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北京城市化进程对边界层风场结构影响的研究

地球物理学报 2006年第6期49卷 1608-1615页

作者：彭珍胡非中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

随着近10年来北京城市化步伐的加快，城市规模迅速扩大，北京三环以外的地区已由20世纪七、八十年代的城郊非均匀下垫面发展成现在粗糙复杂的城区下垫面，市区建筑物相应增多、增密和增高，导致城区地面动力学粗糙度明显增大．本文统计... 详细信息

随着近10年来北京城市化步伐的加快，城市规模迅速扩大，北京三环以外的地区已由20世纪七、八十年代的城郊非均匀下垫面发展成现在粗糙复杂的城区下垫面，市区建筑物相应增多、增密和增高，导致城区地面动力学粗糙度明显增大．本文统计分析了北京325m气象塔1994年和1997～2003年夏季平均场观测资料，结果表明：（1）在受下垫面影响最为剧烈的近地层，风向逐年趋于紊乱，现在气象塔周围近地面的流场已经具备了典型城市粗糙下垫面的流场特征；（2）近地面夏季平均风速呈现非常明显的逐年递减的趋势，而且距离地表越近，平均风速逐年递减的趋势也越为显著，这种风速逐年递减的趋势直到63m左右才不明显，说明现在气象塔47m以下的观测资料反映的是城市冠层的流场特征，城市冠层厚度约在47—63m之间；（3）随着北京城市化的发展，城区近地面的平均风速存在逐年递减的趋势，但阵风并不存在相似的递减趋势，表明城市冠层的抬升对阵风的影响并不显著．

关键词：城市边界层城市冠层阵风北京325m气象塔城市化

近10年来北京夏季城市热岛的变化及环境效应的分析研究

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地球物理学报 2006年第1期49卷 61-68页

作者：王郁胡非中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

根据1993～2003年北京地区气象台站7、8月的温度资料，分析研究了近10年来北京夏季城市热岛的变化及其环境效应．结果表明：北京夏季城市热岛的水平范围扩大到近郊区和远郊区的通州，分布特征也由“单中心”转变为“多中心”；平均热岛... 详细信息

根据1993～2003年北京地区气象台站7、8月的温度资料，分析研究了近10年来北京夏季城市热岛的变化及其环境效应．结果表明：北京夏季城市热岛的水平范围扩大到近郊区和远郊区的通州，分布特征也由“单中心”转变为“多中心”；平均热岛强度呈逐渐增强趋势，在夏季出现了强热岛；北京夏季出现热岛和强热岛的天数激增，7月最大热岛强度也呈逐年上升趋势；热岛的强度和水平分布都有明显的日变化；由于热岛效应使城区增温显著，北京夏季的高温日（Tmax≥35℃）也逐年增多．本文还指出朝阳区气象观测站由于周围高大植被的影响，观测资料已不具备城区代表性．同时也证明绿化对降低城市热岛效应是极为有效的．本文的研究成果对北京城市发展和规划有一定的科学参考价值．

关键词：北京夏季城市热岛热岛强度环境效应高温日

北京地区夏季城市气候趋势和环境效应的分析研究

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地球物理学报 2006年第3期49卷 689-697页

作者：刘熙明胡非李磊王郁中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

摘要本文利用1994-2003年北京市11个气象台站的7、8月夏季常规地面观测资料，并结合中国科学院大气物理研究所325m高铁塔观测资料，分析了近10年的城市化进程对北京市夏季城市气候造成的影响．结果表明，各气象要素变化都突现了城市化... 详细信息

摘要本文利用1994-2003年北京市11个气象台站的7、8月夏季常规地面观测资料，并结合中国科学院大气物理研究所325m高铁塔观测资料，分析了近10年的城市化进程对北京市夏季城市气候造成的影响．结果表明，各气象要素变化都突现了城市化进程的影响：（1）城区相对湿度较郊区明显偏小，呈现一“干岛”特征，且相对湿度呈逐年下降趋势；（2）降水方面，近10年来，北京市的夏季降水量逐年下降非常明显；（3）平均日蒸发量和日照时数城区大于郊区；（4）虽然城区能见度明显小于郊区，但总体来讲，1999年以后，北京地区的能见度趋好；（5）地温同样存在城市热岛现象；（6）北京地区35℃以上高温天数基本呈增多趋势，且城区高温天数明显多于郊区；（7）边界层强逆温的存在有利于城市夏季强热岛的出现．

关键词：夏季城市气候环境效应城市热岛城市边界层

土壤含水量空间尺度分布非均匀对中尺度脉动量和通量的影响研究

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地球物理学报 2006年第2期49卷 375-382页

作者：姜金华胡非程雪玲中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室

本文采用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式模拟研究了没有背景风的情况下,土壤湿度非均匀分布的长度尺度分别为40km逐渐减小到2km时,地表通量的分布和大气边界层的响应.运用二维傅里叶变换,分析了地表通量、中尺度脉动... 详细信息

本文采用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式模拟研究了没有背景风的情况下,土壤湿度非均匀分布的长度尺度分别为40km逐渐减小到2km时,地表通量的分布和大气边界层的响应.运用二维傅里叶变换,分析了地表通量、中尺度脉动量和中尺度通量的二维幅度谱分布,初步探讨大尺度模式中非均匀地表条件下的边界层参数化问题.分析结果显示各试验的地表水、热通量和中尺度脉动量的幅度谱的极大值都出现在与各自非均匀尺度相对应的波数处,当有不同尺度的非均匀斑块共存时,最大的非均匀尺度占主导.但是中尺度水、热通量的结果有所不同,除了在与各自非均匀尺度相对应的波数处有峰值之外,在其他波数还有多个峰值.这些结果表明地表水、热通量的空间分布尺度与非均匀尺度之间存在较好的对应关系,而中尺度水、热通量与非均匀尺度的关系并不明显,说明地表水、热通量的网格平均值的代表性较好,但是不能反映次网格脉动的影响,而中尺度通量的网格平均值的代表性较差.

关键词：地表非均匀尺度数值模拟中尺度通量二维傅里叶谱分析边界层参数化

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北京市大气细粒态气溶胶的化学成分研究

中国环境科学 2001年第5期21卷 432-435页

作者：谢骅王庚辰任丽新魏超中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

2000年6月在北京北郊中国科学院大气物理所气象塔观测场采集了大气中细粒态气溶胶样品.用质子诱导X射线荧光分析法(PIXE)对样品进行了分析,得到Al、Si、P、S、Cl、K等19种元素的浓度及其谱分布并对当前北京市大气气溶胶的来源、化学元... 详细信息

2000年6月在北京北郊中国科学院大气物理所气象塔观测场采集了大气中细粒态气溶胶样品.用质子诱导X射线荧光分析法(PIXE)对样品进行了分析,得到Al、Si、P、S、Cl、K等19种元素的浓度及其谱分布并对当前北京市大气气溶胶的来源、化学元素成分的变化进行了研究.结果表明,这19种元素中的许多元素的浓度与过去相比有不同幅度的降低,说明北京市对大气污染的防治是有效果的.

关键词：细粒态气溶胶元素浓度质子诱导 X射线荧光分析法北京大气污染化学成分大气监测

不同材质滤膜测量大气颗粒物质量浓度和化学组分的适用性——以安德森分级采样器为例

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中国环境科学 2014年第4期34卷 817-826页

作者：田世丽潘月鹏刘子锐王跃思中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

为提高不同粒径段大气颗粒物质量浓度及化学组成测量数据的准确性,使用惯性撞击式采样器对北京、千烟洲和鼎湖山3个站点的大气颗粒物分9个粒径段进行了采集,从质量浓度偏差和化学组成的角度进行了方法学探讨.结果表明,在恒温25℃、恒湿... 详细信息

为提高不同粒径段大气颗粒物质量浓度及化学组成测量数据的准确性,使用惯性撞击式采样器对北京、千烟洲和鼎湖山3个站点的大气颗粒物分9个粒径段进行了采集,从质量浓度偏差和化学组成的角度进行了方法学探讨.结果表明,在恒温25℃、恒湿50%平衡条件下,称量石英材质的采样膜获得的PM2.1质量浓度相对于TEOM在线PM2.5观测结果的正偏差为20%左右,正偏差诱因是环境空气相对湿度过高.干燥(10%湿度,25℃)微环境平衡处理方法有利于采样后膜片中H2O析出,使得上述正偏差降低至8%.通过条件实验,确定了石英膜采样前后在干燥器中放置72h平衡后称重、差减获得各级质量浓度的方法,可将偏差控制在可接受范围之内.基于这种方法获得的PM2.1质量浓度与TEOM在线PM2.5观测结果呈显著线性相关(R2=0.89,P化学成分重构质量浓度的需求,建立了同步使用石英膜采集样品并用于水溶性成分、有机碳和元素碳含量分析,而使用纤维素膜采样后用于金属元素分析的方案.应用上述方案对样品进行了全化学分析,对PM2.1质量进行了重构,重构获得的质量浓度与称重获得PM2.1质量浓度也呈显著线性相关(R2=0.89,P<0.05).

关键词：大气颗粒物分级采样滤膜选择恒温恒湿干燥

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大气湍流能谱的精细结构及能量级串

地球物理学报 2004年第2期47卷 195-199页

作者：马晓光胡非中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

利用小波变换和傅里叶分析对近地层大气湍流脉动资料进行了分析 ,发现波数空间能谱著名的“ - 5 3”标度律成立的区间中存在突变点 ;还发现对应于小波变换时间尺度 2 j,j=1,2 ,… ,j0 ,高频分量按照 2 (j- 2 ) - 1(j>1)的方式级串 ,这... 详细信息

利用小波变换和傅里叶分析对近地层大气湍流脉动资料进行了分析 ,发现波数空间能谱著名的“ - 5 3”标度律成立的区间中存在突变点 ;还发现对应于小波变换时间尺度 2 j,j=1,2 ,… ,j0 ,高频分量按照 2 (j- 2 ) - 1(j>1)的方式级串 ,这符合同步级串的物理图象 ;在标度区间内高频分量作用于幂律局部特征的效果是平均的 ,不存在影响标度指数的特征频谱 .利用不同高度大气湍流资料和不同小波基函数作变换 ,结果是一致的 .我们还对H =1 3的分形布朗运动产生的随机序列进行了对比实验 ,发现从能谱角度 ,实际发达大气湍流偏离高斯分布的程度很小 ,二者的差别只在高阶标度律时明显 .

关键词：大气湍流小波变换傅里叶分析标度律能量级串间歇性惯性副区

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东亚地区不同天气下的硫沉降分布

中国环境科学 1997年第6期17卷 530-534页

作者：高会旺黄美元王自发安俊岭中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

利用欧拉型硫沉降模式分析３个个例，讨论了东亚地区不同天气条件下硫总沉降、干沉降和湿沉降。不同天气条件下硫沉降的分布不同。干沉降与污染源的分布有很好的相关性，而总沉降的分布除决定于排放量外，还明显受到降水场分布的影响。... 详细信息

利用欧拉型硫沉降模式分析３个个例，讨论了东亚地区不同天气条件下硫总沉降、干沉降和湿沉降。不同天气条件下硫沉降的分布不同。干沉降与污染源的分布有很好的相关性，而总沉降的分布除决定于排放量外，还明显受到降水场分布的影响。２４ｈ硫沉降量一般为１．０～１０．０ｍｇ／ｍ２，最大可达３２ｍｇ／ｍ２，干沉降量的值为１．０～５．０ｍｇ／ｍ２，最大值为１４．８ｍｇ／ｍ２，湿沉降量的值为０．５～７．０ｍｇ／ｍ２，强降水区附近可达２２ｍｇ／ｍ２。

关键词：硫沉降酸雨大气污染东亚地区

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东亚地区春季黑碳气溶胶源排放及其浓度分布

地球物理学报 2005年第1期48卷 46-51页

作者：张美根徐永福张仁健韩志伟中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

本研究收集整理了东亚地区一个黑碳气溶胶的排放源 ,并利用一个三维化学输送模式系统模拟研究了东亚地区春季黑碳气溶胶的输送和演变过程 .黑碳气溶胶浓度的模拟值与地面观测站和观测船获取的监测值相比 ,模拟值与监测值具有良好的一致... 详细信息

本研究收集整理了东亚地区一个黑碳气溶胶的排放源 ,并利用一个三维化学输送模式系统模拟研究了东亚地区春季黑碳气溶胶的输送和演变过程 .黑碳气溶胶浓度的模拟值与地面观测站和观测船获取的监测值相比 ,模拟值与监测值具有良好的一致性 .这表明本研究收集整理的黑碳气溶胶的排放量及其分布是基本合理的 ,模式系统较好地反映了黑碳气溶胶浓度的时空分布和变化趋势 ,再现了许多观测到的重要特征 .模拟结果表明 ,东亚地区春季间隙性的长距离输送对于西北太平洋海域的黑碳气溶胶浓度分布具有非常重要的影响 .

关键词：长距离输送气溶胶污染源三维化学输送模式