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夏季两次不同强度暴雨过程的低空急流特征及其作用对比分析

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气象 2022年第11期48卷 1384-1401页

作者：李青春程丛兰全继萍陈敏窦有俊仲跻芹北京城市气象研究院北京100089

为了揭示北京地区夏季暴雨形成过程中的低空急流成因、结构特征及其作用,利用风廓线雷达测风数据、NCEP/GFS再分析资料(0.5°×0.5°)、国家级地面气象观测站和区域自动气象站小时降水量观测数据,对两次不同天气系统类型和强度等级的暴... 详细信息

为了揭示北京地区夏季暴雨形成过程中的低空急流成因、结构特征及其作用,利用风廓线雷达测风数据、NCEP/GFS再分析资料(0.5°×0.5°)、国家级地面气象观测站和区域自动气象站小时降水量观测数据,对两次不同天气系统类型和强度等级的暴雨过程开展对比分析,得到结论如下:2018年7月16日(简称“7·16”)北京特大暴雨是在副热带高压边缘低空西南急流的影响下形成的,低涡低槽东移发展、低空急流不断加强,加之地形辐合线的影响,为大暴雨的发生提供了极为有利的低空水汽输送、辐合和抬升条件。2019年7月22日(简称“7·22”)北京暴雨是在高空槽前低空急流的影响下形成的,低空急流是由高空急流东移、下传所产生,低空水汽输送和辐合作用相对较小。在两次暴雨过程中的强降水发生前3 h,均出现低空急流强度增大、低空急流最低高度下降、低空急流指数激增、1500 m以下出现明显的垂直风切变并且逐渐增大等特征。在“7·16”暴雨过程中,边界层急流遇到山脉地形触发了对流新生,低空急流、地形辐合线共同作用使对流系统不断发展和组织化,是沿山地区极端强降水形成的关键原因。低空急流特征量(低空最大风速、急流最低高度和低空急流指数)和1500 m以下的垂直风切变大小对强降水的发生具有重要的指示意义。

关键词：北京暴雨低空急流边界层急流垂直风切变地形辐合线风廓线雷达

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仔细观察,动静结合写景物

中文自修 2024年第12期 19-22页

作者：窦俊赬上海市武宁路实验小学

所有景物,处于静止不动时的状态和活动时的状态是不一样的。我们要采用动静结合的写作手法描写景物,增强文章的画面感和代入感。本期,让我们在精彩片段和学生范文的引领下,一同学习如何动静结合写景物吧!精彩片段1秋天最美是黄昏。夕阳...

所有景物,处于静止不动时的状态和活动时的状态是不一样的。我们要采用动静结合的写作手法描写景物,增强文章的画面感和代入感。本期,让我们在精彩片段和学生范文的引领下,一同学习如何动静结合写景物吧!精彩片段1秋天最美是黄昏。夕阳斜照西山时,动人的是点点归鸦急急匆匆地朝窠里飞去。成群结队的大雁在高空中比翼而飞,更是叫人感动。夕阳西沉,夜幕降临,那风声、虫鸣,听起来也愈发叫人心旷神怡。

关键词：

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北京春季一次霾-沙天气污染特性与成因分析

环境科学 2019年第6期40卷 2582-2594页

作者：王耀庭李青春郑祚芳窦有俊北京城市气象研究所北京100089

2017年5月3～5日,北京发生一次特别的重污染过程,与之相配的气象条件较为特殊,对污染形态和成因展开研究.基于北京35个环境监测站和与之最近的35个自动气象站,获取本次污染过程的总体特征及PM_(10)、PM_(2.5)浓度与地面风场的匹配形态;... 详细信息

2017年5月3～5日,北京发生一次特别的重污染过程,与之相配的气象条件较为特殊,对污染形态和成因展开研究.基于北京35个环境监测站和与之最近的35个自动气象站,获取本次污染过程的总体特征及PM_(10)、PM_(2.5)浓度与地面风场的匹配形态;利用MODIS和CALIPSO研究污染空间分布、输送路径、污染物类别;根据欧洲中期天气预报中心ECMWF第三代再分析资料ERA-Interim及风廓线雷达数据研究污染成因.以期以地-空立体监测技术手段配合气象条件得到本次污染特有的形态特征和影响因素.结果表明,利用以上多源数据,对本次污染进行立体观测和综合分析,能较好地反映污染特性和受制因素.本次污染骤然开始,陡然下降,持续约30h,整个过程PM_(10)和PM_(2.5)浓度高,分别可达600～1 000μg·m^(-3)和200～700μg·m^(-3).全过程分为三段,前半段、间歇期、后半段.前、后半段污染成因以及由此造成的PM_(10)和PM_(2.5)浓度在空间分布上各有特点.前半段主导风向为西北风,风速小,PM_(10)浓度空间差异小,在800μg·m^(-3)以上,而PM_(2.5)浓度空间差异大,南部和城区高,达600～700μg·m^(-3),其余地方低,在350～500μg·m^(-3).间歇期低层风向从西北风切变为南风,高层维持西北风,南部和城区PM_(10)浓度下降明显,到650μg·m^(-3),北部依然在800μg·m^(-3),而此时北部PM_(2.5)浓度甚至降到200μg·m^(-3).后半段主导风又回到了西北风,且风速激增,此时PM_(2.5)浓度空间差异小且同一站点的浓度均小于前半段,在250～500μg·m^(-3).而PM_(10)浓度又回到了800μg·m^(-3)的水平.说明本次过程属典型霾-沙混合型污染.在偏西气流的影响下,对北京污染的主要贡献是沙尘型的PM_(10),而在偏南气流下,对北京污染的贡献除了沙尘外,还有PM_(2.5).污染重的同时,风速也大,大气垂直运动交汇于大约2～3 km高度,在此高度层内有大量污染物累积.

关键词：污染特征霾-沙混合地-空监测天气分析北京

无侧边界条件的资料变分同化方案的数值模拟研究

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无侧边界条件的资料变分同化方案的数值模拟研究

作者：窦有俊南京气象学院

学位级别：硕士

本文介绍了数值天气预报中四维同化的国内外最近进展，并着重介绍了一种新的同化方法——无侧边界条件处理方案，并将这种方案引入到浅水方程模式中。在本文的数值试验中，使用了共轭码方法对该上述方案进行了变分同化，提出了构建数值... 详细信息

本文介绍了数值天气预报中四维同化的国内外最近进展，并着重介绍了一种新的同化方法——无侧边界条件处理方案，并将这种方案引入到浅水方程模式中。在本文的数值试验中，使用了共轭码方法对该上述方案进行了变分同化，提出了构建数值预报初始场的新途径。本论文从理论和数值研究角度证明了上述方法的可行性。试验结果表明，用这种方案进行变分同化试验所产生的结果对于初始场的改善具有明显的效果。

关键词：无条件侧边界浅水方程模式共轭码变分同化

基于多源探测数据对北京一次重污染天气的粒子微物理特征和热、动力机制分析

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地理科学 2023年第2期43卷 349-359页

作者：王耀庭李青春殷振平李炬潘昱冰郑祚芳窦有俊巩建波李威北京城市气象研究院北京100089 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 北京市气象服务中心北京100097 国家气候中心北京100081

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM... 详细信息

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度高达600μg/m3和1000μg/m^(3)。(2)MCD19A2 MAIAC AOD能很好地揭示本次污染起源、强度、输送和影响区域,MISR AOD显示本次污染粒子微物理属性具有大模态、非球形、非吸收型的特征。(3)CALIPSO显示,在1~4 km高度,退偏在0.1~0.5,色比在0.5~1.3均有分布,有“小退偏和大色比”现象。(4)AERONET数据显示,污染前、中、后AOD_550 nm值分别为0.9、2.0、0.2,AE_440-675 nm值分别为1.30、0.4、1.0,说明本次污染为PM_(2.5)和PM_(10)混合型污染。(5)探空显示本次污染大气层结非常稳定,各阶段有显著的热动力特征。污染爆发前(5月3日),上层大气潮湿且温度递减率小,低层大气干燥上升,构成对流空间。污染爆发期(5月4日),出现多层逆温,干燥大气下沉运动,受上层西风下层偏南风的动力配合。污染末期(5月5日),低层逆温消失,上层逆温层高度持续抬升,且空气干燥,深厚西风区风速持续加大,终结污染过程。(6)云高仪监测和EC模式结果表明5月4日大气稳定,边界层在空间上分布均匀,08:00大气边界层高度约1200 m,20:00约300 m。

关键词： “地-空”遥感大气污染气溶胶微物理属性热动力特征

气溶胶辐射效应对城市边界层影响的数值模拟研究

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中国科学：地球科学 2018年第11期48卷 1478-1493页

作者：王昕然贺晓冬苗世光窦有俊中国原子能科学研究院北京102413 中国气象局北京城市气象研究所北京100089

近年来,伴随污染和城市化进程的加剧,气溶胶辐射效应对城市边界层的影响日益显著.文章以北京地区一次冬季污染过程为例,采用中尺度数值预报模式,在优化辐射方案中气溶胶垂直廓线的基础上验证了模式的有效性,分析了气溶胶对辐射和边界层... 详细信息

近年来,伴随污染和城市化进程的加剧,气溶胶辐射效应对城市边界层的影响日益显著.文章以北京地区一次冬季污染过程为例,采用中尺度数值预报模式,在优化辐射方案中气溶胶垂直廓线的基础上验证了模式的有效性,分析了气溶胶对辐射和边界层的影响过程,最后通过敏感性试验探究了气溶胶、城市化和气象要素间的相互关系.结果表明:(1)优化后的模式可以较好地模拟北京地区温度场、湿度场、风场的分布特征.(2)气溶胶在大气中通过削减到达地面的入射短波辐射使地表温度降低,通过对辐射的吸收或后向散射作用,使高层温度升高,温度场的变化使层结稳定性增强,从而减少近地层的能量输送,使边界层高度下降.(3)随着气溶胶光学厚度的增加,乡村地区最易变为稳定层结,郊区较易变为稳定层结,城区最难变为稳定层结,且气溶胶辐射效应、城市下垫面以及二者的共同作用是影响城市边界层气象要素变化的主要原因.

关键词：气溶胶城市化边界层气象要素 WRF

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基于移动互联网的气象预警信息快速传播机制

农业开发与装备 2024年第6期 77-79页

作者：敖银银窦俊辉湖北省公众气象服务中心

为应对气象灾害频发且影响日益严重的现状，如何快速、有效地传播气象预警信息至关重要。旨在探究移动互联网在气象预警信息传播中的应用，构建基于移动互联网的气象预警信息快速传播机制，并提出相应的实施策略与创新路径。系统梳理了... 详细信息

为应对气象灾害频发且影响日益严重的现状，如何快速、有效地传播气象预警信息至关重要。旨在探究移动互联网在气象预警信息传播中的应用，构建基于移动互联网的气象预警信息快速传播机制，并提出相应的实施策略与创新路径。系统梳理了移动互联网在气象预警信息传播中的特点、优势及应用现状，剖析了构建快速传播机制的必要性与原则，进而提出了一套创新框架，涵盖顶层设计与体制机制创新、多源异构数据融合与智能预警策略优化、移动新媒体传播矩阵构建与精准推送策略设计、公众参与机制创新与社会协同能力提升等方面，以期为提升气象预警信息的传播效率与效果提供理论参考和实践指导。

关键词：基于移动互联网气象预警快速传播机制

基于地-空观测数据的粤港澳大湾区大气污染调查及时空演变特征

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环境科学 2020年第5期41卷 2075-2086页

作者：王耀庭梁加成郑祚芳李青春李威窦有俊北京城市气象研究院北京100089 国家气候中心北京100081

为了构建美好生态和人居环境,对粤港澳大湾区大气污染有准确充分了解,对大湾区大气污染状况开展深入调查.基于2014年6月至2018年12月的地面环境观测数据和2000~2018年卫星遥感反演产品,从不同的时间尺度和不同空间上分析大湾区大气污染... 详细信息

为了构建美好生态和人居环境,对粤港澳大湾区大气污染有准确充分了解,对大湾区大气污染状况开展深入调查.基于2014年6月至2018年12月的地面环境观测数据和2000~2018年卫星遥感反演产品,从不同的时间尺度和不同空间上分析大湾区大气污染的时空分布特征、演变态势和潜在气候效应.结果表明:①从站点观测的PM2.5日均值浓度看,每年在1、 2和10~12月出现良好或者轻、中度污染情形,其余时间为优级;②基于卫星近20 a年平均PM2.5浓度空间分布特征,呈现出以广州和佛山为中心向外辐射特征.时间演变上大体呈现出Ω形态特征,从2000年开始逐渐增加, 2008年最高,之后逐渐降低;③基于MISR卫星每隔10 a的月平均AOT数据看月度变化特征,第一时间段(2000~2009年)的AOT月均值大于第二时间段(2010~2018年)同月,最大值在3、 4月,最小值在11、 12月.设想沿珠江口岸南北向划一条线,AOT值呈现出西部大于东部的基本空间分布特征;④从站点观测的O3-8h日均值浓度数据看,大湾区O3-8h的浓度主体为优级, 2014年出现臭氧浓度为良好级别的城市最多,有5个城市, 2018年最少,有1个城市.臭氧浓度为良好级别最多的月份在9月,其次为6月和11月,再次为5月和7月.近20 a卫星遥感监测的O3月平均浓度时空分布也呈现出Ω形的先扬后抑特征,最大值在5月,空间上出现南北分界线的特征;⑤月平均气温年际变化与辐射之间存在较好的线性关系,而AOT与辐射之间不能用简单的线性关系描述.

关键词：粤港澳大湾区大气污染时空特征演变态势调查

小海坨山冬奥赛场气象观测试验及初步结果分析

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气象 2020年第9期46卷 1178-1188页

作者：李炬程志刚张京江窦有俊北京城市气象研究院北京100089

2017年1-3月,在北京延庆小海坨冬奥赛场周边开展了复杂地形综合气象观测试验,建立了由7个自动气象站、17个便携温湿度观测仪(HOBO)和2个综合观测站组成的观测网,开展了为期7 d的GPS探空加密观测。基于加密观测资料,对比了不同海拔高度... 详细信息

2017年1-3月,在北京延庆小海坨冬奥赛场周边开展了复杂地形综合气象观测试验,建立了由7个自动气象站、17个便携温湿度观测仪(HOBO)和2个综合观测站组成的观测网,开展了为期7 d的GPS探空加密观测。基于加密观测资料,对比了不同海拔高度的地面观测站获取的温度廓线与探空观测的温度廓线之间的差异,捕捉到了对冬奥赛事有重要影响的半山腰云,并对其特征进行了初步分析。有半山腰云的时段,地面风向日变化特征明显,半山腰云主要出现在海拔1100~1700 m高度,在探空观测上表现为饱和水汽层。一般而言,半山腰云的云顶对应于逆温层底,云顶上方有逆温层覆盖,夜间,受下坡风和向下谷风影响,云层下方多为西北风或偏西风,云层内全天多为弱偏东风或东南风。在半山腰云顶及逆温层顶之上,有明显的偏西风或西北风。初步分析结果表明,背风坡下沉气流形成的逆温层以及大范围偏东风水汽输送可能是半山腰云产生的主要原因。

关键词：小海坨山冬奥会半山腰云自动气象站