基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染累积的关系.结果表明:厦门地区颗粒物污染过程中,边界层内弱风层厚度较地面风速而言更能够代表边界层内扩散条件的变化,可以更好地表征和预测近地面污染的变化;在局地累积的污染过程中,边界层内存在较厚的弱风层,同时2 km以下的风场有明显的风向转变特征,导致边界层内不存在有效的传输和扩散,另外,污染时边界层垂直温差可以在一定程度上反映干季的垂直扩散条件,0～3 km温差与PM_(2.5)浓度有着密切的联系;冷空气过程有将上游污染物向本地区输送的可能,城市边界层在东北大风的条件下伴随着显著的垂直下沉运动,有利于上空污染向下扩散.多源地基遥感数据联合分析能够进一步解释城市边界层内气象条件对于城市大气污染变化的影响,集合各设备的探测优势开展城市宜居和污染气象条件研究具有较高的科学性和可行性.     

北京市混凝土搅拌站风蚀扬尘排放特征

混凝土搅拌站是北京市一类典型扬尘源,本研究以北京市2座混凝土搅拌站为例,采用美国沙漠所的便携式风洞(PISWERL)测试搅拌站料堆和道路风蚀扬尘排放特征,结合搅拌站料堆和道路表面扰动频次以及当地气象数据,建立搅拌站料堆和道路风蚀扬尘PM_(2.5)本地化排放因子.结果表明:(1)搅拌站骨料大棚进口、混凝土装载区、社会道路进口和搅拌站进口道路风蚀扬尘PM_(2.5)日均排放因子差异不明显,分别为0.45、0.41、0.31和0.30 kg·(hm~2·d)~(-1),降水对道路风蚀扬尘PM_(2.5)年排放因子的削减率仅为4%;(2)搅拌站粗石、细石、粗砂和细砂料堆风蚀扬尘PM_(2.5)日均排放因子分别为0.10、0.12、0.26和2.02 kg·(hm~2·d)~(-1),细砂料堆风蚀扬尘排放因子是粗石、细石和粗砂料堆的20.5、16.8和7.7倍,细砂料堆春季排放因子是夏秋冬季的6.4、3.4和1.3倍;(3)北京市搅拌站料堆和道路风蚀扬尘PM_(2.5)日均排放因子分别为1.13 kg·(hm~2·d)~(-1)和0.37 kg·(hm~2·d)~(-1),是AP-42文件(c11s12混凝土,1995年版)料堆风蚀扬尘排放因子推荐值的3.9和1.3倍,搅拌站风蚀扬尘排放因子的不确定性范围为34%~92%;(4)建议搅拌站加强道路洒水和清扫保洁,对料堆尤其细砂料堆实施全封闭储存和喷雾降尘.     

基于MODIS的内蒙古气溶胶时空分布特征分析

通过对2002—2018年采用融合算法反演的MODIS气溶胶光学厚度(AOD)数据进行分析,研究了内蒙古气溶胶的时空分布特征.结果表明,内蒙古AOD值在东北部地区最高,其次为工业发达的中西部地区,最低值出现在大兴安岭及其山脉上空.全年AOD峰值出现在4月和6月,4月峰值主要受沙尘影响,6月峰值受季节雨带位移带来的湿度变化影响.中部气溶胶成分以沙尘气溶胶为主,而中西部和东北部气溶胶成分中存在大量人为源气溶胶.风场和相对湿度场与AOD值的年代际变化有关.     

风廓线雷达在北京地区一次强沙尘天气分析中的应用

基于北京地区逐小时风廓线雷达数据、大气成分观测数据以及地面常规观测资料对2017年5月3~7日一次沙尘天气过程进行了研究.结果表明：受蒙古气旋影响,全国多地出现空气质量严重污染,其中北京PM₁₀浓度达到严重污染级别时间超过30h.通过对边界层内水平风场、垂直速度以及大气折射率结构常数等要素进行分析,研究发现沙尘爆发前,边界层内出现平均风速达到14.8m/s的西北急流核,该急流核的建立有利于将高层沙尘粒子向近地面传输,而沙尘爆发阶段边界层通风量较前期增加31.6%,中低层的通风量逐渐占据主导地位,使近地面PM₁₀浓度出现爆发性增长.此外,整个沙尘天气过程中,以弱下沉运动为主,垂直速度在1m/s以下,而沙尘天气爆发前,边界层内出现强烈垂直下沉运动,达到5.3m/s.同时,大气折射率结构常数出现1.0×10^-16的高值中心.二者均先于地面污染物浓度的变化,预报时间提前量为8~9h,可为今后沙尘预报提供一定参考.     

台风型风电机组塔架轻量化设计研究

目的实现台风型风电机组塔架的轻量化设计。方法对风电机组台风环境载荷工况和台风期运行控制策略进行研究,提出在基于GB/T 31519—2015《台风型风力发电机组》的台风型风电机组基础上,开发台风控制策略,使机组在台风期间持续处于对风状态。结果利用BLADED软件计算机组各关键部位的载荷,结果表明,台风控制策略降低了23.5%的机组塔基载荷,重新设计塔架,塔架质量降低了13%,实现了塔架轻量化设计,单个风电场节省约416万元,具有很好的经济效益。通过机组现场实测,在摩羯台风期间,采用台风控制策略的台风型风电机组塔基载荷,Mxy理论仿真值与实测值的相关性达94.1%,高度一致。结论验证了理论仿真计算的准确性和轻量化塔架应用的可行性,助力于我国风力发电行业沿海地区及海上型风力发电机组的发展。     

基于全天空 FPI 的临近空间中性风场研究

目的对临近空间大气中性风场进行监测与分析。方法借助法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)观测临近空间顶层的大气中性风场。针对北极黄河站(78.92°N,11.93°E)临近空间顶层的大气中性风场,介绍全天空FPI测风的基本原理,通过对2016年11月25日全天空FPI设备观测的OI557.7 nm气辉干涉图进行分析,反演得到极光亚暴期间的内5级环的水平风场和视线风场。结果极地地区临近空间顶层的水平风速基本保持在-200~200 m/s之间,极光亚暴使得中性风场呈现出一定的方向性,并且风场增大的方向垂直于极光弧。结论利用全天空FPI设备可以对临近空间顶层的大气中性风场进行探测和分析,有助于认识和理解临近空间大气环境。     

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。     

Mathematical Methods for Spatially Cohesive Reserve Design

The problem of designing spatially cohesive nature reserve systems that meet biodiversity objectives is formulated as a nonlinear integer programming problem. The multiobjective function minimises a combination of boundary length, area and failed representation of the biological attributes we are trying to conserve. The task is to reserve a subset of sites that best meet this objective. We use data on the distribution of habitats in the Northern Territory, Australia, to show how simulated annealing and a greedy heuristic algorithm can be used to generate good solutions to such large reserve design problems, and to compare the effectiveness of these methods.     

信息系统安全风险评估研究综述疆

风险评估是信息系统安全保证的关键技术。笔者对国内外现有的信息安全风险评估方法与技术进行归纳和系统的评述。回顾了信息安全风险评估的理论框架与现有的评估标准;在此基础上,比较了包含FTA,FMECA,HAZOP等在内的传统风险评估技术和以CORAS为代表的现代风险评估技术;肯定了现代风险评估技术在利用统一建模语言进行半形式化表述方面的先进性以及根据信息系统生命周期的各个阶段特点选用适宜的风险评估方法的灵活性;同时指出该现代风险评估技术在动态识别、评估安全风险方面的不足;提出了一种改进和完善现代风险评估技术的方法,即利用Markov链形式化描述并分析信息系统,确保了分布式信息系统风险评估的需要。此外,针对信息安全风险的不确定性,提出了通过模糊集理论丰富现代风险评估方法的研究方向。     

青藏铁路临界翻车风速研究

分析了青藏铁路沿线不同季节大风平均风速、最大风速和超过8级风天数。由于空气密度随海拔上升而减小,大风对铁路运输安全的影响与低海拔地区差异较大。笔者利用车辆动力学原理建立了列车的临界翻车风速模型,研究了高寒铁路不同海拔地区和冻土地区的临界翻车风速。研究结果表明:青藏高寒铁路临界翻车风速随海拔升高而增大,而随冻土路基病害出现而降低的规律。参考英、日等国大风标准,结合青藏高原的特点,根据危险翻车风速和临界翻车风速,首次提出青藏高原铁路海拔4000m地区安全行车标准。