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风能数值预报的模式输出统计(MOS)研究

资源科学 2017年第1期39卷 116-124页

作者：肖擎曜胡非范绍佳中国科学院大气物理研究所LAPC 北京100029 中国科学院大学北京100049 中山大学大气科学院广州510275

利用中尺度气象模式WRF输出的风速、温度、摩擦速度等变量作为待选因子,在其中选择合适的因子与风电场的实测风速建立多元线性模式输出统计(MOS)模型,对陕西省延长县风电场的风速进行预报。详细分析了因子数量、模型训练长度对预报结果... 详细信息

利用中尺度气象模式WRF输出的风速、温度、摩擦速度等变量作为待选因子,在其中选择合适的因子与风电场的实测风速建立多元线性模式输出统计(MOS)模型,对陕西省延长县风电场的风速进行预报。详细分析了因子数量、模型训练长度对预报结果的影响。研究表明:(1)所选因子不需要太多,推荐只选两个;(2)保证有600或以上时次的历史资料进行训练;(3)满足以上条件,MOS预报的均方根误差比单纯的模式预报误差平均可减少0.23m/s。该方法实现简单,计算快捷,可实际应用于风电预报中。

关键词：模式输出统计多元线性回归风电功率预报 WRF

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回流指数在空气质量变化研究中的应用

环境科学学报 2016年第3期36卷 1032-1041页

作者：陈晓阳冯旭范绍佳刘建中山大学大气科学学院广州510275

将回流指数引入珠三角污染气象条件的研究中,尝试使用回流指数判别形成区域大气污染的机理.运用中尺度数值模式WRF得到珠三角精细化的回流指数时空分布,同时与边界层外场观测试验结果进行比对从而验证模式对边界层内风场的模拟效果.最后... 详细信息

将回流指数引入珠三角污染气象条件的研究中,尝试使用回流指数判别形成区域大气污染的机理.运用中尺度数值模式WRF得到珠三角精细化的回流指数时空分布,同时与边界层外场观测试验结果进行比对从而验证模式对边界层内风场的模拟效果.最后,分别对干湿季冷高压影响下的污染过程进行分析,湿季选取2013年4月13—16日的珠三角重污染过程,干季选取同年12月8—10日的污染过程.结果表明:在本研究的两次过程中,使用回流指数Rcritical=0.6作为阈值能较好地区分局地污染物回流堆积与上风向污染物输送两种因素在冷高压型污染过程中何者占主导,当区域中回流指数普遍低于0.6则是污染物局地回流堆积作用更明显,若普遍高于0.6则是受上风向污染物的输送影响更明显;在局地回流堆积为主要形成机理的污染过程中,地面污染物浓度与边界层整体回流系数呈反方向变化关系,地面污染物浓度峰值对应边界层回流系数谷值;在污染物输送为主要形成因素的污染过程中,边界层中低层回流系数达到峰值时代表该区域此时受上风向风场输送作用最显著,地面污染物浓度同时达到峰值.

关键词：回流指数珠三角空气质量污染物输送数值模拟

AERMOD和CALPUFF对沿海电厂烟气扩散模拟对比研究

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环境科学与技术 2015年第3期38卷 189-194页

作者：赵伟范绍佳谢文彰中山大学大气科学系广东广州510275 环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655

使用《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)推荐的环境空气质量模式(AERMOD和CALPUFF)对海陆风日沿海电厂的烟气扩散进行了对比模拟研究。模拟结果表明:由于大电厂的烟气抬升高度较高,大电厂烟囱的有效高度往往会高于珠江口海... 详细信息

使用《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)推荐的环境空气质量模式(AERMOD和CALPUFF)对海陆风日沿海电厂的烟气扩散进行了对比模拟研究。模拟结果表明:由于大电厂的烟气抬升高度较高,大电厂烟囱的有效高度往往会高于珠江口海陆风的厚度,因此该区域海陆风对大电厂烟气扩散的影响不大;在海陆风发生时,由于风向的垂直切变极大,在此种情况下,AERMOD模式对烟气扩散的模拟结果明显不合理;同时,2个模式模拟的落地浓度值在某些情况下可能会有较大的差距;在某些气象条件下,电厂烟气会扩散到非常远的地方,由于AERMOD模式模拟范围有限(50 km),因此不适用于此种情况下烟气扩散的模拟。根据以上研究结果,建议在沿海区域,针对重大污染源的大气环境影响评价尽量使用CALPUFF模式进行核算验证。

关键词：海陆风沿海电厂数值模拟 AERMOD CALPUFF

2015—2020年广东臭氧污染特征、污染天气分型及局地气象要素影响

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环境科学学报 2023年第1期43卷 19-31页

作者：曹梅范绍佳靳春蔡倩贺沅平中山大学大气科学学院珠海519082 广东省气象公共服务中心广州510630 广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站广州510275 珠海市气象局珠海519099

利用2015—2020年广东省102个国控大气环境监测站臭氧(O_(3))监测数据、广东省21个地市国家基本气象站地面气象观测数据和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)第五代大气再分析全球气候数据(ERA5再分析资料),研究了2015—2020年广东O_(3)污染... 详细信息

利用2015—2020年广东省102个国控大气环境监测站臭氧(O_(3))监测数据、广东省21个地市国家基本气象站地面气象观测数据和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)第五代大气再分析全球气候数据(ERA5再分析资料),研究了2015—2020年广东O_(3)污染特征、污染天气分型及局地气象要素影响.结果表明:2017—2019年广东O_(3)污染较严重,4—5月O_(3)浓度逐步上升,6月出现一定下降后7月开始持续上升,峰值出现在9—10月;珠三角O_(3)超标率明显高于全省其他地区,粤东O_(3)超标率低于全省平均水平,但浓度平均值高于全省其他地区.基于自组织映射(SOM)方法,将2015—2020年逐日海平面气压和10 m水平风进行分型得到12类环流型,按污染程度分为“污染天气型”、“轻污染天气型”和“清洁天气型”.其中“污染天气型”有台风外围叠加副高型、冷锋前部型、热带系统降水前静稳型、高压底前部型4类.12类天气型所对应的O_(3)浓度与日照时数、最高气温呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关;高温低湿易出现O_(3)污染,但不同区域O_(3)对温度、湿度的响应不同.进一步分析台风外围叠加副高型控制下O_(3)浓度与气象要素的关系,发现日照时数4 h以内,O_(3)浓度增长速率最大,台风外围叠加副高型O_(3)污染跨省输送主要路径为偏北和偏东方向.珠三角O_(3)浓度日变化呈双峰,夜间峰值可能是由于残留层储存日间混合层内的高浓度O_(3)气团,在夜间偏北风的作用下由江西-韶关-清远向珠三角传输,经下沉运动作用下传输至地面导致的.

关键词：臭氧污染天气型局地气象影响广东

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台风对沿海城市细粒子中海盐气溶胶的影响

环境科学学报 2017年第9期37卷 3255-3261页

作者：刘建吴兑范绍佳毛夏陈慧忠中山大学大气科学学院广州510275 暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广州510630 暨南大学广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心广州510630 深圳市气象局深圳518040 东莞市气象局东莞523068

台风作为发生、发展于海洋的天气系统,其对沿海城市海盐气溶胶的影响究竟如何值得探究.利用2011年第17号强台风"纳沙"影响深圳期间的深圳气象局竹子林大气成分站的MARGA(Monitoring Instrument for Aerosols and Gases)数据,研究了期间... 详细信息

台风作为发生、发展于海洋的天气系统,其对沿海城市海盐气溶胶的影响究竟如何值得探究.利用2011年第17号强台风"纳沙"影响深圳期间的深圳气象局竹子林大气成分站的MARGA(Monitoring Instrument for Aerosols and Gases)数据,研究了期间台风对深圳PM_(2.5)中海盐气溶胶(以下简称海盐气溶胶)的影响.结果发现,受台风外围下沉气流的影响,各气溶胶成分的浓度均有明显的增加.台风降水前的大风对各种气溶胶(含海盐、非海盐气溶胶)的清除作用非常显著,而台风降水期间PM_(2.5)中的海盐气溶胶浓度呈现快速上升趋势,最大浓度可达4.39μg·m^(-3).台风降水期间的海盐气溶胶也呈现出一定的老化状态,氯损耗平均值为32.20%,海盐气溶胶的老化程度低于台风降水前和台风降水后的老化程度.尽管台风降水时海盐气溶胶的贡献率有显著增加,气溶胶海洋属性加强,但总体而言海盐气溶胶对深圳地区PM_(2.5)化学组分的贡献非常低.

关键词：台风降水海盐气溶胶深圳

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珠江三角洲区域空气质量的时空变化特征

环境科学与技术 2015年第2期38卷 77-82页

作者：吴蒙彭慧萍范绍佳吴兑中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 暨南大学大气环境安全与污染控制研究所广东广州510632

利用2006-2012年粤港区域空气质量监控网的区域空气质量指数(RAQI)资料和珠江三角洲地区(珠三角地区)同期的地面气象资料,研究了珠三角地区RAQI时空分布特征,还结合相关性分析和风场分析等方法探讨了珠江三角洲不同城市之间污染物输送... 详细信息

利用2006-2012年粤港区域空气质量监控网的区域空气质量指数(RAQI)资料和珠江三角洲地区(珠三角地区)同期的地面气象资料,研究了珠三角地区RAQI时空分布特征,还结合相关性分析和风场分析等方法探讨了珠江三角洲不同城市之间污染物输送的影响。结果表明:珠江三角洲大部分城市区域空气质量近年来呈现出显著的改善趋势,但是广州、佛山和东莞的污染日数,依然保持在较高的水平;污染物输送在不同城市之间影响非常显著,下风向地区易受上风向地区污染物输送影响,尤其肇庆、中山、江门和惠州受上风向影响非常显著,佛山和东莞则影响不显著;珠三角造成污染天气的天气形势中,高压脊控制型和高压底部型较多,槽前脊后型等其他类型则相对较少。

关键词：区域空气质量城市间输送天气形势珠江三角洲

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中国典型地区风能资源特性研究

太阳能学报 2011年第3期32卷 331-337页

作者：陈欣宋丽莉黄浩辉刘爱君范绍佳中山大学环境科学与工程学院大气科学系广州510275 中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510080 广东省气候中心广州510080

利用西北地区和东南沿海地区具有代表性的测风塔资料，对比分析其风能资源特性差异，结果发现：①即使西北和东南沿海地区的年平均风速相同，西北地区的年平均风功率密度和年风能密度均显著大于东南沿海地区，其风功率密度可大1～2个等... 详细信息

利用西北地区和东南沿海地区具有代表性的测风塔资料，对比分析其风能资源特性差异，结果发现：①即使西北和东南沿海地区的年平均风速相同，西北地区的年平均风功率密度和年风能密度均显著大于东南沿海地区，其风功率密度可大1～2个等级，造成这种显著差异的关键因子是西北地区“大风速”的出现频率较东南沿海地区多；②西北地区和东南沿海地区的风向变化主要以小角度变化为主，但两地区的风向变化特征明显不同：西北地区的小风向变差角出现频率略少于东南沿海地区，而较大的风向变差角出现频率明显多于东南沿海地区。两类地区不同的风资源特性将影响风电场选址和设计、风电机组选型以及建成后的运行管理模式，具有重要的现实意义和使用价值。

关键词：风能资源风速和风向特性典型地区

飞机起降过程污染物排放对机场周边大气环境影响研究回顾与进展

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气象与环境科学 2013年第4期36卷 62-67页

作者：周杨范绍佳中山大学环境科学与工程学院大气科学系广州510275

航空运输业的飞速发展引起了人们对飞机场污染物排放的关注。飞机污染物的排放过程主要包括起降过程和巡航过程。目前对机场飞机排放污染物的研究主要集中在飞机的起降过程(LTO循环过程),研究手段主要为模型分析,如EDMS模型分析、SMOKE/... 详细信息

航空运输业的飞速发展引起了人们对飞机场污染物排放的关注。飞机污染物的排放过程主要包括起降过程和巡航过程。目前对机场飞机排放污染物的研究主要集中在飞机的起降过程(LTO循环过程),研究手段主要为模型分析,如EDMS模型分析、SMOKE/CMAQ模型分析等,只有少量的实地采样研究。未来的研究需更细化,增加实地采样,开展定量的分析研究。

关键词：飞机起降污染排放模型分析机场

基于激光雷达观测的珠海近地面与边界层上部臭氧污染成因研究

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环境科学学报 2022年第9期42卷 331-338页

作者：许欣祺苗圣杰张亮黎煜满范绍佳中山大学大气科学学院珠海519082 广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 广东省珠海生态环境监测站珠海519000

利用差分吸收臭氧激光雷达、多普勒风廓线激光雷达,研究了2019年11月在广东珠海出现的一次典型臭氧污染过程前后期的时空分布特征,以及水平风向风速及垂直风速对近地面与边界层上部臭氧浓度变化的影响.结果表明:2019年11月13日的臭氧污... 详细信息

利用差分吸收臭氧激光雷达、多普勒风廓线激光雷达,研究了2019年11月在广东珠海出现的一次典型臭氧污染过程前后期的时空分布特征,以及水平风向风速及垂直风速对近地面与边界层上部臭氧浓度变化的影响.结果表明:2019年11月13日的臭氧污染以低风速条件下臭氧局地生成为主;2019年11月14日的臭氧污染以夜间残留悬空臭氧向下输送叠加地面生成为主.入夜后若近地面水平风速较小,则不利于近地面臭氧清除,地面臭氧浓度下降缓慢.若夜间边界层内存在上升气流,则有利于悬空臭氧残留的维持;若日间边界层内出现下沉气流,则会导致残留悬空臭氧沉降,进而与新生成的臭氧叠加,加剧地面臭氧污染.污染过程中,若水平风速上升,边界层上部臭氧浓度下降不如低层明显;若水平风速下降,边界层上部臭氧浓度上升响应也较为迟缓.

关键词：激光雷达臭氧分布近地层风场影响珠海