利用连续小波提取近海大气湍流中的相干结构

利用Morlet子波对南海塔基风脉动资料进行连续小波分析,并根据能量极大值法则辨识相干结构的尺度,从而构建基于相干结构主要尺度的湍流模型。通过对小波系数进行谱分析,得到相干结构的生成周期,进而刻画相干结构的演变特征。结果表明:相干尺度提取的准周期结构在数值和波形上能够很好的反映原信号的主要结构。在分析频段内,大气湍流相干结构的生命尺度和生成周期相近,相干结构以连续出现为主,而小尺度涡旋结构的生成存在明显的不连续。最后,结合观测期间天气过程以及相应的湍流统计特征分析,给出了典型天气条件下相干结构涡动能量分布及其随时间的变化特征。     

海-气界面动量通量的估计方法分析与应用

首次将经验模态分解方法引入湍流稳定性分析,与传统的线性和滑动平均去势方法进行了比较,发现经验模态分解方法的去势效果最好。基于"南海平台通量观测计划"(FOPSCS)近两年的连续通量观测数据,得到了22 476个摩擦速度的估算值,结果表明,当风速小于5m/s时,拖曳系数随风速增大而减小,而风速大于5m/s时,拖曳系数随风速增大而增大,两种情形分别反映了黏性表皮摩擦和波浪引起的形状阻力对海面风应力的贡献。同时发现短风区情形的拖曳系数大于长风区情形,说明波浪成长状态会对海-气界面动量交换产生影响。     

简评碳气溶胶观测研究中的不确定性

大气碳气溶胶具有重要的气候效应,但其观测研究中的不确定性还很大。作者对目前应用较广泛的气溶胶有机碳(OC)和元素碳(EC)采样观测和分析方法(包括光学法、热学法、热光学法及光学和热学实时在线观测方法)进行了评述。石英滤膜采集和实验室热光学分析方法应用较多,但在升温程序设置、OC/EC的划分和裂解碳校正方面还存在问题,而且需要准确评价样品采集过程中有机气体吸附和滤膜上已采集颗粒物挥发导致的采样偏差。光学和热学在线观测方法有助于避免采样和后期处理过程对颗粒物性质的改变,有利于反映颗粒物在大气中的初始特性,但此类方法尚需改进。对二次有机碳(SOC)的估算,采用将源直接排放的OC进一步划分为燃烧源排放和非燃烧源排放的方案可能更为准确。关于有机物质质量(OM)的估算,尚需开展相关研究以确定适合我国不同环境气溶胶特点的OM/OC估算因子。我国科学家应在碳气溶胶观测方法的改进和完善中做出应有的贡献,努力建立适合我国气溶胶特点的碳气溶胶观测方案和规范。     

平台障碍物对海气通量观测影响的数值分析

基于计算流体动力学模型（CFD）模拟了背景风风速为2 m·s-1、4 m·s-1、6 m·s-1下通量观测平台周围的风场分布,确定了不同风速下平台障碍物对观测影响最小的风向范围。发现风速不同,平台对背景风的影响范围不同,风速越大,平台对背景风的影响越大。运用涡动相关法计算不同风向条件下的湍流通量,定量分析由于平台干扰对海气通量计算的影响,发现选取迎风条件下的数据计算得到的海气通量会比实际偏低。     

渤海秋末初冬一次强寒潮天气过程分析

本文利用天气学和动力诊断相结合的方法,对渤海秋末初冬一次强寒潮天气过程进行了分析。提出了渤海冷空气大风发生和维持的主要机制。     

基于南海观测平台的海-气界面CO_2通量研究

利用南海北部的海上综合观测平台,开展了基于涡相关方法的海-气界面CO2通量的长期观测,得到了2010年9月至2012年9月近2年的海-气界面CO2通量数据,结果分析表明,观测平台附近海域全年表现为一个碳汇,年平均值为-0.088 mg m-2s-1,存在明显的季节变化规律,秋冬季节海洋表现为一个强碳汇,春季海洋依然是一个碳汇,但强度明显减弱,而夏季海洋呈现不稳定的源汇变化特征;从日周期特征上看,夜间通量强度较强,白天减弱;进一步的分析表明,海上风和大气稳定性对海-气界面CO2通量有明显的贡献。     

青岛地面太阳总辐射变化特征及影响因子分析

利用青岛市2003年8月~2011年8月的太阳辐射观测资料及常规气象地面观测资料,采用双标图分析、相关分析等统计方法,研究了地面太阳总辐射的变化特征及其影响因子。结果表明:青岛地面太阳总辐射呈现春季最大,夏秋季次之,冬季最小的季节变化特征;大气透射率夏季最小,其他3个季节相差不大。双标图分析及相关分析表明:总云量、能见度及相对湿度是辐射的主要影响因子,其中总云量对辐射变化起重要作用,能见度次之,相对湿度的影响最小。云对辐射有强的衰减作用,且低云的影响相对中高云大;实际大气中相对湿度和能见度对辐射的影响主要反映在两因子对云量的影响上,排除云的影响后相对湿度和能见度对辐射的衰减相对小,且不同云量条件下表现不同,云量较大时透射率随着相对湿度和能见度的变化较为明显。青岛地面太阳辐射受风向影响明显,盛行风为东南风的情况下,大气透射率较盛行风为西北风的情况下要小,且冬、春、秋3季节的大气透射率受风向影响大,夏季受风向影响小。     

2006年春季青岛气溶胶光学厚度与气溶胶指数、能见度的关系分析

由多波段天空辐射计观测的太阳直接辐射和散射辐射计算得到2006年春季22个晴天的大气气溶胶光学厚度(AOD),利用OMI(臭氧监测仪)的气溶胶指数(AI)线性插值得到相应22 d的气溶胶指数,说明AOD与AI具有较好的相关关系,并拟合出两者的线性关系式.分析AOD与实测水平能见度的关系,说明春季在少云或无云天气,大气中气溶胶含量高是导致能见度水平下降的主要原因.根据2个不同的能见度公式,分别由浑浊度系数和消光系数来计算22 d的水平能见度,并与实际观测值做相关,得到相关系数分别为0.764,0.760.当气溶胶标高取1.3 km时,由消光系数计算得到的水平能见度整体小于实测水平能见度;由浑浊度系数计算得到的能见度有11 d大于实测水平能见度,另外11 d小于s实测水平能见度.     

2000～2002年青岛地区沙尘天气分析

利用气象台沙尘天气常规观测资料和micaps天气图资料,借助美国国家海洋和大气局(NOAA)后向轨迹模式(HYSPLIT),分析了影响青岛市的沙尘来源、移动路径,以及沙尘粒子的干沉降通量.结果表明:青岛市沙尘天气主要发生在春季,一天中出现沙尘频率最高时刻是14时.影响青岛的沙尘暴天气主要爆发于蒙古国,在境内的浑善达克沙地、科尔沁沙地以及蒙晋冀长城沿线得到加强后到达青岛.影响青岛的沙尘天气移动路径主要是偏西和偏北两条路径,偏西路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古中部入侵,沿着山西北部-河北-山东-青岛的路径到达青岛;偏北路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古东部入侵,经内蒙古东部的浑善达克沙地或科尔沁沙地至河北北部,再沿京津地区-山东-青岛的路径到达青岛.每年由青岛入黄海的沙尘粒子干沉降通量为51.3 g m-2a-1,春季的干沉降通量为o.20 g m-2d-1,整个黄海每天的总干沉降量为7.58×105g.