东沙群岛附近海域风候特征分析

目的利用近22年的CCMP(Cross-Calibrated,Multi-Platform)风场资料,对东沙群岛海域的风候特征进行深入研究,为军地海洋建设提供科学依据。方法利用具有高精度的CCMP风场资料,统计分析近22年期间东沙群岛附近海域的风候特征。结果东沙群岛附近海域的海表风速呈"W"状双峰型月变化。峰值出现在11、12和1月期间,海表风速在9 m/s左右,次峰值位于6月,海表风速在6 m/s左右,东沙海域的年平均风速为6.5 m/s。东沙海域的海表风速表现出"U"型日变化特征。东沙附近海域的风速主要分布于3~5级,即3.4~10.7 m/s之间,1月的大风频率明显高于7月。1月和10月,东沙附近海域的风向以NE向为主,7月受西南季风影响显著,风向以S-SW向为主,4月风向则以ENE和SSE向为主。从全年来看,风向以偏东北向为主,S-SW向居其次。在近22年期间,东沙海域的海表风速整体上以0.0424 m/(s·a)的速度显著性逐年线性递增。结论运用高精度的CCMP风场资料,通过统计分析方法得到了东沙群岛海域的风候特征,对军地海战场环境建设具有科学支持作用。     

1979-2014年中国地面风速的长期变化趋势

基于中国国家级地面气象站均一化风速月值数据集,采用线性回归等方法分析了1979-2014年中国2268个台站地面风速演变的时空特征。结果表明：中国地面风速总体呈显著下降趋势,年平均风速变化速率为-0.142 m/s/10 a;四个季节中春季平均风速下降趋势（-0.18 m/s/10 a）明显大于其他三个季节,其次依次为冬季（-0.135 m/s/10 a）、夏季（-0.13 m/s/10 a）及秋季（-0.129 m/s/10 a）;研究选取的台站中约82%的台站风速呈现下降趋势;划分的七个区域中,高原区和东北区风速下降趋势最明显,华北区下降趋势最小,但都通过了0.05显著性检验;中国地面风速在1980s下降趋势最显著（-0.235 m/s/10 a）,1990s下降趋势减缓（-0.112 m/s/10 a）,2000-2014年下降趋势最小,为-0.099 m/s/10 a;研究期间地面风速与地面气温呈显著负相关,表明近期中国气温变暖可能导致风速减弱。     

内蒙古商都化德风区风速气候变化特征分析

利用商都化德风区内气象观测站1959-2011年的风速观测资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall法、墨西哥帽状小波分析方法,研究了该风区内平均风速的气候变化特征。结果表明:该风区逐年平均风速春季最大,夏季最小;53a来平均风速整体呈下降趋势,变化率约为-0.036m/(s·a)。年平均风速在80年代末出现了从高到低的突变。1986年到2000年之间风速序列均显著存在着8-10年的周期振荡。     

生活垃圾填埋场作业面恶臭散发率研究

采用风洞采样方式以挥发性有机物、H2S和恶臭浓度为指标研究了生活垃圾填埋堆体类恶臭面源的污染散发率.结果表明,生活垃圾填埋堆体表面的恶臭散发率与季节和表面吹扫风速等密切相关.高温季节挥发性有机物和恶臭浓度计的污染散发率可较低温季节高出6倍以上,在0.6~4 m·s-1的测试吹扫风速范围内,恶臭污染物的释放率随风速增加而近似呈线性增加的趋势.夏季生活垃圾表面的挥发性有机物(PID测定以异丁烯计)的散发率为385~680μg·(m2·s)-1,H2S散发率为4~7μg·(m2·s)-1,恶臭浓度散发率为46.5~136 OU·(m2·s)-1.持续通风实验结果表明,采用洁净空气吹扫得到的散发率是面源的最大可能散发率,在进行采样时间10 min以上的恶臭浓度或作业面散发量估算时,需对散发率进行适当修正.     

影响红沿河核电厂区热带气旋特征及最大强度估算

红沿河核电厂区位于我国北方海域的辽东湾东海岸,经常受到北上热带气旋的侵袭和影响。观测和统计表明,在辽宁登陆的热带气旋,强度能够达到台风,不容忽略。影响红沿河的热带气旋基本出现在7、8月份,以进入渤海后向西北移动和穿越山东半岛向北在辽东半岛登陆的两类热带气旋对红沿河区域影响最大,建国56年来最强的热带气旋在红沿河附近区域造成的最大风速达到25～33m/s,极大风速达40m/s以上。使用概率论方法和梯度风公式估算红沿河核电厂区可能最大热带气旋的强度参数,得到:百年一遇的可能最低气压估值为961 hPa,最大风速为35.4m/s,极大风速为46.0m/s;千年一遇的可能最低气压估值为939 hPa,最大风速为42.2m/s,极大风速为54.9m/s。     

高空风场对某飞行器级间分离影响研究

目的研究高空风场对飞行器飞行时级间分离的影响。方法建立飞行器分离模型,仿真计算飞行器分离时下面级的横移距离、两个关键部件之间的间隙。结果在最低飞行条件风速34 m/s时,下面级横移距离和两个关键间隙均满足设计条件。在仿真计算风速40 m/s条件下,下面级横移距离、两个关键部件间隙均满足设计要求,因此最低飞行条件风速可放宽至40 m/s。在最大风速45 m/s时,三个值均超出了设计值,有可能会对分离造成影响。结论高空风对飞行器级间分离存在一定影响,随着高空风风速的增加,面级的横移距离和两个关键部件之间键间隙随之增加。     

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。     

江苏沿海台风浪数值模拟

构建CCMP再分析风场与Holland经验台风风场的叠加风场作为海浪的驱动风场,建立SWAN自嵌套模型对影响江苏沿海的典型台风"梅花"引起的台风浪过程进行模拟。在得出风场叠加方式的基础上,设计3种订正系数方案及3种权重系数方案共9种风场构建方案,分别对东中国海进行台风浪模拟并结合Jason-1卫星高度计观测的有效波高数据进行比较分析,实验结果显示各方案有效波高的相对误差最大可相差3%。选取最佳方案的模拟结果为嵌套区域提供波谱边界条件,对嵌套区域的模拟结果表明:模拟值与浮标实测资料吻合较好;台风经过江苏沿海期间,近岸海域最大波高可达5~6 m,中北部海域波浪以涌浪为主,而南部海域则以风浪为主。     

蒸发波导探测系统传感器允许误差分析

基于自主开发蒸发波导诊断分析模型,开展了蒸发波导高度敏感性数值试验研究,发现在几乎所有层结条件下,海面相对湿度是影响蒸发波导高度变化的最敏感因子,其次是海面气温、海表面水温和海面风速,气压变化影响可忽略不计。若使蒸发波导高度诊断分析均方差小于或接近于蒸发波导高度10%,则在稳定层结下要求气温和海表面水温误差不大于0.2℃、相对湿度误差不大于1%、海面风速误差不大于0.5m/s,在不稳定和中性层结下要求气温和海表面水温误差不大于0.5℃、相对湿度误差不大于3%、低风速时风速误差不大于0.5m/s、高风速时风速误差不大于1.0m/s。     

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.     

黄、东海二甲基硫海气交换通量时空分布及影响因子

二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）海气交换对全球气候和环境变化有重要贡献。本文利用已发表的2005－2017年文献数据,结合ERA-interim（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Interim Re-Analysis）风速数据,估算了黄、东海DMS海气通量,并分析了其季节变化和空间差异。结果表明:南黄海和东海DMS年平均海气通量分别为（8.63±4.90）μmol/(m2·d)和（12.77±8.42）μmol/(m2·d),除秋季外,东海海气通量高于南黄海;DMS海气通量季节变化显著,夏季最大,冬季最小,南黄海秋季高于春季,东海春季高于秋季。基于方差分解,本文讨论了各因子方差对DMS海气通量方差的贡献,在南黄海,春季表层DMS浓度和交换速率均对海气通量有主要影响,夏季和冬季交换速率对海气通量影响较大;在东海,春季海气通量受到交换速率和DMS浓度交互作用的影响较大,夏季海气通量主要由DMS浓度控制,秋季和冬季交换速率对海气通量的影响较大。南黄海和东海占全球海洋面积的0.30%,其DMS排放量为0.1461 TgS/a,占全球海洋DMS排放量的0.52%。     

青藏高原夏季500hPa纬向风昼夜差异及其影响

论文利用NCEP/NCAR再分析资料及中国142 个测站12 小时降水资料,采用线性倾向估计、合成分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季500 hPa 纬向风的昼夜变化特征及其影响进行了分析。结果表明：自1950 年以来,高原夏季500 hPa 昼、夜纬向风均呈现整体减弱趋势,且减弱趋势夜间比白天明显,纬向风日较差呈增大趋势。高原昼、夜纬向风在1967 年均存在减弱突变,纬向风日较差存在1965 年的减小突变和1975 年的增大突变,纬向风日较差具有4~6 a 及16~23 a 的显著周期。高原昼夜纬向风异常,使得高原东侧及其以东地区出现异常的上升或下沉气流,且高原纬向风减弱时,长江以北的我国大部分地区降水偏少,长江以南地区降水偏多,降水对高原纬向风异常响应的昼夜差异主要表现在四川盆地东西部降水异常的昼夜差异上。     

基于中国风能资源专业观测网的近地层风切变日变化特征

以中国风能资源专业观测网2009年5至10月10~120 m的梯度风观测数据分析了全国近地层风切变特征,结果表明:①风切变总体呈现规律性变化趋势,即:日出前和日落后切变指数较大,随着近地层温度升高,切变指数逐渐下降,近地层温度达到最高时,切变指数达到最低值,后随着日落、地面温度下降,切变指数逐渐上升,直到次日日出、日落周期;②因局地海(湖)陆分布的差异以及下垫面粗糙程度的不同,切变指数在各地的变化可归纳为如下几种类型:典型陆地型、海陆效应差异型、湖(河)陆效应差异型、特殊地形(峡谷)型、切变指数偏大型和特殊型;③从不同梯度间的风切变特征来看,低层(30 m附近)较为明显,而中高层(50 m和70 m)较小,说明30 m高度为我国近地层风速变化较为明显的层次。该研究资料序列短,可能在反映全国近地层风切变特征的普适性方面还存在一定的不足,但仍可作为我国风能资源丰富区近地层不同梯度间风切变分布和变化特征的重要参考,期望通过该研究的开展为风电场的布设及近地面层风能资源的利用提供技术依据。     

东黄渤海11-12月有色溶解有机质的分布特征

采集了2016年11－12月期间东、黄、渤海表、中、底海水样品,分析了海水中溶解有机质的紫外-可见光吸收光谱特征,探讨了渤海和黄东海海域秋冬季有色溶解有机物（CDOM）的分布特征、来源和影响因素。结果表明:在渤海和黄东海,表、中、底层CDOM均呈现近岸高、远海低的分布特征,渤海CDOM含量高于黄东海。吸收系数a₃₅₅和光谱斜率S_275-295呈显著负相关。结合CDOM的a₃₅₅分布和S_275-295,表明CDOM受到陆源输入的显著影响。渤海海区黄河口海域由于黄河水的直接输入和在大风影响下黄河口的泥沙再悬浮作用,CDOM含量最高。12月渤海中心存在CDOM和DOC的低值区,位置和夏季渤海双中心冷水团一致。在黄东海海域,高盐度台湾暖流的导致了黄东海DOC低浓度区域的产生,但对CDOM的含量分布没有明显影响。在渤海和黄东海,CDOM和DOC无显著相关性。     

江苏如东附近海域夏季海洋环境噪声特性分析

近岸海域风电场等海洋工程产生的水下噪声可以影响海洋环境。本文以如东海域为研究区域,划分为港口区、风电场区和鱼类洄游区,分别监测其海洋环境噪声,获得水下噪声和水文气象要素数据,计算海洋环境噪声功率谱值,对噪声的频谱和区域分布特性进行了分析。结果表明,在海洋工程的影响下如东海域不同频率段的噪声功率谱显著增加,同时噪声功率谱峰值也有所增多。港口区低于140 Hz的水下噪声出现浅层大于深层的现象,异于其他区域;风电场区域噪声功率谱的极值增加最大;鱼类洄游区海域的噪声功率谱在1000 Hz以下出现多个峰值。港口区和风电场区海域水下噪声呈现近岸海域大于远岸。如东海域的水下噪声在海洋工程的影响下发生了剧烈的变化,噪声主要频率与该海域部分海洋生物的敏感频段相似,噪声功率谱临界甚至超过其听觉阈值,这会干扰海洋生物的听力和生存,严重者可直接致死,因此亟须对如东海域水下环境噪声进行长期的监测和治理。     

基于卫星遥感数据的东海浮游植物对台风响应研究

台风是发生在热带或副热带海洋上的一种强烈气旋性涡旋,能够对海洋环境产生一定的影响。本文基于中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)和地球静止海洋水色成像仪GOCI(geostationary ocean color imager)卫星遥感数据,对2018年东海海域台风过境后浮游植物的响应进行研究。研究发现,2018年7支过境东海的台风影响程度不一,其中台风“苏力”的影响比较明显,过境后海表面温度平均降低约2.53℃;叶绿素a的浓度增加约1.15 mg/m³。台风影响出现差异的原因是台风能否产生上升流,该过程主要受风力、移动速度和过境时长等因素影响,风力越大、移动速度越慢、过境时间越长的台风对过境海域的影响越大,反之亦然。本研究为理解台风对海洋生态系统的影响及其程度提供了科学参考。     

基于GEE的中国南海水质反演与富营养化评价

基于Google Earth Engine(GEE)平台,以MODIS遥感影像为数据源,通过构建多元特征建立水质反演模型,分析了2006～2018年的南海透明度(SD)、总氮(TN)、叶绿素(Chl-a)、化学需氧量(COD)的空间变化特征,并通过综合营养指数分析了南海富营养化的时空趋势.结果表明:GEE结合多元回归模...     

临安本底站酸雨长期观测特征分析

利用临安本底站酸雨长期观测资料,分析了该站酸雨年际变化及月变化,并对其变化特征进行了归因,同时分析了酸雨与气象因子之间的关系.结果表明,1985~2012年期间,临安本底站的酸雨总体呈增加趋势,且有2次明显加重和2次明显减弱过程.近20年酸雨的月变化表现为以7月为中心月份,降水酸度及强酸雨发生频率向两侧月份增加,弱酸雨发生频率向两侧月份减小.酸雨发生受降水强度、风速、风向影响,小雨时强酸雨发生频率高、弱酸雨发生频率低,而暴雨时弱酸雨发生频率高、强酸雨发生频率低;随风速等级升高,酸雨发生频率及强酸雨所占比重逐渐降低,降水pH值逐渐升高;弱酸雨发生日主导风向多集中于S-W扇区,而强酸雨发生日主导风向更倾向于N-E扇区.临安本底站酸雨的月变化主要归因于降水量变化以及各月SSE-WSW和NWN-ENE风向扇区来风的增多和减少,酸雨的年际变化可归因于江浙沪能源消耗量增加及重大环保措施实行的综合影响.