辽宁水稻年景预报模型研究

选用1961—2015年东北地区26个气象站月平均气温资料、国家气候中心74项环流特征量指数、NCEP/NCAR再分析资料和1986—2015年辽宁省水稻单产资料,分析了辽宁省水稻产量的时间变化特征,基于大气环流对长期天气过程影响的滞后性,考虑预报因子的显著、稳定性和独立性,应用多元线性回归方法建立水稻年景的预报模型。结果表明:(1)辽宁省水稻实际产量、趋势产量、气象产量均呈增加趋势,发生气候突变时间分别为1992、1997和1994年,实际产量与气象产量的关系较密切;(2)水稻年景预报模型经F检验,具有统计学意义,预报基本正确率为81.9%,用该模型预测2014、2015年水稻年景,均接近实际值。     

Retrieval of Boundary Layer Height and Its Influence on PM 2.5 Concentration Based on Lidar Observation over Guangzhou

Wavelet analysis was applied to lidar observations to retrieve the planetary boundary layer height(PBLH)over Guangzhou from September 2013 to November 2014 over Guangzhou. Impact of the boundary effect and the wavelet scale factor on the accuracy of the retrieved PBLH has been explored thoroughly. In addition, the PBLH diurnal variations and the relationship between PM_(2.5) concentration and PBLH during polluted and clean episodes were studied. Results indicate that the most steady retrieved PBLH can be obtained when scale factor is chosen between 300-390 m. The retrieved maximum and minimum PBLH in the annual mean diurnal cycle were ～1100 m and ～650 m, respectively. The PBLH was significantly lower in the dry season than in the wet season, with the average highest PBLH in the dry season and the wet season being ～1050 m and ～1200 m respectively. Compared to the wet season, the development of PBLH in the dry season was delayed by at least one hour due to the seasonal cycle of solar radiation. Episode analysis indicated that the PBLH was ～50% higher during clean episodes than during haze episodes. The average highest PBLH in the haze episodes and clean episodes were ～800 m and ～1300 m,respectively. A significant negative correlation between PBLH and PM_(2.5) concentration(r =-0.55**) is discovered.According to China"Ambient Air Quality Standard", the PBLH values in good and slightly polluted conditions were 1/6-1/3 lower than that in excellent conditions, while the corresponding PM_(2.5) concentration were ～2-2.5 times higher.     

华南区域大气成分业务数值预报GRACEs模式系统

总结了华南区域大气成分数值预报GRACEs模式系统的业务发展进程,系统介绍了GRACEs模式的计算域、气象驱动场、输入排放源、计算平台与产品应用,报告了GRACEs模式的业务预报性能。概述了国内外大气成分数值预报模式的发展现状与趋势,介绍了新版CMAQ模式Ver5.1的化学机理,及其在光化学、气溶胶化学、源排放、化学与气象双向反馈机制等方面的重要更新。GRACEs模式系统预期将在本地精细化气象模式、污染源本地化、化学机理以及初始场同化等方面进一步研究,深入开展华南区域"一体化"大气成分模式系统的研发与应用。     

MEASUREMENTS OF PARTICLE NUMBER SIZE DISTRIBUTIONS AND NEW PARTICLE FORMATION EVENTS DURING WINTER IN THE PEARL RIVER DELTA REGION, CHINA

Particle number size distribution(PNSD) between 10 nm and 20 μm were measured in the Pearl River Delta(PRD) region in winter 2011.The average particle number concentration of the nucleation mode(10-20 nm),Aitken mode(20-100 nm),accumulation mode(100 nm-1μm) and coarse mode(1-20 μm) particles were 1 552,7 470,4 012,and 19 cm-3,respectively.The volume concentration of accumulation mode particles with peak at 300 nm accounted for over 70% of the total volume concentration.Diurnal variations and dependencies on meteorological parameters of PNSD were investigated.The diurnal variation of nucleation mode particles was mainly influenced by new particle formation events,while the diurnal variation of Aitken mode particles correlated to the traffic emission and the growth process of nucleation mode particles.When the PRD region was controlled by a cold high pressure,conditions of low relative humidity,high wind speed and strong radiation are favorable for the occurrence of new particle formation(NPF) events.The frequency of occurrence of NPF events was 21.3% during the whole measurement period.Parameters describing NPF events,including growth rate(GR) and source rate of condensable vapor(Q),were slightly larger than those in previous literature.This suggests that intense photochemical and biological activities may be the source of condensable vapor for particle growth,even during winter in the PRD.     

南海季风建立前后珠江三角洲的陆气热量交换与热力边界层结构特征

根据动力与热力指标,2004和2005年南海季风建立前后可分成明显的4个阶段——季风建立前的雨期、非雨期;季风建立后的活跃期与非活跃期。对2004和2005年南海季风建立前后的广州番禺综合外场观测资料进行分析,得到了这4个阶段陆气热量交换与热力边界层的主要特征:净辐射与净短波辐射的变化趋势基本一致,净短波辐射与净长波辐射之比为3.49—4.81,净短波辐射是净辐射的主要贡献项,云量与降水是控制净短波辐射与净辐射的直接因素;季风活跃期间午间对流云系对太阳辐射衰减显著,造成了辐射各分量以及热通量的峰值区变窄,量值急剧变小;季风建立前后感热与潜热均是净辐射的主要消耗项,占净辐射的90%以上,潜热明显大于感热,2005年较2004年潜热的分配额有明显的增加,其原因可能与近地层的风速较大,总是维持向上的湿度梯度有关;季风建立前后除季风活跃期外边界层位温结构均具有明显的日变化特征,午间混合层可发展至1070m,而季风活跃期间午间混合层发展受到对流云释放潜热的抑制,导致季风活跃期混合层消失的现象,分析还发现季风建立前后各阶段夜间残余混合层均不明显。分析表明引起陆气能量过程及边界层热力结构差异的关键因素之一是云系与降水,加强边界层过程与降水宏微观过程相互作用的研究是深入认识陆气过程与边界层结构特征的关键。     

南海相对涡度的时空变化特征分析

本文使用2014—2017年间逐日平均的法国Mercator中心全球高分辨率海洋数据集PSY4,探讨南海海域相对涡度与海盆尺度环流的时空变化特征。依照涡度的年平均剖面,在垂向上将南海分为:涡度为正的上层、涡度为负的中层和涡度为正的深层,对应了南海海盆尺度的"气旋式-反气旋式-气旋式"垂向环流。最为显著的相对涡度季节变化出现在南海的上层,最大冬、夏季差异达6.3×10~(-7) s~(-1),为该层内年平均相对涡度值1.7×10~(-7) s~(-1)的3.7倍。在该层的内部,依照季节变化的幅度大小可以进一步划分为3个子层,其中季节变化幅度最大的为上200 m层。在中、深层,深度积分的涡度与海盆尺度环流分别具有"冬强夏弱"和"冬弱夏强"的季节变化特征,而涡度的年际差异可以与季节差异同等重要;逐月的涡度时间序列与吕宋海峡不同断面的水通量变化具有统计相关。     

珠江三角洲空气质量与能见度数值预报模式系统

珠三角已构建并准业务运行的空气质量与能见度(大气灰霾)数值预报模式系统能反映污染物的产生、聚集和消亡,能模拟大气灰霾的形成过程;预报结果与观测结果随时间演变的趋势比较一致,较好地体现了污染物的日变化特征。通过对2009年11月严重大气灰霾过程的模拟分析表明,广州地区引起灰霾天气的气溶胶主要是细粒子即硫酸盐气溶胶、碳气溶胶(黑碳与有机碳)与铵盐气溶胶的消光作用;在高湿度条件下硫酸盐的消光作用明显增大。     

热带西太平洋对流活动特征与南海夏季风爆发的关系

利用1979-2009年2.5°×2.5°的逐日OLR资料研究了西太平洋暖池对流活动的特征,发现4-5月西太平洋暖池对流活动主要集中在暖池的东南部地区,而6月第2侯对流逐渐向北扩展,对流的范围和强度都逐渐增大。在南海夏季风爆发偏早年,4月份西太平洋暖池对流活动偏强,而在南海夏季风爆发偏晚年,4月份西太平洋暖池对流活动偏弱。     

1954—2004年珠江三角洲大气能见度变化趋势

利用珠江三角洲5个城市气象观测站 (广州、深圳、台山、惠州、高要) 的长期能见度观测资料, 采用累积百分率、Ridit分析法和烟幕/霾日频率3种统计分析方法, 分析了1954—2004年珠江三角洲能见度变化趋势, 初步探讨了珠江三角洲大气环境的变化特征及其可能原因。结果表明:近50年来, 珠江三角洲城市能见度呈显著下降趋势。能见度的下降起始于20世纪70年代初, 并在经济高速发展的80—90年代初进一步恶化, 90年代中期之后虽然能见度变化趋于平缓, 但能见度下降的趋势仍未从根本上改变。珠江三角洲能见度与当地的人口增加和经济发展程度有密切的关系, 同时污染物的区域输送对西部下风向城市能见度也有很大影响。珠江三角洲能见度未得到有效改善的主要原因, 很可能是由于细粒子污染, 尤其是二次粒子前体物如SO₂和NO_X等的排放未得到有效控制。     

TUVR型紫外辐射表性能研究

利用多台Eppley实验室的TUVR紫外辐射表, 设计并进行比对观测试验, 定量了解TUVR型辐射表测量误差来源及贡献, 了解该辐射表性能, 从而提出数据订正方法。试验结果表明:TUVR型辐射表测量误差来源于感应元件和散射片两部分; 感应元件的衰减率y与使用时间t (月) 呈线性关系。散射片的测量误差跟一个地区的污染状况有关。清洗后散射片透过率与原始水平的透过率仍能保持线性关系, 不影响其余弦订正能力。订正后的结果与标准测量值相关显著。