青岛酸雨天气边界层气象特征

青岛地区酸雨成因研究表明,青岛市近代工业发展排放大量致酸物质、海洋上天然排放的二甲基硫是重要的原因;青岛地区边界层风场和温度场的特殊规律是形成酸雨的另一个重要原因;江淮气旋和黄淮气旋大型天气形势起了辅助作用。本文着重分析研究了1993年7月23日一次典型酸雨的实际例子,证明了上述论点。     

一种改进的边界层参数化模式

在能量平衡方法的基础上提出一套利用常规气象资料求取边界层参数的改进方案。利用中国科学院大气物理研究所铁塔观测资料,与廓线法进行对比分析,表明这种方案具有输入要求少,输出信息量大,结果合理的优点。此外,对此方案中的4个可变参数作了敏感性试验,结果表明湿度变化参数α的敏感性较强,在使用时应当合理选择其数值。该方案可以满足新一代空气质量模式对边界层参数化的需求。同时,由于仅需常规气象资料就能求取所有的边界层参数,因此特别适合于空气质量模式的法规应用。     

北京地区夏冬季颗粒物污染边界层的激光雷达观测

在对激光雷达测量数据处理方法讨论的基础上,根据"北京空气污染物垂直结构测量试验"(BAPIE)冬季和夏季测量的数据,对北京地区气溶胶高度分布及近地面气溶胶污染边界层指标、气溶胶污染边界层统计特征、气溶胶输送南北通量高度分布、API-Ⅰ级优质大气和Ⅴ级重度污染个例等,进行了讨论。      

Approaching the upper boundary of driver-response relationships: identifying factors using a novel framework integrating quantile regression with interpretable machine learning

● A novel framework integrating quantile regression with machine learning is proposed. ● It aims to identify factors driving observations to upper boundary of relationship. ● Increasing N:P and TN concentration help fulfill the effect of TP on CHL. ● Wetter and warmer decrease potential and increase eutrophication control difficulty. ● The framework advances applications of quantile regression and machine learning. The identification of factors that may be forcing ecological observations to approach the upper boundary provides insight into potential mechanisms affecting driver-response relationships, and can help inform ecosystem management, but has rarely been explored. In this study, we propose a novel framework integrating quantile regression with interpretable machine learning. In the first stage of the framework, we estimate the upper boundary of a driver-response relationship using quantile regression. Next, we calculate “potentials” of the response variable depending on the driver, which are defined as vertical distances from the estimated upper boundary of the relationship to observations in the driver-response variable scatter plot. Finally, we identify key factors impacting the potential using a machine learning model. We illustrate the necessary steps to implement the framework using the total phosphorus (TP)-Chlorophyll a (CHL) relationship in lakes across the continental US. We found that the nitrogen to phosphorus ratio (N׃P), annual average precipitation, total nitrogen (TN), and summer average air temperature were key factors impacting the potential of CHL depending on TP. We further revealed important implications of our findings for lake eutrophication management. The important role of N׃P and TN on the potential highlights the co-limitation of phosphorus and nitrogen and indicates the need for dual nutrient criteria. Future wetter and/or warmer climate scenarios can decrease the potential which may reduce the efficacy of lake eutrophication management. The novel framework advances the application of quantile regression to identify factors driving observations to approach the upper boundary of driver-response relationships.     

Multilevel air quality evolution in Shenyang: Impact of elevated point emission reduction

Visibility observed at different altitudes is favorable to understand the causes of air pollution. We conducted 4-years of observations of visibility at 2.8 and 60 m and particulate matter(PM) concentrations from 2015 to 2018 in Shenyang, a provincial city in Northeast China. The results indicated that visibility increased with the increasing height in winter(especially at night), and decreased with height in summer(especially at the daytime). PM concentration exhibited opposite vertical variati...     

福州市PM2.5污染过程中大气边界层和区域传输研究

以福建省会福州市2013年1月空气质量变化为对象,分析大气边界层变化和周边区域污染物传输对福州市大气颗粒物PM2.5的影响.利用福州市2013年1月逐日地面和探空观测资料以及NCEP提供的2013年1月FNL分析资料,通过大气边界层要素与PM2.5浓度之间的相关性,对PM2.5污染过程的大气边界层特征进行分析;同时采用HYSPLIT后向轨迹模拟及区域风场相关矢分析对影响福州雾霾的污染物区域传输路径进行探讨.结果表明:地面气温与PM2.5浓度呈正相关,地面风速与PM2.5浓度呈负相关,近地面边界层条件有利于霾颗粒物的形成和累积.但不同于我国东部主要污染源区霾污染过程中存在大气边界层逆温,福州PM2.5污染过程中并未出现大气边界层逆温结构,这一边界层结构的垂直混合可有利于区域传输的污染物从上层大气到达近地面从而加重福州霾污染,福州是华东地区一个PM2.5污染物的主要接受区,PM2.5污染物主要以外源输送为主.2013年1月份福州市清洁日近地面风向为海洋吹向大陆的东南风,霾污染日则为大陆吹向海洋的偏北风,PM2.5污染物主要从长三角地区、苏北以及安徽河南一带通过东北和西北方向的传输路径影响福州的空气质量.     

跨湖桥独木舟遗址区地下水渗流场模拟研究

独木舟遗址位于浙江省萧山区,是浙江省迄今为止发现最早的新石器时代文化遗存。现场踏勘发现,破坏遗址原址保护主要环境地质病害是水的问题。通过对该遗址区水文地质条件的分析,建立了遗址区水文地质概念模型和数学模型;运用地下水数值模拟软件Modflow模拟遗址区原始地下水分布;将模拟区地形图与模型模拟结果进行比较,发现它们具极大的相似性,这说明模拟的结果是符合实际情况的。     

黑龙江省大气边界层不同高度风速变化

利用黑龙江省1961—2010 年哈尔滨、嫩江、齐齐哈尔、伊春4 个气象站探空和地面风速资料,分析了边界层内不同高度风速的气候学特征和时间变化趋势,获得以下结论:①黑龙江省边界层内不同高度年平均风速随高度增加而增大,10 m到300 m风速垂直递增率最大;风速在年内具有明显的季节性特征,各高度都是春季最大,近地面层冬季风速最小,其余高度夏季风速最小。②1961—2010 年,近地面10 m高度平均风速1970 年代最大,其后各年代风速逐渐减小,2000 年代风速最小;300、600、900 m高度,平均风速1980 年代最大,从1980 年代到2000 年代逐渐减小,300 m高度平均风速最小出现在1960 年代,600 m和900m最小出现在1970 年代。③1961—2010 年,近地面10 m高度平均风速呈明显减弱趋势,递减率为0.162 m/(s·10 a),递减趋势主要发生在1970 年代以后,但300、600 和900 m高度平均风速变化均不显著。④黑龙江省近地面风速变化趋势可能主要与观测环境改变和城市化等非自然因素影响有关,上层的风速变化则主要受大尺度大气环流变化的影响。     

珠三角一次重空气污染过程特征分析及数值模拟

以珠江三角州地区(珠三角)2009年11月23─29日一次重空气污染过程为例,利用常规观测资料及中尺度气象模式(MM5)、污染源排放模式(SMOKE)和空气质量模式(CMAQ)的模拟,研究此次重空气污染过程的特征. 结果表明,造成此次重污染的主要原因有:①前期高压脊带来的稳定层结和静小风条件使得大气污染物逐日累积,难以扩散;②西太平洋台风向南海附近发展移动时,其外围下沉气流导致珠三角大气污染物向低层输送并积累. 珠三角区域污染分布特征表明,广州和佛山的本地贡献明显,而肇庆等地受外地源输送的影响更为显著.      

晋西黄土区林草复合界面雨后土壤水分空间变异规律研究

利用统计学方法对晋西黄土区林草复合系统界面上雨后表层（0～10 cm）、亚表层（10～20 cm）和20～40 cm土层土壤水分空间变异性进行研究。结果表明：草地、林地以及二者组成的林草界面的土壤水分含量、变异系数差别均不大,土壤水分含量随着深度的增加而减少,但土壤水分变异系数则相反;移动窗口法分析表明,林草界面对表层和亚表层的土壤水分影响范围均为4.0 m;草地土壤质量含水量的变异函数模型可以拟合成高斯模型,林地和林草界面则可以拟合球状模型,草地土壤水分总体空间异质性要大于林地和林草界面,草地土壤水分变异函数的平均变程为10.96 m,林草界面及林地土壤水分的平均变程分别为5.37 m和4.31 m。对于描述界面土壤水分分布情况,克立格制图直观性强,具有良好效果。