (2928) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据1967~2008年青藏高原地区67个气象台站的月平均降水资料,利用线性趋势分析、EOF分解和Morlet小波变换等方法分析了青藏高原地区汛期(5~9月)降水的时空分布特征。结果表明:青藏高原汛期降水存在明显的区域性差异,EOF分解揭示出青藏高原汛期存在3种主要的空间分布型:南北反向型、全区一致型和东南—西北反向型。南北反向型分布存在着3~5 a的年际变化周期和10~12 a的年代际变化周期;而全区一致型普遍存在着5~7 a的振荡周期。近42年来青藏高原北区降水主要表现为减少的趋势,而南区呈现出增加的趋势。汛期降水的南北反向型分布主要受初夏(5~6月)降水的影响,而全区一致型分布主要受盛夏(7~8月)降水的影响。

    • 新型多普勒测风激光雷达Windcube的风参数观测与验证

      2011, 16(6):733-741. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.07

      摘要 (5911) HTML (7) PDF 5.47 M (6162) 评论 (0) 收藏

      摘要:2007年12月11~14日,中国科学院大气物理研究所与法国Leosphere公司在该研究所位于北京市北三环和北四环之间的325 m气象塔试验场内联合开展了一次测风激光雷达Windcube的外场演示试验。Windcube观测数据随后与325 m气象塔上的风杯风速仪测得的风速资料进行了对比,结果是:由两种手段获得的所有6层匹配高度(63 m、80 m、100 m、120 m、160 m和200 m)上的10 min风速平均值一致性很好,相关系数都达到或超过0.98。使用矢量法对6层高度上的风向资料进行平均,得到风向的10 min平均值,两者的相关系数均达到0.99。与国产测量低层大气风廓线的高精度多普勒激光雷达相比,Windcube的风速测量精度稍优,风向表现相当。验证结果表明,该型多普勒测风激光雷达是一款观测结果可靠、机动性能良好的低层大气风廓线测量仪器。

    • 内蒙古一次强沙尘暴过程综合观测分析

      2011, 16(6):742-752. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.08

      摘要 (2648) HTML (4) PDF 8.29 M (2262) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用高空、地面常规观测资料和内蒙古沙尘暴监测站的沙尘暴器测资料,对2010年3月19~20日一次强沙尘暴天气过程进行了综合观测分析。结果表明:本次沙尘暴发生前,大气层结稳定并不利于对流的发展。但在700 hPa至500 hPa的强冷平流与850 hPa以下层次的平流差异有利于温度垂直递减率增大,强冷平流的作用使其中心以下层次形成热力不稳定层结,是沙尘暴发生的有利层结条件。当干对流风暴发生并形成沙尘暴天气时,不稳定能量释放,使该层大气趋于中性层结即混合层,混合层可能是其间的一个平衡态。对流层中低层冷平流的强度、位置和层次,一定程度上影响着混合层的厚度和沙尘暴的强度。过程中混合层以下气层温度下降的比较快,加之沙尘暴顶层短波辐射有增温效果,在混合层顶(约500 hPa处)出现逆温盖。强冷空气活动是引发沙尘暴天气的主要原因,沙尘暴天气的发生伴随着地面剧烈降温,相对湿度骤降,气压涌升,地面风速直接影响沙尘暴强度。可吸入颗粒物(PM10)浓度能更加精细的反映和描述沙尘暴强度的变化。粒子散射系数的变化趋势和PM10浓度的变化趋势非常一致,沙尘暴阶段,散射系数基本在1000 Mm-1以上,达到强沙尘暴强度阶段,散射系数基本在2000 Mm-1以上。

    • IAP AGCM模式对地面气温长期趋势的预报分析

      2011, 16(6):753-759. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.09

      摘要 (2807) HTML (5) PDF 5.72 M (2266) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了1979~2004年共26年中国台站地面气温的观测资料以及中国科学院大气物理研究所的大气环流模式IAP AGCM在夏季和冬季的季节集合预报结果对地面气温长期变化趋势的预报。分析结果表明,在所研究的26年中,中国大部分地区是一个增温的趋势,其中冬季增温比夏季增温显著。IAP AGCM集合预报不能很好地预报出观测资料中的地面气温长期变化趋势的幅度和空间分布。进一步的分析表明,改善数值模式对观测资料中地面气温的长期变化趋势的预报将能够提高数值模式对地面气温的预报技巧。而这种预报技巧的提高在冬季比夏季更为显著。

    • 雅鲁藏布江流域气温变化特征及趋势分析

      2011, 16(6):760-766. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.10

      摘要 (2557) HTML (4) PDF 3.92 M (2648) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析1980~2005年间雅鲁藏布江流域7个气象台站平均的气温变化趋势和气候系数变化,并进一步分析了1960~2005年间该流域中游日喀则站和下游林芝站气温的变化趋势,研究了该流域气温变化对全球变暖的响应。结果表明,1980~2005年间雅鲁藏布江流域的气温呈现逐渐升高的趋势,尤其是夜间气温和冬、春季气温的升高更显著,而且该流域变暖幅度高于整个高原的平均增幅,因此该流域对全球变暖的响应程度也较整个高原更为显著;而该流域中游地区的增温幅度要明显高于下游地区的,即该流域中游地区的增暖较下游地区的更为显著。

    • 新疆玛纳斯河流域50年来气候变化及其对木本植物物候期的影响

      2011, 16(6):767-773. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.11

      摘要 (3122) HTML (3) PDF 4.07 M (2433) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中亚典型冰川融化区新疆玛纳斯河流域为例,分析了50年来气候变化趋势及周期性波动规律,并阐明当地主要木本植物物候变化及对气候变化的响应。研究结果表明:玛纳斯河流域气候总体趋向于暖湿方向的发展,其中非作物生长季的增温幅度较大,而作物生长季降水量的增加幅度较大。气温与降水的周期震荡存在较大差异,但均在10年尺度下表现为频繁的偏高期和偏低期的循环交替,反映出短期气候变化的复杂性和无常性。箭杆杨、柳树、新疆杨和榆树4种主要木本植物的落叶末期和生长季变化的倾向率均为正值,说明物候现象均有不同程度提早发生的趋势。气温、降水和日照时数的变化趋势与4种木本植物的物候期的变化趋势在一定程度上存在着一致性,同时建立了木本植物物候期和气候因子之间的最优回归方程。

    • 模糊综合评判法在厦门市雷电灾害风险区划中的应用

      2011, 16(6):774-778. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.12

      摘要 (3110) HTML (6) PDF 3.09 M (2926) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取年雷击大地密度、产值密度和人口密度3个因子作为评判指标,利用模糊综合评判法对厦门市6个区的雷电灾害风险进行了评估。结果显示:厦门市各区雷电灾害风险受地闪频次、经济发展和人口密度分布不均等因素的影响,思明区为高风险区,翔安区为低风险区,其余4个区为中等风险区。该划分为厦门市防雷部门针对本地实际情况制定科学、合理、经济的防雷设计方案提供了更为细致的参考。

    • 城市热岛强度变化对安徽省气温序列的影响

      2011, 16(6):779-788. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.13

      摘要 (2746) HTML (4) PDF 7.87 M (2175) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据安徽省81个气象台站的资料研究了其气温序列特点,并选取了其中46个台站,划分为城市站、乡村站、国家基本/基准站等类别,对1966~2005年期间平均、最高、最低气温的年、季变化进行了分析比较。结果表明:两个时段各类型台站3项气温的增温率、热岛增温率、热岛增温贡献率均表现为城市站最大,国家基本/基准站次之,乡村站最小。城市热岛对各类型台站年平均气温的贡献率在21.1%~37.8%之间浮动,国家基本/基准台站受其影响较大。城市站和国家基本/基准站的热岛增温率为秋季最大,春季和夏季次之,冬季最小;城市站和国家基本/基准站的热岛增温贡献率夏季最大,秋季次之,冬季和春季略小。因此,安徽省城市热岛效应对城市站和国家基本/基准站气温序列影响较为复杂并不容忽视。

    • 2010年极端天气和气候事件及其他相关事件的概要回顾

      2011, 16(6):789-804. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.14

      摘要 (3628) HTML (9) PDF 8.65 M (2214) 评论 (0) 收藏

      摘要:2009/2010年冬季,英国等欧洲国家经历自1981年来持续时间最长的寒流;2010年2月27日,罕见强风暴“辛加(Xynthia)”袭击欧洲多国;季风季节,巴基斯坦遭遇80年来最严重的暴雨洪涝;7~8月中旬,俄罗斯的极端高温干旱引发多起森林火灾;7~9月,亚马逊部分地区经历40年来最严重的干旱;10月中旬,超强台风“鲇鱼(Megi)”给菲律宾北部及我国台湾和福建等地造成严重损失。2010年1月上中旬,我国新疆出现近60年来最严重雪灾;西南地区经历长达半年的特大干旱;6月,东北地区经历40 °C极端高温天气;8月,甘肃舟曲发生特大山洪泥石流;10月,海南出现近50年同期罕见强降雨。2010年全球又经历一个极端天气和气候事件频发的年份。

    • 气候变化对环境空气质量影响的研究进展

      2011, 16(6):805-814. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.15

      摘要 (5101) HTML (6) PDF 5.50 M (5407) 评论 (0) 收藏

      摘要:回顾了国内外气候变化对环境空气质量影响的相关研究成果。已有研究表明,气候变化可以通过改变地面气温而加速某些大气污染成分(如O3)的前体物(如VOCs)的自然源排放,可以通过改变化学反应速率、边界层高度和天气系统出现频率等来影响污染物的垂直混合和扩散速度,还可以通过改变大气环流形势,进而改变污染物的传输方式;气候变化不仅影响到室外空气质量,还可以影响室内空气质量,给人体健康带来威胁。因而,气候变化可以影响局地或地区的大气环境质量,也可以带来室内空气质量的改变,这些认识已被学者们达成一致。但是这些影响仍存在着诸多不确定性因素,主要包括:未来气候变化的趋势和程度,未来的大气污染物及其前体物的排放量,大气污染成分与气候变化因子间的相关关系,不同大气组分间在不同气象条件作用下的物化过程和机理的认识等。我国在涉及气候变化对环境空气质量影响研究方面处于起步阶段,建议今后加强该项研究,尤其是在气候变化对与空气质量相关的公共健康影响方面的研究。