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张掖地区春季大气气溶胶的光学特性

兰州大学学报（自然科学版） 2012年第1期48卷 62-68页

作者：冯岚张武向涛史晋森宋松涛曹贤杰黄建平兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用2008年4-6月份张掖气候观象台CE-318的观测资料,结合同期PM_(10)质量浓度和地面常规气象资料,分析了气溶胶光学厚度AOD,Angstrom指数和PM_(10)质量浓度的时间变化特征,讨论了AOD与气象要素的关系以及AOD与PM_(10)质量浓度的相关性.... 详细信息

利用2008年4-6月份张掖气候观象台CE-318的观测资料,结合同期PM_(10)质量浓度和地面常规气象资料,分析了气溶胶光学厚度AOD,Angstrom指数和PM_(10)质量浓度的时间变化特征,讨论了AOD与气象要素的关系以及AOD与PM_(10)质量浓度的相关性.结果表明,观测期间AOD与浑浊度系数β的日均值变化趋势较为一致,与波长指数α呈较弱的负相关.AOD大致存在四种日变化形式:1)平缓稳定;2)早晚低,中午较高;3)早晨低,傍晚高;4)早晨高,傍晚低.观测点受西北(偏北)风控制时,AOD易出现较高值,相对湿度的变化对AOD大小影响不明显.日平均情况下AOD和PM_(10)质量浓度的相关系数R^2为0.735 9,大于小时平均情况下的0.4035.

关键词：气溶胶光学厚度波长指数浑浊度系数 PM10质量浓度张掖地区

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气候动力降尺度方法在复杂下垫面的应用研究

兰州大学学报（自然科学版） 2015年第4期51卷 517-525页

作者：王雅萍张武黄晨然兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了... 详细信息

在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了中尺度天气预报模式自带的分析松弛研究其模拟效果.结果表明4种方案对地面向上2 m处的温度和相对湿度的模拟要优于对10 m处风速的模拟."分析松弛"表现出了对地面相对湿度模拟很好的改善,却不适宜对地表热量通量的模拟,且对10 m处风速的模拟结果变化平缓;增加初始场输入频次对地表热量通量的模拟有改善,对其他3个变量的模拟结果影响不明显.

关键词：动力降尺度中尺度天气预报模式复杂下垫面初始场松弛逼近

SVD-En3DVar同化方法在一次飑线过程中的应用

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高原气象 2016年第3期35卷 755-766页

作者：王越亚邵爱梅兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

基于集合和奇异值分解的三维变分同化方法(SVD-En3DVar)对2009年6月14日江苏地区的一次飑线过程进行多普勒雷达资料同化预报数值试验,以检验该方法在这类尺度较小的强对流天气过程中的同化应用效果。同时,还讨论了SVD-En3DVar的分块局... 详细信息

基于集合和奇异值分解的三维变分同化方法(SVD-En3DVar)对2009年6月14日江苏地区的一次飑线过程进行多普勒雷达资料同化预报数值试验,以检验该方法在这类尺度较小的强对流天气过程中的同化应用效果。同时,还讨论了SVD-En3DVar的分块局地化方案中水平半径对此次飑线过程同化效果的敏感性,并应用WRF 3DVar进行了平行对比试验。数值试验结果表明,应用SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达资料后能够有效调整风场、比湿和位温等状态变量,同化预报结果对分块局地化方案中水平半径参数较为敏感,水平分块半径为50 km时对组合反射率的预报效果最好。SVD-En3DVar和WRF 3DVar两种同化方法同化雷达资料后都能够提高雷达组合回波的预报水平,但SVD-En3DVar方法的效果明显优于WRF 3DVar同化系统,对回波带位置及其向东南方向发展趋势的预报和观测回波较为一致。

关键词：资料同化集合降维同化方法 WRF模式三维变分飑线

黄土高原复杂地形受中尺度运动影响的稳定边界层湍流特征

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大气科学 2013年第1期27卷 113-123页

作者：梁捷宁张镭鲍婧赵世强黄建平张武兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-AridClimateandEnvironmentObservatoryofLanzhouUniversity,简称SACOL)2008年12月观测资料,研究了稳定边界层湍流特征。使用涡动相关资料研究湍流通量时,定义湍流的平均时间τ内的中尺度运动... 详细信息

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-AridClimateandEnvironmentObservatoryofLanzhouUniversity,简称SACOL)2008年12月观测资料,研究了稳定边界层湍流特征。使用涡动相关资料研究湍流通量时,定义湍流的平均时间τ内的中尺度运动是造成湍流统计量变化范围大的主要原因,稳定情形τ取几十秒至几分钟。对梯度理查森数大于0.3的强稳定情形的湍流尺度分解(MRD)谱分析表明,感热通量在112.4～449.9s存在谱隙,尺度大于谱隙的中尺度运动造成了通量观测资料离散性大,甚至有支配性影响。动量通量的谱隙在112.4～224.9s之间。弱风时,中尺度运动的影响更大,垂直风速标准差以0.1的比率随中尺度风速变化;垂直风速标准差同广义风速表现出很好的相关性,并随着广义风速消失而消失。三维风速标准差与摩擦速度呈很好的线性关系,垂直、水平、横风风速的无量纲标准差分别为1.35、2.54、2.21。对湍流动能的研究发现,在梯度理查森数大于0.3的条件下,仍然存在连续的湍流。以湍动能为依据,分析了湍流的平稳时间长度,其长度随稳定度变化而变化,2008年12月7～11日从133.5s变化到856.2s,湍流平稳时间长度反映了中尺度运动的发生频率。

关键词：稳定边界层涡动相关中尺度运动湍流谱

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南京地区风寒指数对呼吸系统疾病的影响

兰州大学学报（自然科学版） 2017年第3期53卷 407-414页

作者：王琪李艳路瑶王嘉禾马百胜兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

基于2005-2008年南京市呼吸系统疾病死亡人数监测资料、同期气象数据和NCEP/NCAR再分析数据,在风寒指数基础上研究气象要素与呼吸系统疾病死亡人数的相关关系,并进行合成分析和个例分析.结果表明,南京市呼吸系统疾病死亡人数存在季节性... 详细信息

基于2005-2008年南京市呼吸系统疾病死亡人数监测资料、同期气象数据和NCEP/NCAR再分析数据,在风寒指数基础上研究气象要素与呼吸系统疾病死亡人数的相关关系,并进行合成分析和个例分析.结果表明,南京市呼吸系统疾病死亡人数存在季节性差异,高峰期出现在每年的1、2和12月;气温、气压与呼吸系统疾病死亡人数之间存在显著的相关,相关系数分别为-0.460、0.379,表明气温和气压对呼吸系统疾病死亡人数影响较大,主成分分析法结果也证明了这一点.风寒指数作为反映综合气象因子的指数,相关系数为-0.428,通过了0.01的显著性检验.气象因子和风寒指数对呼吸系统疾病的影响均存在明显的滞后效应,气压和气温在第5天达到最大,风寒指数则在第4天影响最大.利用合成分析发现,造成呼吸系统疾病死亡人数异常偏多的冷空气过程中,显著相关的气象因子是变压、变湿和风寒指数,其阈值分别为8.6 hPa、±0.1和-1.83.利用2005年3月10-12日冷空气过程进行个例分析,结果显示冷空气过程会带来气象要素的一系列变化,该次个例过程地面增压22.1 hPa,风速增加4~m/s,24 h变温达-14℃,并带来降水,风寒指数3 d平均为-2.3,均显著超过阈值范围,最终导致平均呼吸系统疾病日死亡人数远大于4 a日平均值,进一步证实了冷空气过程会导致呼吸系统疾病日死亡人数显著增加,并存在3~4 d的滞后效应.

关键词：风寒指数呼吸系统疾病低温冷空气过程滞后效应

利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究

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大气科学 2010年第3期34卷 548-558页

作者：黄建平何敏阎虹如张北斗闭建荣靳秦建兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

液态云水路径(liquid water path,LWP)和可降水量(precipitable water vapor,PWV)是描述天气和气候的两个重要物理量。目前,针对液态云水路径和可降水量的直接观测较少,特别是在我国干旱半干旱黄土高原地区,至今没有获得系统的观测值。... 详细信息

液态云水路径(liquid water path,LWP)和可降水量(precipitable water vapor,PWV)是描述天气和气候的两个重要物理量。目前,针对液态云水路径和可降水量的直接观测较少,特别是在我国干旱半干旱黄土高原地区,至今没有获得系统的观测值。本文利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)近两年的微波辐射仪观测资料,分析了黄土高原半干旱区液态云水路径和可降水量的变化特征。首先引入Liljegren et al.(2001)的反演方法并加以改进,计算得到适合黄土高原地区的反演参数,利用改进后的反演方法计算近两年的液态云水路径和可降水量。分析结果显示,与TP/WVP-3000型12通道微波辐射计的直接输出结果相比,本文反演结果与实际情况更加吻合。在SACOL代表的黄土高原地区,95%的云水路径值都在150g/m2以下,95%的可降水量值都在3cm以下。由于SACOL的降水受亚洲季风的影响,液态云水路径日均值冬季最小,秋季最大,其日变化规律显示半干旱区液态云水路径大体上呈双峰分布,峰值主要出现在日出和日落时分。卫星反演资料的年变化趋势与地基反演结果比较吻合。因此,运用卫星反演的液态云水路径来分析我国西北地区的空中云水资源是一种比较可信的手段。

关键词：液态云水路径可降水量微波辐射计日变化云和地球能量辐射系统

大气环流对中东亚干旱半干旱区气候影响研究进展

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中国科学：地球科学 2018年第9期48卷 1141-1152页

作者：刘玉芝吴楚樵贾瑞黄建平兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

亚洲干旱半干旱区占据北半球中纬度的大片区域,其主体是中东亚干旱半干旱区,该区域降水稀少、生态环境脆弱,对全球气候变化响应敏感.中东亚干旱半干旱区东部处于东亚季风区的边缘,受西风环流和季风环流的共同影响;中部和西部主要处于西... 详细信息

亚洲干旱半干旱区占据北半球中纬度的大片区域,其主体是中东亚干旱半干旱区,该区域降水稀少、生态环境脆弱,对全球气候变化响应敏感.中东亚干旱半干旱区东部处于东亚季风区的边缘,受西风环流和季风环流的共同影响;中部和西部主要处于西风带气候区,为西风环流所控制.研究大气环流对中东亚干旱半干旱区气候的影响,对于认识和预测该区域的气候具有重要意义.基于近年来国内外学者针对大气环流对亚洲中、东部干旱半干旱区气候影响的研究,文章进行了系统回顾和总结.已有研究表明,大气环流对中东亚干旱半干旱区的气候具有不可忽视的影响.在强夏季风年,中国西北地区东南部受东亚夏季风影响,水汽通量显著增加,降水偏多;而弱夏季风年则相反,随着东亚夏季风的减弱,季风边缘的半干旱区气候呈现变干趋势;南亚季风的加强则使得更多的水汽输送至亚洲干旱半干旱区;高原夏季风与中亚地区夏季降水呈显著的正相关关系,而与中国华北地区、蒙古地区的夏季降水呈负相关.西风指数与中东亚干旱区的气温有显著的正相关关系,西风环流的变化可能是影响中亚干旱区降水变化的主要因素.

关键词：大气环流季风西风中东亚干旱半干旱区

2008年冬季兰州气溶胶辐射特性及地表辐射特征分析

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兰州大学学报（自然科学版） 2010年第5期46卷 56-62页

作者：李霞张镭曹贤洁兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用2008年1月10日至2月16日兰州地区地面长短波辐射和积分浑浊度仪等观测资料,分析了气溶胶光学厚度和散射特性、气溶胶对辐射能量平衡的影响、长短波辐射特征以及云对太阳短波辐射的影响.结果表明:观测期间气溶胶光学厚度较大,869.5 n... 详细信息

利用2008年1月10日至2月16日兰州地区地面长短波辐射和积分浑浊度仪等观测资料,分析了气溶胶光学厚度和散射特性、气溶胶对辐射能量平衡的影响、长短波辐射特征以及云对太阳短波辐射的影响.结果表明:观测期间气溶胶光学厚度较大,869.5 nm气溶胶光学厚度平均为0.57,大气浑浊度系数较高,大于0.2.日平均气溶胶光学厚度与地表短波辐射变化趋势相反.气溶胶总散射系数呈双峰型日变化特征,且与风速呈负相关,与相对湿度呈正相关.不同天气类型下地面长波辐射表现不同的特点,晴天波动小,阴天和降雪天振荡较大;短波辐射具有明显的日变化特征,云对短波辐射的影响非常显著.

关键词：气溶胶光学厚度波长指数大气浑浊度系数总散射系数兰州

基于MERRA2再分析资料的全球AOD和沙尘AOD空间分布及趋势

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兰州大学学报（自然科学版） 2021年第1期57卷 54-62页

作者：庞舒婷林莹晶汤晨光张镭田鹏飞兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用MERRA2再分析资料和气溶胶遥感观测网(AERONET)观测资料,分析了全球气溶胶和沙尘气溶胶光学厚度(AOD)的空间分布及趋势.结果表明, MERRA2的AOD与AERONET观测结果相关性较好,相关系数为0.44~0.92,均方根误差为0.03~0.52,均方根误差... 详细信息

利用MERRA2再分析资料和气溶胶遥感观测网(AERONET)观测资料,分析了全球气溶胶和沙尘气溶胶光学厚度(AOD)的空间分布及趋势.结果表明, MERRA2的AOD与AERONET观测结果相关性较好,相关系数为0.44~0.92,均方根误差为0.03~0.52,均方根误差较大的站点多位于东亚地区. AOD<0.2的站点多位于北美、澳大利亚和欧洲, MERRA2对AOD值较低的站点高估0~***值较高的站点多位于东亚、南美、非洲, MERRA2对AOD值较高的站点低估0~0.22. MERRA2在中东地区的再现效果最好,北美和东亚地区效果较差. 2000-2017年AOD最高值在中国的四川盆地、华北平原及长三角地区;其次为印度恒河平原、塔克拉玛干沙漠、非洲和阿拉伯半岛,低值区在北美、南美、澳大利亚、俄罗斯和青藏高原地区.印度及相邻的阿拉伯海域AOD显著增加,增加速率约0.08/10 a.不同季节而言,夏季AOD最大,春季次之,秋季和冬季较小;沙尘AOD最高值为北非的沙漠地区,其次为塔克拉玛干和阿拉伯半岛.印度恒河平原沙尘AOD显著减小,减小速率约0.03/10 a.沙尘AOD呈夏季最大,春季次之,秋冬季较小的特征.

关键词： MERRA2 气溶胶遥感观测网气溶胶光学厚度线性趋势