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在一个简化的气相化学模式的基础上，比较了Ｈｙｂｒｉｄ、ＱＳＳＡ、Ｓｋｌａｒｅｗ三种计算方案求解非线性化学动力学方程组的差异，并引入误差分配和线性组合两种质量守恒技术，分析它们对模拟结果的影响．研究结果表明：不同方案对有机烃类浓度的计算几乎没有影响，但对其它气态物浓度有一定的影响．用ＱＳＳＡ和Ｓｌａｒｅｗ方案预测的结果更为相近，而采用Ｈｙｂｒｉｄ方案得到的气态物浓度的平衡时间略为提前．从计算效率来看，ＱＳＳＡ方案优于其它两种方案，两种质量守恒技术均能改善模拟结果． 相似文献
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中国的酸雨模拟及控制对策研究 总被引：16，自引：0，他引：16
本文以大气污染源、大气污染特征、降水化学特征和酸雨污染特征等方面论述了我国在气污染和酸雨污染属于“煤烟型”,并将我国的大气了环境状况与世界其它一些国家作了比较分析。进一步利用我们发展的南京大学酸沉降模式系统（ＮＪＵＡＤＭＳ）模拟了中国地区的ＳＯ２地面浓度和硫沉降分布,并与实际观测浆和亚洲酸雨模式（ＲＡＩＮＳ－ＡＳＬＡ）的计算结果作了比较。最后从能源结构和经济发展状况出发,论述了我国控制ＳＯ２污染和 相似文献
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利用热带太平洋海气耦合异常模式的３０ａ模拟结果，对模式ＥＮＳＯ的变化性及多重时间尺度过程进行了细致分析，建立了一ＥＮＳＯ循环多重时间尺度过程相互作用的非线性相似（Ａｎａｌｏｇ）模型，并提出了ＥＮＳＯ循环主周期形成的一种可能机制。指出：和观测事实类似，模式ＥＮＳＯ过程确实涉及到三种时间尺度，即３—４ａ主周期振荡（ＬＦ）、准两年振荡（ＱＢ）和年循环（ＡＣ）；其中，ＱＢ过程是线性海气耦合系统的本征模态，年循环（ＡＣ）对其形成没有本质的影响；３—４ａ主周期振荡（ＬＦ）是一非线性系统的自激振荡现象，其形成是线性系统的本征模即ＱＢ过程通过非线性机制尤其是通过大气辐合反馈加热的“单向性”过程在ＱＢ的暖态产生的减频增幅所致；平均年循环（ＡＣ）虽然不能对ＥＮＳＯ循环形成有本质影响，但它可明显影响ＥＮＳＯ循环的具体振幅和位相，使得ＥＮＳＯ循环具有明显的不规则性并对季节循环具有明显的“锁相”特征；ＥＮＳＯ变化性确是ＬＦ、ＱＢ以及ＡＣ多重时间尺度相互作用形成的。本文提出的ＥＮＳＯ循环时间尺度选择机制不仅解释了主周期振荡的形成过程，而且也较好地解释了ＥＮＳＯ变化的谱，因此，这一机制更接近于观测事实。 相似文献
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中国科学院大气物理研究所短期气候预测系统的改进及其对1998年全国汛期旱涝形势的预测 总被引：35，自引：9，他引：26
通过引入改善了地表反照率参数化方案的中国科学院大气物理研究所（ＩＡＰ）大气环流模式,我们对ＩＡＰ短期气候距平预测系统（ＩＡＰＰＳＳＣＡ）中的大气模式部分进行了改进。利用改进前后的ＩＡＰＰＳＳＣＡ,我们对１９８０～１９９４共１５年中国夏季降水异常进行了集合预报检验,与实测结果比较表明,改进后的ＩＡＰＰＳＳＣＡ对江淮和华南地区的预报技巧与原先的系统相比只是有略微的提高,但对我国东北、华北、河套区域以及整个中国东部的预报技巧则比原系统有较大程度的提高,从而表明气候模式中陆面过程的正确表述可以提高模式气候预测的能力。利用改进的ＩＡＰＰＳＳＣＡ和ＩＡＰＥＮＳＯ预测系统提供的预测海温距平,我们对１９９８年中国夏季降水异常进行了预报（该预测３月份提供给有关单位）。今与实际情况比较表明,改进了的ＩＡＰＰＳＳＣＡ和ＩＡＰＥＮＳＯ预测系统耦合,对１９９８我国夏季旱涝形势的预测与实测基本相符,但强度较小,说明有一定预报能力,但也还有许多问题。 相似文献
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介绍了北京空气质量多模式集成预报系统（ＥＭＳ Ｂｅｉｊｉｎｇ）．系统中区域空气质量模式包括中国科学院大气物理所自主开发的嵌套网格空气质量模式系统（ＮＡＱＰＭＳ）模式、美国环保署（ＥＰＡ）开发的Ｍｏｄｅｌｓ ３／ＣＭＡＱ模式及美国Ｅｎｖｉ ｒｏｎ公司开发的ＣＡＭｘ模式等,均使用ＳＭＯＫＥ排放模型统一处理大气污染排放清单．此系统各模式采用统一的模拟区域和网格分辨率,采用中尺度气象模式ＭＭ５提供统一的气象场,并采用算术平均、权重集成等方法集成各空气质量模式结果,并投入北京空气质量业务预报,有效支持了北京奥运会空气质量数值预报．业务预报结果表明：１）采用ＳＭＯＫＥ处理的奥运排放清单较接近实际,２００８年８月各空气质量模式可吸入颗粒物（ＰＭ１０）日均值预报结果相对偏差为－３％ ～１７％,与观测数据相关系数在０７以上;２）在排放清单较接近实际的情况下,ＰＭ１０日均值多模式算术平均优于单个空气质量模式;３）分析２００８年４—１１月业务预报表明,采用权重集成方法预报的ＰＭ１０日均值优于算术平均方法,达６１％．总体上,权重集成方法优于算术平均结果． 相似文献
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模式大气中的年代际变化 总被引：4，自引：1，他引：3
用１９４５～１９９３年ＣＯＡＤＳ ＳＳＴ强迫ＡＧＣＭ进行了连续４９年的模拟积分,分析了模式大气中的年代际变化,并和ＮＣＥＰ再分析资料进行了比较。结果表明,模式大气中,无论是热带太平洋风场,还是中、高纬大气环流均存在显著的年代际变化;ＡＧＣＭ基本上能较好地模拟热带太平洋和中、中纬大气环流年代际信号的是分布和时间变化趋势;从时间变化上盾,热带太平洋风场的模拟结果要好于中、高纬大气,说明ＳＳＴ仍然是膨响 相似文献
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利用ＩＡＰＧＣＭ２５年的积分结果,系统分析了模式的１、７月月平均气候,并与观测资料、ＯＳＵＧＣＭ和其它大气环流模式的模拟结果作了比较,所比较的变量包括大气基本变量即海平面气压、表面气温和降水以及与流场、加热场和水汽场有关的诸多变量。结果表明,模式成功地模拟出各种大气变量的分布特征,大多数变量的模拟结果要优于ＯＳＵＧＣＭ,从而证实模式对１、７月月平均气候有较好的模拟能力,特别是由于ＩＡＰＧＣＭ与ＯＳＵＧＣＭ两模式物理过程十分相似,这一结果还进一步证实了ＩＡＰＧＣＭ动力框架和计算方案的优良性能。模拟的主要误差包括南极槽偏浅、冰雪区表面气温偏高以及主要降雨区雨量偏大等,同时还分析了模拟误差的可能原因,提出了改进模式的一些设想。此外,计算并比较分析了模式中动量、感热和水汽的经向输送。 相似文献
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垂直低分辨率GCM模式大气平均经圈环流的诊断 总被引：9，自引：2，他引：9
王盘兴 《南京气象学院学报》1994,17(2):200-204
以ＩＡＰ２－Ｌ ＧＣＭ为例，给出垂直低分辨率ＧＣＭ模式大气平均经圈环流质量流函数的一个计算方案，结果表明，模式大气的Ｈａｄｌｅｙ环流季节变化与实际大气相一致。Ｅｌ Ｎｉｎｏ年模式大气平均经圈环流中可分离出一个与Ｅｌ Ｎｉｎｏ型ＳＳＴ异常关系密切的异常经圈环流，它导致平均Ｈａｄｌｅｙ环流向北半球盛夏型转变的滞后。 相似文献
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赤道东太平洋不同持续时间的海温正常异常对东亚夏季气候影响的数值 … 总被引：3，自引：0，他引：3
利用ＩＡＰ两层大气环流模式及９层大气环流谱模式,模拟研究了大气对不同持续时间的赤道太平洋正ＳＳＴＡ的响应,对积分结果进行分析发现,尽管ＳＳＴＡ的持续时间不同（分别为１月;１～２月及１～４月）,但其引起东亚夏季大气环流和气候异常的分布都十分相似,而且有十分相近的时间演变形式,因此,虽然赤道东太平洋ＳＳＴＡ作为一中外源强迫对东亚夏季大气环流和气候有羊明显的影响,但是这种影响对于ＳＳＴＡ的持续时间（１个 相似文献
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概述了中国气象科学研究院 (简称气科院) 近30年来有关大气化学和大气环境研究成果。该院完成了国家自然科学基金重大项目和科技部973项目等一系列重要研究项目, 做出了许多具有重大创新性的成果:在青藏高原发现“臭氧低谷”, 这一重大发现列为当年中国10大科技成果之一; 首次把环境、生态、气候几个重要领域进行综合研究, 发现人类活动对环境造成的变化改变了生态环境状态, 最终对区域气候造成影响; 对北京市大气污染机理和调控原理进行了深入研究, 在三维立体观测基础上, 提出了点-面结合与统计-动力综合分析, 地面观测-卫星遥感分析方法及模式新技术等, 获取了解决大气环境领域关键技术难点的创新成果; 建立了全球第一个大陆大气本底基准观象台即瓦里关本底台, 开创了我国全球大气本底业务观测等。几十年来气科院大气化学研究工作几乎涵盖了当前大气化学所有重要领域及其前沿学科, 其中包括温室气体、臭氧和反应性气体、气溶胶、酸雨、模式的发展及应用、空气质量预报技术和环境评价等。气科院大气化学研究工作是和中国气象局大气成分监测站网建设密不可分的, 广大科研人员参加了诸如大气本底站网、酸雨站网、臭氧站网、沙尘暴站网等业务站网的建设, 与此同时也构建了大气化学科研平台。 相似文献
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We consider a simplified reaction mechanism from tropospheric chemistryconsisting ofsix chemical species involved in ten dynamic processes. The concentrations of all six speciesundergo temporal oscillation for some parameter values. An asymptoticapproach to reduction of the original six-variable model to a four-variable version is considered together with detailed explanation of the procedure as well as discussion of conditions under whichthe reduction is possible. The reduced system nearly quantitatively represents the oscillating behavior of thefull model and allows elucidation of its basic dynamical features. This approach also can be used to compare various small models of atmospheric chemistry, and to determine their underlying dynamic structure. The method can be systematically appliedto larger atmospheric models. 相似文献
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K. H. Schlünzen D. Hinneburg O. Knoth M. Lambrecht B. Leitl S. López C. Lüpkes H. Panskus E. Renner M. Schatzmann T. Schoenemeyer S. Trepte R. Wolke 《Journal of Atmospheric Chemistry》2003,44(2):113-130
A new atmospheric micro-scale chemistry, transport and stream model, MITRAS, has been developed within the Tropospheric Research Program (TFS). MITRAS is an obstacle resolving model solving simultaneously the governing equations for chemistry, pollutant transport including soot as well as for the flow and temperature field. The chemical reaction module is based on a simplified RACM mechanism. MITRAS has been tested against quality ensured wind tunnel data. The model results on soot and ozone concentrations as well as on the spatial representativeness of measurement sites underline the necessity for high-resolution flow simulations for case studies on close-to-source chemistry and pollutant transport within the urban canopy layer. 相似文献
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Meng-Dawn Cheng 《Journal of Atmospheric Chemistry》2018,75(1):1-16
Although a large volume of monitoring and computer simulation data exist for global coverage of HF, study of HF in the troposphere is still limited to industry whose primary interest is the safety and risk assessment of HF release because it is a toxic gas. There is very limited information on atmospheric chemistry, emission sources, and the behavior of HF in the environment. We provide a comprehensive review on the atmospheric chemistry of HF, modeling the reactions and transport of HF in the atmosphere, the removal processes in the vertical layer immediately adjacent to the surface (up to approximately 500 m) and recommend research needed to improve our understanding of atmospheric chemistry of HF in the troposphere. The atmospheric chemistry, emissions, and surface boundary layer transport of hydrogen fluoride (HF) are summarized. Although HF is known to be chemically reactive and highly soluble, both factors affect transport and removal in the atmosphere, the chemistry can be ignored when the HF concentration is at a sufficiently low level (e.g., 10 ppmv). At a low concentration, the capability for HF to react in the atmosphere is diminished and therefore the species can be mathematically treated as inert during the transport. At a sufficiently high concentration of HF (e.g., kg/s release rate and thousands of ppm), however, HF can go through a series of rigorous chemical reactions including polymerization, depolymerization, and reaction with water to form molecular complex. As such, the HF species cannot be considered as inert because the reactions could intimately influence the plume’s thermodynamic properties affecting the changes in plume temperature and density. The atmospheric residence time of HF was found to be less than four (4) days, and deposition (i.e., atmosphere to surface transport) is the dominant mechanism that controls the removal of HF and its oligomers from the atmosphere. The literature data on HF dry deposition velocity was relatively high compared to many commonly found atmospheric species such as ozone, sulfur dioxide, nitrogen oxides, etc. The global average of wet deposition velocity of HF was found to be zero based on one literature source. Uptake of HF by rain drops is limited by the acidity of the rain drops, and atmospheric particulate matter contributes negligibly to HF uptake. Finally, given that the reactivity of HF at a high release rate and elevated mole concentration cannot be ignored, it is important to incorporate the reaction chemistry in the near-field dispersion close to the proximity of the release source, and to incorporate the deposition mechanism in the far-field dispersion away from the release source. In other words, a hybrid computational scheme may be needed to address transport and atmospheric chemistry of HF in a range of applications. The model uncertainty will be limited by the precision of boundary layer parameterization and ability to accurately model the atmospheric turbulence. 相似文献
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中国地区硫酸盐气溶胶的分布特征 总被引：13，自引：2，他引：11
建立了一个三维欧拉型排放/输送/转化/沉降模式,其主要特点是采用独立的气相化学子模式计算各种不同条件下SO2的转化速率,建立转化率的数据库,直接为欧拉模式调用,并对液相化学和湿清除过程进行了参数化处理。这样使模式既考虑了大气化学过程的非线性,又具有较高的计算效率,能够方便地计算年（季）尺度的硫酸盐气溶胶SO2-4的浓度分布。利用中尺度气象模式MM4和欧拉输送模式模拟了中国地区硫酸盐气溶胶的时空分布,其结果可以方便地应用到考虑硫酸盐气溶胶气候效应的气候模式中去。 相似文献
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云对云中大气臭氧影响因子的分析 总被引：3，自引：0，他引：3
应用一个较详细的气相光化学和液相化学耦合的箱体模式, 研究了云层对云中大气臭氧的影响过程。这一过程可分解为三个因子来考虑： 因子Ａ （云的辐射效应）, 由于云的存在改变太阳光辐射通量, 使得对流层光化学反应减弱或增强, 从而降低或增加臭氧浓度; 因子Ｂ（云的吸收效应）, 云层中液态水对大气臭氧及其前体物 （ＮＯｘ、ＮＭＨＣ、自由基等） 的直接吸收作用; 因子Ｃ（云的液相化学效应）, 吸收进入云中的物质发生液相化学反应从而改变大气臭氧浓度。数值研究结果表明： 上述三因子对云中臭氧浓度影响的程度差别很大, 并且与云层的物理结构有密切关系。讨论了云的吸收及液相化学效应影响臭氧浓度的主要原因 相似文献
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Bas van Ruijven Jean-Francois Lamarque Detlef P. van Vuuren Tom Kram Hans Eerens 《Global Environmental Change》2011,21(3):983-994
Hydrogen is named as possible energy carrier for future energy systems. However, the impact of large-scale hydrogen use on the atmosphere is uncertain. Application of hydrogen in clean fuel cells reduces emissions of air pollutants, but emissions from hydrogen production and leakages of molecular hydrogen could influence atmospheric chemistry. This paper combines a global energy system model and a global atmospheric model to explore the range of impacts of hydrogen on atmospheric chemistry. We found that emissions of molecular hydrogen may range from 0.2 up to 10% (or 25-167 Tg hydrogen/yr) for a global hydrogen energy system. The lower end of this range would in fact be equal to current emissions from fossil fuel combustion. Hydrogen energy use leads to a clear decrease in emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides and sulphur dioxide, but large-scale hydrogen production from coal may lead to net increase in emissions of nitrous oxide and volatile organic compound. Compared to a reference scenario, this would lead to positive impacts on surface concentrations of carbon monoxide, nitrogen oxides and ozone. However, if hydrogen leakage would not be minimised it leads to an increase in methane lifetimes and a decrease in stratospheric ozone concentrations. 相似文献
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大气化学研究进展——臭氧、气溶胶研究综述 总被引：2，自引：1，他引：2
大气化学是大气科学的一门新兴分支学科．早在100多年以前就已开始研究，但是真正发展则以1929年对大气臭氧的观测和对平流层臭氧光化学的理论研究为契机。现阶段大气化学的研究许多事实和现象还不清楚。尤其是关于一些大气微量成分的源、汇和时空分布，它们的迁移、输送和全球循环等问题，都需要进行更加深入广泛的观测和研究。 相似文献
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为解决城市边界层中大气O3浓度的预报问题，选用一种简明有效的光化学反应方案建立光化学模式, 并与大气平流扩散的箱格预报模型进行了嵌套，从而将大气化学过程引入到城市空气污染数值预报系统 (CAPPS) 中。同时，根据实际需要研究了VOC (Volatile Organic Compounds) 浓度及NOx源排放量等参数缺测时，根据前期监测浓度采用遗传算法反演未知参数的具体方法。利用2001年9月8~17日在北京舞蹈学院监测的O3、NOx资料及相应的气象数据，用改进后的CAPPS模式进行了单箱预报试验。预报试验结果表明，嵌套后的模式对O3浓度的变化具备一定的预报能力。 相似文献