自动气象站非规范算法对风观测数据质量的影响

目的弄清非规范算法对风观测数据质量的影响程度。方法采用规范方法和二种非规范方法同时统计长期正常采集的风向风速数据,统计每月16位风向的极大风速及其对应的风向和时间、最大风速及其对应的风向和时间、2 min平均风速、10 min平均风速、含静风的风向频率等参数,并绘制相应参数的风玫瑰图,比较不同算法、相同参数的风玫瑰图,探讨算法间的误差。结果风速简单滑动平均法、风向矢量滑动平均法对16位风向上极大风速、最大风速、10 min平均风速的统计结果与规范方法很接近,而风向、风速简单滑动平均法对上述5种参数的统计结果与规范方法都有很大差异。结论自动气象站非规范算法会降低风观测数据质量,加强自动气象站供货商资质管理是提高气象观测数据质量的基本保障。     

环境气象学中的方向数据统计

在环境气象学中,方向数据具有它的特点,统计与普通的数理统计不同。本文将方向数据统计用于环境科学,用风向玫瑰图直观地表达了风向数据,介绍了平均风向的概念和计算方法及风向标准差的合理计算。最后给出厦门市风向研究实例。     

龙岩市PMl0污染受山谷风出现频率的影响分析

利用福建省龙岩市2006—2009年PM10的监测数据和龙岩市地区山谷风各风向的统计数据,进行了单因素方差分析、一元线性相关分析等统计分析,结果表明龙岩市区PM10浓度与N风向、NW风向、NNW风向的出现频率之间有较密切的关系。这些风向的出现会导致污染物堆积在谷底范围之内,阻碍了PM10污染物向谷外的扩散,使得处于谷底的龙岩市大气中的PMl0浓度不断增加。     

城市街道汽车污染扩散规律模拟研究

如何简单而准确地模拟城市街区污染的扩散规律,对于城市汽车污染控制决策具有重要的意义,从大量实测数据,分析了风速风向等影响街道峡谷污染物扩散的主要因素,采用丹麦开发的街道峡谷模式ＯＳＰＭ,对汽车污染扩散规律进行模拟研究。与北京实测数据对比结果表明,该模式较好地模拟昼间风速风向对街道峡保内汽车污染扩散的影响,比较准确地反映了峡保中流场的主要特征,以及汽车排放污染物的扩散规律,污染物浓度与风速的倒数摈心     

海面风矢量对不同极化状态海表面亮温的遥感影响研究

本文从海面风矢量与不同极化状态下海表面亮温参数的关系入手,利用2014年5月1日西北太平洋区域Windsat卫星L2风场数据和SMOS（Soil Moisture and Ocean Salinity）卫星L1C数据,定量分析了风速和风向对亮温的影响。研究结果表明:海表面亮温的变化,风速大于风向的影响;V极化状态下垂直亮温对风速、风向的敏感性最强,Stokes2亮温参数对风速的敏感性最低,20°风向变化对Stokes1亮温参数敏感性最低;海面亮温在3级风速内和0°~150°风向区间受风场影响变化较小,亮温波动显著区域主要集中在6级风速以上和300°~360°风向区间。     

基于255 m气象塔天津地区污染天气高空风特征研究

基于2016年4月—2017年3月天津地区地面、255 m气象塔和风廓线监测数据,结合数值模拟,研究天津污染天气分析中高空风特征,以期进一步提高污染天气预报准确率.结果表明:高空风速和风向分析对污染天气趋势判断有重要作用,如冠层以上高度风速、300~1500 m风向对PM2.5污染程度的指示效果好于近地面同类数据;在选取高空风速指标时,应尽量避免边界层顶附近高度风速数据选取,如使用300 m和600 m风速和作为指标要好于300、600和900 m风速和作为指标.而其是否有利于污染扩散判断的临界阈值为10~15 m·s-1,小于10 m·s-1时水平扩散条件不利于污染物扩散,大于15 m·s-1时有利于污染物扩散.分析高空风向时,需要考虑输送高度和Ekman螺线的影响,与地面不同,300~1500 m高空风分析时,有利于出现污染天气的风向为西风、西南风和南风,而地面仅为南风和西南风;当1500 m高度呈现东风、偏东风和东南风时,天津地区受来自渤海的气流影响明显,污染气象条件有利于污染物扩散,空气质量以良好为主.     

山东近岸黄海极值风速预测及防灾建议——基于极值分布和风向的预测

在总结有关海上大风预测研究成果的基础上,根据极值理论合理选取预测极值风速的极值分布计算模型:Gumbel分布和Poisson-Gumbel分布。根据山东近岸黄海26 a的风速观测资料,采用分风向统计数据和投影法处理数据,充分考虑风向和相邻风向的影响,形成十六个风向的年极值序列和过程极值序列样本;最后,用两种模型计算得到各个风向的极值风速预测结果,对比不考虑风向的计算结果,分析出黄海海域海洋风灾发生的时间规律和致灾风向,并对黄海海域的防风减灾提出合理建议。     

北京市冬季气象要素对气溶胶浓度日变化的影响

对2004年1月1—15日北京气溶胶浓度与相对湿度、气压、风速、风向等气象要素的平均日变化进行分析,结果表明:北京冬季ρ(PM₁₀₎日变化明显,受气象要素的日变化影响. ρ(PM₁₀₎与相对湿度和气压呈正相关性;风速对ρ(PM₁₀)的日变化影响明显,09:00—18:00风速和ρ(PM₁₀₎变化趋势一致,呈正相关性,其他时间则呈负相关性; 风向对粗、细粒子的数浓度影响不同,细粒子数浓度在偏东风时大,西、西南风时小,而粗粒子则相反;粗、细粒子的数浓度日变化受气象要素的影响程度不同,相对于粗粒子,细粒子数浓度更易受气象要素日变化的影响.      

风向对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,对长高比为5的街道峡谷(简称街谷)在0°～90°风向下流场和污染物浓度场进行了数值模拟. 结果表明: 0°～75°风向时,街谷内流场呈明显的三维特性,90°风向时,流动表现出中长街谷的二维特点;风向对街谷内壁面污染物浓度的分布有显著影响,90°风向下的街谷壁面浓度最大,其次是45°风向,其余风向下的相对较小,污染物浓度的计算值与风洞试验值在趋势上吻合较好;壁面污染物浓度的分布由街谷内长度方向漩涡、来流冲角产生的进口回流及沿长度方向的流动所决定,壁面浓度的分布差异均可从附近的流场获得解释. 街道峡谷内长度方向的漩涡模拟过强会导致地面附近污染物浓度的计算值偏离试验值.      

渤海风场的概率预测模型研究

风是海上溢油迁移扩散的关键动力因素之一,溢油区风场的精确预报是油膜漂移轨迹预测的基础。本文对渤海的历史风资料进行了相关分析,根据不同区域风的相关性和不同时段风的差异性,分别进行了渤海风的区域划分和时段划分;根据风在每两个指定方向转换的概率和风的平均持续时间,建立了渤海风场的概率预测模型。该预测模型生成的随机风时间序列能体现出历史风场的能量水平、周期性和方向变化,且与相应历史时期风资料的统计参数吻合良好,可为高精度海面溢油预报提供动力基础,也可为其他相关海洋动力学计算提供参考。     

棘洪滩水库典型风况分析及其应用研究

棘洪滩水库的源水是水库流场变化的主要动力,风力状况也是影响棘洪滩水库流场况变化的重要因素,当水库处于非调水期,风力状况的作用尤为明显。本论文整理了棘洪滩水库1989-2008年20年间气象资料,统计得出水库年际和四个季度的风向、风力变化情况。结果表明,棘洪滩水库常年盛行风向是南风和西北风。春季和冬季以西北风为主,夏季和秋季以东风和东南风为主。通过sMs软件建立的水质模型可以验证,不同的风向与风力大小对水库流场的变化有着显著的影响。     

Statistical comparison of the AGDISP model with deposit data

An aerial spray Agricultural Dispersal (AGDISP) model was tested against quantitative field data. The microbial pesticide Bacillus thuringiensis (Bt) was sprayed as fine spray from a helicopted over a flat site in various meteorological conditions. Droplet deposition on evenly spaced Kromekote cards, 0.15 m above the ground, was measured with image analysis equipment. Six complete data sets out of the 12 trials were selected for data comparison. A set of statistical parameters suggested by the American Meteorological Society and other authors was applied for comparisons of the model prediction with the ground deposit data. The results indicated that AGDISP tended to overpredict the average volume deposition by a factor of two. The sensitivity test of the AGDISP model to the input wind direction showed that the model may not be sensitive to variations in wind direction within 10 degrees relative to aircraft flight path.     

广州市大气TSP浓度变化及其与气象因子的关系

利用实地监测大气TSP浓度和局地气象数据,研究了2005年至2006年广州市不同功能区大气TSP浓度变化及其与气象因子的关系。结果表明,工业区大气TSP月平均浓度0.273mg/m3最高,显著高于交通繁忙区的0.207mg/m3;极显著高于商业区的0.180mg/m3、社区的0.155mg/m3和对照郊区的0.142mg/m3。研究显示,广州市大气TSP污染仍然比较严重。广州市大气TSP浓度与降雨呈现负相关性,与温度呈极显著的负相关性,与相对湿度呈显著的负相关性,与风速呈负相关性,与风向的相关性不明显。各功能区大气TSP浓度与局地气象因子也存在类似的规律。     

低纬度沿海边界层特征研究

本文以大量资料为依据,重点分析了低纬度沿海地区的主要气流类型,海陆风特征和冬、夏季风条件下边界层盛行风向及平均风速随高度分布特点。从大气扩散角度出发,将边界层风向、风速垂直分布分别分成4种类型和5种类型,并给出各种类型的出现频率。最后,结合湍流特征,分析了不同流场对大气扩散的影响。      

街道峡谷对近地层风场影响的观测和模拟分析

城市街道峡谷结构对近地面边界层的风场环流等气象要素具有重要影响,可导致城市局地空气污染分布发生变化.随着城市化发展及城市空气质量变化,街道峡谷的城市空气污染影响日益突出,分析街道峡谷内部风场成为认识和治理我国城市空气污染的一条重要途径.鉴于目前我国鲜有城市街道尺度大气边界层精细气象观测研究,本文分析了美国俄克拉荷马大学的街道峡谷精细气象观测数据及其FLUENT模拟.结果表明:街道峡谷内风场结构变化依赖大气背景风向,当背景风向平行于街道峡谷走向时,街谷两岸风速几乎没有差异,而在背景风向垂直于街道峡谷走向时,由于高空风进入街谷形成的涡旋气流对街道峡谷风场有补充作用,峡谷两侧中层高度风场差异变大,风速差值大约为0.5 m·s~(-1),且街道峡谷两岸风速差异得到了FLUENT模式的验证,但模式对迎风岸的风速模拟存在高估,模拟的中层高度处两岸风速差值为1.6 m·s~(-1).观测资料分析揭示大气边界层稳定度条件对街道峡谷内风场分布也有很大影响,中性稳定条件下街道峡谷两岸近地层风速差异最大,输送进入峡谷空间的风速增量比原峡谷内风速大约高1倍,其它稳定度条件下街谷两岸风速差异被削弱.     

2012年-2016年乐亭酸雨变化特征及影响因素分析研究

利用2012年-2016年乐亭国家基本气象站气象观测资料,分析了乐亭酸雨变化特征和降水量、风向、风速等气象因素对酸雨的影响.结果表明:年平均降水pH值和年酸雨频率呈下降趋势、平均K值呈上升趋势;秋季酸雨程度在四季中最严重,平均pH值为4.50,酸雨频率为38.4%;月平均pH值和酸雨频率呈现波动;酸雨平均pH值随降水量的增加而下降,酸雨频率随降水量的增加不断上升;月平均风速越大,月平均pH值越大,酸雨频率越小;酸雨发生时地面主导风向为NE、ENE、E,与上游地区燃煤型钢铁企业有一定关系.     

Wind tunnel experiment of gas diffusion in stably stratified flow over a complex terrain

Wind tunnel experiments were conducted to investigate air flow and gas diffusion in neutrally and stably stratified flows over complex terrain, using a terrain model of Steptoe Butte in the U.S.A.The terrain model was made with an aluminium cast and cooled by using transistor thermo-modules in order to simulate a stably stratified flow over the complex terrain. The wind tunnel results for gas concentration were superposed by a computer using probability distributions for wind direction, wind velocity and atmospheric stability observed at Steptoe Butte, in order to compare the wind tunnel results with field data.Application of the superposition method provided better agreement with field data than the usual method without the superposition.     

西宁地区大气边界层风、温场特征研究

利用西宁地区2009-2011 年地面气象及高空探测资料,统计及数值模拟研究了大气边界层风、温场特征。结果表明,西宁地面风场状况受地形的影响较大,风场复杂。地面较高频率风向与河谷走向基本一致,谷底平均风速较小,在北川河谷及湟中县西南为风速低值区。高空和地面主导风向在100 m以下发生转换,7：00 高空以西风和西西北风为主,19：00 则以东东南风和西西北风为主,风速均以西风和西西北风最大。风速垂直切变在冬季大,夏季小,夏季傍晚的风速垂直切变明显高于清晨。温度场特征表现为冬季出现逆温频率高,夏季低,清晨出现逆温层厚度较傍晚厚且逆温增温率强。逆温特征较黄土高原河谷城市及黄土高原较湿润地区更为明显,但较黄土高原干旱区则相对弱。混合层高度特征表现为春、夏季较高,冬季最小,气温相当的干旱季节混合层高度大于湿润季节,日混合层平均高度约在200～3 000 m变化,变化幅度大,扩散条件的日变化相差较大。     

吉阳核电厂址气象铁塔塔层风频规律及风速分布拟合研究

通过安徽吉阳核电厂址气象塔观测系统获取观测数据,研究了该地区的风频规律性,并按南沿江流、北沿江流对塔层风速分布进行幂函数近似拟合,估算了地表粗糙度。结果表明：本区主导风向多集中在偏东北风上,而且频率很高,次主导风向则略有差异;塔层风廓线分布基本符合幂函数关系,由廓线求出的n指数推荐值为：A类0.165,B类0.167,C类0.192,D类0.313,E类0.406,F类0.463;南沿江流方向的地表粗糙度为1.547 063 m,北沿江流方向的地表粗糙度为1.738 45 m。     

线源扩散的模拟计算

在传统的高斯扩散理论基础上,提出了一种计算线源扩散的方法;将公路线源分成若干存在初期扩散的单元,每个单元近似成一个过单元无中心与风向垂直的短子线源,它的扩散按高斯垂直风模式计算,测点的浓度是若干子线源的贡献之和。与ＣＬＩＮＥ２等模式相比,该方法对任意风向有限长线源都适用,而且可进行一条公路上有不同源强路段的计算,模式的计算结果与现场示踪及尾气污染的实测数据吻合较好。