热带次生林林窗区域土壤-植物-大气连续体热力效应初步分析

利用西双版纳雾凉季和干热季热带次生林林窗的小气候观测资料，探讨了昼间林窗地表温、气温及下层植物叶温的时空分布和变化规律，分析了叶温与气温和地表温的相互关系。指出在林窗区域，由于受雾、太阳高度及林窗边缘树木的影响，各小气候要素最大值随时间、季节的不同，出现在林窗不同的方位，并且存在叶温高值区时空动态位移现象；另外，林窗区域土壤-植物-大气连续体界面间热量传递方向随时间、季节的不同而发生着改变，甚至在同一时段内，林窗不同区域会存在热量传递方向截然相反的现象，显示出林窗内可能存在热量循环的小环流。其结果对深入探讨林窗区域的热量传输、小气候的形成机制、生物多样性和更新等问题均具有重要意义。     

昆明城市建筑物外壁表面热力效应研究——不同季节建筑物外墙壁面表温和近旁气温时空分布特征

文章利用不同季节城市建筑物不同朝向外墙壁面表温和近旁气温的垂直观测资料,分析了外墙壁面表温和近旁气温的立体时空分布特征。得出:城市建筑物外墙壁面表温和近旁气温的立体分布存在显著的季节、朝向、高度和时间差异;温度极值出现的位置、时刻随季节和朝向不同而各异;导致温度日较差呈现显著的变化;而昼、夜平均温度的垂直变化同样呈现较大的季节、朝向和位置的分异性。     

基于三台测风激光雷达的大气湍流和三维风场研究

为了获取大气湍流和空间三维风场结构,利用3台同型号的测风激光雷达开展协同观测试验。（1）利用虚拟铁塔协同观测技术开展大气湍流探测,与香河102 m铁塔安装的三维超声风速仪观测结果做对比,32 m处高频（10 Hz）风速的相关系数高达0.92,平均误差为0.77 m/s,均方根误差为0.41 m/s;大气湍流强度（TKE）的相关系数高达0.99,平均误差为?0.02 m2/s2,均方根误差为0.08 m2/s2,并且协同观测的高频风速与三维超声风速仪的观测结果具有相同的频谱结构。（2）利用扫描协同观测技术开展三维风场探测,与铁塔上的常规测风设备相比,其90 m高度处的水平风速和风向的相关系数分别为0.92和0.93,平均误差为?0.41 m/s和0°,均方根误差为0.73 m/s和34°。相比于单台测风激光雷达,基于3台测风激光雷达协同观测技术具有一定的优势:不需要风场水平均匀的假设、探测精度更高等。但其对观测环境的要求较高:观测路径上不能有遮挡、观测必须协同等。在科研业务应用中,需要根据实际的观测需求合理制定观测方案。      

北京地区一次典型大雾天气过程的边界层特征分析

利用中国科学院大气物理研究所325 m铁塔15层风、温、湿梯度观测资料和3层超声资料,对2002年12月1~4日发生在北京地区的持续大雾天气过程进行近地面层大气边界层特征分析。结果表明,近地面大气边界层较大的相对湿度(70%)、较小的风速(3.0 m.s-1)和风速垂直切变(0.02 s-1)、稳定的层结结构以及较低的气温是北京持续大雾天气形成的主要原因。冷空气的侵入使得边界层相对湿度迅速减小,风速和风速垂直切变增大,破坏近地面大气边界层的结构,导致大雾的消散。分析还发现,大雾的维持与消散主要受风场等动力因素的影响,热力层结是大雾维持和消散的必要条件。冷空气的侵入自上而下影响平均风场,而对湍流风场的影响则是自下而上的。尺度分析结果表明,大雾期间,近地面边界层内中尺度动量通量和感热通量都大于湍流尺度的,中尺度动量通量与平均风速基本呈反相关;冷空气的侵入使得湍流通量显著加强,是导致大雾天气消失的主要原因。     

岷江上游山地森林生态气候效应

为探讨岷江上游地区山地气候特征及森林生态气候效应，利用岷江上游南、北坡林内外的小气候观测资料，对该地区南、北坡向山地的太阳辐射、气温(1．5m)、地表温、水汽压、相对湿度、风速等小气候特征及森林生态气候效应进行了比较分析，探讨了其分布规律以及彼此间的内在联系。结果表明：不同坡向，不同季节，各山地气候要素分布存在区别；而山地森林具有较显著的生态气候效应，可以降低气温和地表温，增加湿度，减小风速，其生态效应在不同季节和不同坡向存在差异；通过林内、外气象要素的回归分析，得知：林内外的气象要素除4月风速之外，大多数气象要素存在显著的林内外相关关系；其中，以气温和相对湿度的相关性最好。     

岷江上游雨季南北坡小气候特征比较

利用岷江上游茂县大沟不同坡向的小气候观测资料,探讨了该地区地雨季的太阳辐射、气温、地表温、水汽压、相对湿度、风速等小气候要素的南北坡特征及其与谷底的差异。通过比较分析得出:在雨季南坡的太阳辐射量大于北坡和谷底;南北坡气温、水汽压、相对湿度在昼间有一定差异;北坡气温略高于南坡;气温垂直递减率南坡(O.71℃/100m)大于北坡(O.61℃/100m)。水汽压为北坡<南坡<谷底;而相对湿度为谷底<北坡<南坡,北坡和谷底的太阳辐射、气温、地表温、水汽压最大值比南坡早出现1h。南北坡风速均大于谷底,而南坡风速又大于北坡。由此可见,岷江上游地区即使在雨季,山地对局地气候仍有一定影响。     

热带地区城市化对室内外气温影响研究

利用1998年和1999年前汛期GMS—5红外云图探讨亮温度与地面雨强关系。结果表明：地面雨强随着亮温度降低，降水强度逐渐加大，出现强降水的几率增多；在低温区利用多点采样法确定雨量站上空的亮温度值优于单点；前汛期福建地区强降水亮温度阈值选为-46℃。     

大型人工湖气候效应观测研究——以密云水库为例

应用近5 a自动气象站观测资料,分析了华北地区最大人工湖——密云水库的局地气候效应。结果表明：① 密云水库库区相比于附近平原地带具有气温偏低、湿度偏高、风速偏弱、降水量偏大等特点。水库对区域气候的影响范围约在10 km内,离水库越近的地方,受影响越大。② 密云水库的气候效应主要体现在夏半年,尤以气温和降水最为明显。③ 水库南、北两侧受到的局地环流的影响具有明显的差异,库区东西方向的年平均局地风速约为0.14 m/s,南北方向约为 0.10 m/s。下垫面属性的热力差异及特殊地形条件使得密云水库附近同时存在山谷风和湖陆风现象,其叠加效应是导致区域内不同位置间气象要素出现季节性及日变化差异的主要原因。     

局地相似性关系在城市边界层中的适用性验证

利用中国科学院大气物理研究所325 m铁塔在2003年8月期间47和120 m高度上的湍流观测资料,对局地相似性关系在城市边界层的适用性进行了检验。结果表明：47 m高度仍属于城市冠层之上的近地面常通量层,莫宁－奥布霍夫相似性关系基本适用。但120 m高度则基本属于近地面层与自由对流层之间的过渡高度,在该处,相似性关系部分适用。同时,给出了不同的层结稳定度条件下47和120 m高度上的无量纲速度和温度标准差与稳定度之间的局地相关表达式。     

昆明城市热岛效应立体分布特征

利用低纬高原城市昆明城内外垂直观测资料，探讨了低纬高原城市的城市气候立体分布特征，通过比较分析，得出如下初步结果：昆明城市热岛效应不仅在地面附近存在，而且在城市上空也存在；其城市热岛效应为夜间强，影响高度高（＞50m)；昼间弱，影响高度低（＜50m)；近地面强，上空弱；昆明城市区域的气温垂直分布昼间为随高度增高温度递减，而夜间为逆温分布；受昆明城市周边环境影响，昆明城市热岛效应最大值中心呈现随高度增高而偏多现象。如此的气温立体空间分布，将对城市污染扩散、建筑物的设计、城市节能等产生影响。