多遥感设备联用在区域空气质量变化与边界层结构关系研究中的应用

为研究佛山地区空气质量变化与边界层结构的关系,2015年10-12月在佛山地区3个站点同步开展了多台风廓线雷达、激光雷达、微波辐射计联用的大气边界层结构观测实验.结果表明:风廓线雷达探测可获得平均风场垂直分布的连续变化,发现佛山地区风场垂直分层结构明显,空气污染与近地小风层厚度的相关性较强.激光雷达探测可获得颗粒物消光特性垂直分布的连续变化,发现佛山地区颗粒物消光特性与大气边界层结构有密切关系,空气质量指数(AQI)变化与颗粒物激光雷达探测反演的边界层高度相关性较高,相关系数为-0.58.微波辐射计探测可获得平均温度、相对湿度垂直分布的连续变化,逆温和相对湿度变化对边界层日变化及空气污染成因分析有较高的价值.通过多设备联合探测,可同时获得研究地区平均风场垂直分布特征、颗粒物浓度变化特征、逆温和相对湿度的变化特征.多设备联合探测,有利于区域空气质量变化与边界层结构关系机理研究,对区域空气质量变化的预测预报有重要作用.     

微波链路降水测量技术及应用研究进展综述

在介绍微波链路测雨方法的原理、优势的基础上,重点分析了国内外单频微波链路、双频微波链路和微波链路网反演降水的技术现状,讨论了微波链路在天气雷达衰减订正、降雨场联合重构和暴雨监测预警的应用,最后从测量精度、链路频率、测量要素、测量空间四个方面总结了微波链路大气探测技术的发展方向。     

太阳风暴对短波电子装备性能的影响及应对措施

目的掌握太阳风暴对短波电子装备性能的影响及应对措施,为系统设计提供参考。方法分析太阳风暴的表现形式,并从作用距离、目标检测、定位精度等方面给出太阳风暴对短波超视距雷达、短波通信等装备的影响。结果电离层SID、电离层暴可造成短波通信中断,短波通信可用频段变窄。电离层强吸收可降低天波超视距雷达作用距离和目标定位精度,电子浓度、电离层虚高快速变化影响超视距雷达检测性能和定位精度,负相电离层暴使天波超视距雷达可用频段严重变窄。地球磁暴期间,电磁场突变产生的强电压和电流有可能烧毁用于天、地波超视距雷达的电子设备。电离层非规则现象对超视距雷达有严重影响。结论太阳风暴对电子装备性能有利有弊,要分别对待。系统设计时应充分考虑太阳风暴的影响,在出现太阳风暴时,采取针对性措施降低其影响。     

大气波导中的电波传播与环境特性研究进展

阐述了开展大气波导环境特性、传播特性及其应用研究的目的和意义。对大气波导中的环境特性研究、电波传播理论以及大气波导传播特性的应用研究等问题在国内外的研究进展进行了分析。探讨了开展大气波导中电波传播和环境特性研究重点、难点问题的方法和思路。     

大气波导中折射指数的预测预报技术研究

试验数据分析表明我国东南沿海海域是大气波导高概率发生区,实时、精确的折射指数预测预报是电子系统性能评估和系统设计的关键.通过大气折射率剖面的直接测量、基于特定高度气象参数的理论预测、GPS测量、海杂波反演技术等测量、预测预报技术的对比分析,海杂波反演技术由于实时性、保密性、设备简易等优点,是一种极具潜力的大气波导环境预...     

基于微波辐射计和风廓线资料建立AQI预报

利用气象部门的常规和非常规(微波辐射计和风廓线)气象观测、环境监测中心站提供的空气质量监测,研究了空气质量指数(AQI)与气象要素的关系,在此基础上用多元线性逐步回归方法建立了AQI的统计模型,并结合气象预报的客观数值产品与主观订正产品,进行了苏州AQI预报。结果表明,常规和非常规气象要素与AQI有显著的相关性,其中微波辐射计和风廓线探测的大气垂直方向上的相对湿度、水平和垂直风速、上下层温差、以及物理量指数(A、I指数)与AQI显著负相关;建立的模型预报结果与AQI实况之间具有显著的正相关关系,模型预报在一定程度上改善了48 h主观预报效果,具有一定的参考意义。     

临近空间环境及其影响分析

介绍了临近空间和临近空间环境的概念,分析了临近空间大气温度、风场、大气波动、电磁特征和光化学作用、电离层与中性大气的耦合、电流和高能粒子加热等物理变化过程,总结了临近空间天气探测、预报手段和技术,讨论了临近空间天气对飞行平台和仪器设备的影响。     

隧道围岩含水性预报技术

隧道地质超前预报关系到隧道工程施工质量和安全,是国内外研究的前缘课题,也是工程地球物理研究中的疑难问题之一。目前超前预报使用的方法有工程地质推断、地质雷达探测、反射地震‘负视速度法’、TSP、TRT 和TST等技术,取得了一定的效果,但是对围岩含水性预报还存在问题。本文介绍了用高密度电法解决含水性预报问题的实例,效果很好,希望能引起业界重视。在未来的超前预报工作中应该推广综合预报方法。     

城市大气环境污染预警方面研究

在对国内外大气环境污染预测、预报研究进展作简要论述的基础上，章提出了大气环境污染预警的系统方法，包括大气环境污染的警源分析、警兆辨识、警情判定、警度预报、警患排险和借助GIS技术进行大气环境污染预警，章指出这是一项预警方法的探索性研究，它对大气环境污染预警工作将会起到促进作用。     

瑞雷波探测技术在公路隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报是预防公路隧道施工环节发生灾害的重要技术手段。本文对瑞雷波探测技术应用于公路隧道超前地质预报的可行性进行了分析,介绍了瑞雷波技术的探测原理和现场施工方法,运用工程实例说明瑞雷波探测技术应用于公路隧道超前地质预报具有施工快速简单、资料处理成果直观、探测精度较高等优点,但也存在对于异常的属性不能作出准确判断的不足,并根据工程实践,提出了瑞雷波探测技术今后的研究方向。     

Remote sensing of the environment

A short survey of application areas and selection criteria for the different remote-sensing methods is presented. Microwave sensing is still regarded as one of the more progressive methods and its problem of angular resolution and the principle of synthetic-aperture radar are discussed. Experimental results of microwave probing are presented with examples from agriculture, meteorology, and hydrology.     

Predicting atmospheric debris transport in real-time using a trajectory forecast model

An experiment is described in which a trajectory forecast model was used in real-time to estimate the transport of debris associated with a large chemical explosion in the south-western U.S. The forecast trajectories were used to vector sampling aircraft into a position favorable for intersecting the debris cloud. The forecasts are evaluated and compared with three independent measures of debris transport: diagnostic trajectories calculated after the experiment using observed wind fields; transport of a tracer balloon; and aircraft measurements of the debris cloud.Trajectory forecasts originating as early as 39 h before the explosion successfully predicted the downwind atmospheric drift pathway of the cloud. The forecast trajectories agreed well with diagnostic trajectories, confirming the high quality of the meteorological forecast data upon which the trajectories are based. The forecast trajectories also proved skilful in predicting real-rime atmospheric motion at short notice. The results support our conclusion that forecast trajectory models are valuable tools for vectoring sampling aircraft in long-range atmospheric dispersion experiments and operations. These models should prove useful in the future when real-time estimates of atmospheric transport are needed.     

有毒气体扩散预测法在大气环境应急监测布点中的应用

利用有毒气体扩散预测方法在大气环境应急监测布点中的应用进行探索性研究。研究认为:有毒气体扩散的大气环境风险预测可以为大气环境污染事故应急监测布点提供所需的重要信息,能够很好地解决应急监测只能参照现有的监测规范和个人工作经验进行布点的问题,避免了监测人员的主观性,从而确保了应急监测的科学性、规范性、准确性和可靠性。     

环境空气影响预测评价方法和模式问题探讨

指导环境影响评价的理论和技术方法要求具备较强操作性和实用性,鉴于实践中发现指导环评的相关技术方法存在一定的问题,这些给环评工作者在实际工作中带来了一定的困惑。通过对建设项目环境空气影响预测评价中存在的预测模式和方法两个常见问题进行了剖析,指出日均浓度预测方法和选取条件存在的不确定性及导则推荐的点源有风、小风模式预测结果的不连续性问题,通过提出上述问题为完善相关技术导则和方法修订提供可参考的依据。     

数值风洞与物理风洞对烟塔合一排烟的比较研究

热电厂"烟塔合一"排烟技术因其初期投资和运行维护费用少,排烟效果好、SO2落地浓度低等优势,特别是在机场附近的净空限高和对景观环境有特殊要求的地区具有广阔的发展空间。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模型——德国模式在烟塔合一排烟方式的预测上尚存在许多问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最大地面浓度等难以给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排烟方式的大气污染物扩散情况,一种新的大气污染物扩散预测模式——数值风洞模型以及物理风洞实验被用于模拟烟塔合一的环境影响,分析数值风洞模式和物理风洞实验在大气环境预测领域应用的适用性和优缺点。2个预测方法的结果表明:在烟塔合一排烟方式下,大气污染物最大落地浓度随风速增加而增加同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。对2种方法进行比较,物理风洞实验由于受到物质和气象等条件的限制,无法得到精确的预测结果以及无法直观地描述空腔区的产生和变化规律。而数值风洞模拟具有更大的自由度和灵活性,预测出在夏季6 m/s风速下,冷却塔下风向最大落地浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。同时该方法可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。     

公路线源大气环境影响预测方法对比分析研究

文章通过从模式原理、范围和特点等方面对AERMOD大气预测模式与EIAA预测模式进行对比分析,以甘肃省天水段G310国道升级改造项目为例,分别采用AERMOD和EIAA两种模式对交通线源排放的特征污染因子CO在各环境空气敏感点的小时最大浓度进行预测,并对预测值与实测值进行对比分析,探讨两种模式在公路线源大气环境影响预测中的适用性及差异性。以期为今后开展道路交通类建设项目大气环境影响预测评价中模式的选取提供参考和借鉴。     

天津静稳指数建立及在环境气象预报和评估中的应用

基于2014—2015年NCEP再分析资料及天津地区PM_2.5质量浓度数据,构建天津地区静稳指数以期反映大气综合扩散能力,为天津霾、空气质量预报和大气环境气象条件评估提供支撑.研究结果表明：本文构建的静稳指数可作为评估天津地区细颗粒物大气扩散能力的重要指标参数,其建模产品与天津地区PM_2.5质量浓度相关系数为0.62,在评测期间（2016年6月1日—2018年5月31日）,基于EC模式的静稳指数24 h预报产品与天津地区PM_2.5质量浓度相关系数为0.67,1~7 d预报产品与PM_2.5质量浓度相关系数超过0.53,8~10 d预报产品随着时效增加指示能力有所下降,相关系数为0.4左右,但通过显著性检验.对比同期基于GFS资料和WRF/Chem构建的天津中长期环境气象数值模式,其相关系数接近,趋势预报效果相当.同时,由于静稳指数综合了水平风速、混合层高度、相对湿度等多项指标,可以综合反映一个地区大气扩散能力,在大气环境气象条件评估中可发挥积极作用,以同排放源不同气象条件的数值模拟为基准定义细颗粒物大气扩散条件,2013—2018年逐月大气扩散条件同比上年改善的占总样本41%,同比转差的占总样本59%,利用静稳指数对大气扩散条件月同比变化趋势进行判断,识别准确率可达80%.