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2018年3月28—30日、6月20—26日和9月5—13日在江苏省盐城市射阳站开展了旋翼无人机大气边界层垂直结构观测试验,并与L波段雷达探空资料进行对比,验证无人机观测资料精度。结果表明无人机观测的温度、相对湿度、风向、风速廓线与探空观测资料具有较好的一致性。二者温度、相对湿度的相关系数均为0.98,温度绝对偏差为0.57℃,相对湿度绝对偏差为4.25%,风向相关系数为0.98,绝对偏差为11.5°,二者风速的相关系数为0.91,绝对偏差为1.88 m·s~(-1),且无人机探测的风速为对应高度上的瞬时风速,可以更好地反映出边界层内风速细节变化特征。试验期间,无人机观测到一次夏季浓雾过程边界层结构细致变化特征,其观测的雾的边界层结构特征和宏观特征与探空观测基本一致。验证结果表明无人机在边界层气象观测中具有很好的应用前景。 相似文献
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苏州东山冬季大气边界层结构特征及其对污染物浓度的影响 总被引：5，自引：1，他引：5
利用2015年1月15—27日在苏州东山气象观测站系留气艇观测数据以及细颗粒物浓度观测资料,对东山大气边界层结构特征及其对污染物垂直结构分布的影响进行分析研究。结果表明:苏州东山地区冬季空气污染过程的边界层结构演变比较典型,夜间稳定边界层高度约为200 m,白天最大边界层高度可达1 000 m。边界层内污染物垂直结构分布易受边界层高度的影响,较低的大气边界层高度可使细颗粒物在近地层持续累积;反之,边界层高度较高,湍流发展旺盛,颗粒物垂直分布均匀。夜间大气边界层稳定,逆温结构多发,导致近地面出现细颗粒物堆积。风的垂直结构对细颗粒物空间分布也存在显著影响,在风速较小的低空层细颗粒分布较多,而风速较大的中高层的分布较少。 相似文献
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北京地区低空风、温度层结对大气污染物垂直分布影响初探 总被引：9，自引：1，他引：9
2001年1月5～12日,2月21日～3月1日两次在北京方庄居住小区内进行了大气污染物(二氧化硫、氮氧化物)与气象要素垂直探测,历时16天.共获取了83次(一天8次)边界层垂直温、压、湿、风连续的探空资料以及不同高度(地面、100m、500m)逐时大气污染物浓度监测数据306个.该文分析了低空风日变化规律、时空分布规律、边界层气象条件对污染物垂直分布影响等等;并对1月12日、2月27日两天高浓度污染目的天气特征、温度层结和低空风以及2月25～26日出现100m浓度值高于地面现象都进行了详细分析.观测结果对于了解和研究北京地区冬季低层空气中环境化学污染物质在空中的垂直分布情况及随时间变化规律具有重要的参考价值. 相似文献
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基于L波段雷达探测的高空气象资料具有垂直分层密,并可获取不同高度层资料的特点,应用2005～2009年L波段雷达探测资料对西宁市区大气边界层气候变化特征、茫崖70m、100m高度层气象要素的变化规律等进行研究,结果表明:L波段雷达探测资料,可用于大气边界层特征分析,进行大气污染潜势等分析预报;可为应急气象服务提供技术支持;可将其用于风能资源评价工作中。 相似文献
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根据2017、2019年7月塔克拉玛干沙漠腹地GPS探空和地面观测数据,利用位温廓线法等方法,对比分析了沙漠腹地夏季晴天和沙尘暴天气大气边界层结构变化特征。结果表明：晴天和沙尘暴天气大气边界层结构特征显著不同。晴天大气边界层各气象要素垂直分布较为均一,白天对流边界层深厚,高度接近5 km,夜间稳定边界层一般在500 m左右。沙尘暴天气边界层内位温和比湿垂直变化较小,风速较大,可达24.0 m/s,其白天对流边界层在1.5 km左右,夜间稳定边界层在1 km左右。晴天辐射强烈,地表升温迅速,湍流旺盛,是形成晴天深厚对流边界层的主要因素。大尺度天气系统冷平流的动力条件,以及云和沙尘减弱了到达地表的辐射强度是形成沙尘暴天气独特的大气边界层结构的主要因素。 相似文献
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围绕北京城市大气边界层的物理化学结构特征和变化规律,进行了城市边界层大气动力结构的观测试验研究,开展了城市边界层大气污染物三维结构观测试验。同时还进行了城市边界层大气动力-化学过程相互影响等5次综合性观测试验研究。获得了一批有价值的科学数据,初步建立了城市环境边界层综合数据库,在此基础上进行了数据整理分析和数值模拟研究工作。 相似文献
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利用北京国家综合气象探测试验基地超大城市观测试验建设的地基垂直遥感设备(激光气溶胶雷达、微波辐射计及风廓线雷达),使用2021年5—8月的观测资料,根据不同设备的探测优势以及边界层的日变化规律,利用激光气溶胶雷达、微波辐射计、风廓线雷达观测资料进行联合反演,得到全天候大气边界层高度。并将联合反演所得的边界层高度与探空资料计算及ERA5再分析资料提供的全天候大气边界层高度进行比较,发现:联合反演边界层高度与ERA5数据提供的大气边界层高度有较好的一致性;激光气溶胶雷达适用于白天对流边界层的观测,微波辐射计适用于夜间稳定边界层的观测,使用微波辐射计与风廓线雷达联合反演大气边界层高度可以改善弱降雨时单设备的反演结果;联合反演的大气边界层高度结果与单设备反演大气边界层高度均符合大气边界层的日变化规律;得到的联合反演边界层高度与探空数据计算得到的大气边界层高度差值的标准偏差为62 m,相较于ERA5数据提供的一定范围内大气边界层高度均值,联合反演边界层高度能更精准地反映更小范围内的大气边界层高度。 相似文献
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2002年夏季，以北京325m气象塔为观测平台，进行了大气污染物臭氧(O3)及其前体物氮氧化物(NOx)和气象要素加强期的同步观测，并对观测资料做了详尽分析。结果表明：边界层内存在明显的臭氧浓度垂直差异；低层(120m)O3浓度呈明显的日变化，且昼夜振幅较大；夜间高层(280m)O3的化学消耗较弱，可维持较高的浓度；稳定度(Ri)在低层以中性态居多，振幅较小，而在高层以不稳定态居多，振幅较大。两层O3湍流输送通量都呈单峰变化。白天，在O3前体物和局地光化学反应共同作用下，120m左右处的O3污染最大。 相似文献
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建立了一个农林复合带地区一维非静力大气边界层能量闭合模式，对1000m以下的大气边界层内的风、温、湿作了24h的预报，并对下垫面3种不同参数化方案(农作物、森林、无植被)的输出结果与实测值进行了分析和比较；同时通过敏感性试验，突出比较了农作物和森林下垫面对大气边界层垂直流场，湍流垂直交换和湍能的影响。结果表明，本模式能改善边界层风速、位温和湿度预报的模拟效果，下垫面植被对边界层气象要素大小和分布有显著的作用，对湍能垂直分布有一定影响。 相似文献
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Samir Khanna 《Boundary-Layer Meteorology》1998,88(1):121-144
The surface layer of an atmospheric boundary layer (ABL) is most accessible to field measurements and hence its ensemble-mean structure has been well established. The Kansas field measurements were the first detailed study of this layer, providing numerous benchmark statistical profiles for a wide range of stability states. Large-eddy simulation (LES), in contrast, is most suitable for studying the mixed layer of the ABL where the energy-containing range of the vertical velocity field is well resolved. In the surface layer, typical large-eddy simulations barely resolve the energy-containing vertical-velocity fields and hence do not provide sufficient data for a detailed analysis.We carried out a nested-mesh simulation of a moderately convective ABL (-zi/L = 8) in which the lower 6% of the boundary layer had an effective grid resolution of 5123. We analyze the LES fields above the 6th vertical grid level (z = 23 m) where the vertical velocity field has a well formed inertial subrange, for a detailed comparison with the Kansas results. Various terms in the budgets of turbulent kinetic energy, temperature variance, Reynolds stress, temperature flux, and some higher order moments are compared. The agreement is generally quite good; however, we do observe certain discrepancies, particularly in the terms involving pressure fluctuations. 相似文献
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Atmospheric boundary-layer structure observed during a haze event due to forest-fire smoke 总被引：1，自引：0，他引：1
During a haze event in Baltimore, U.S.A. from July 6 to 8, 2002, smoke from forest fires in the Québec region (Canada), degraded air quality and impacted upon local climate, decreasing solar radiation and air temperature. The smoke particles in and above the atmospheric boundary layer (ABL) served as a tracer and provided a unique opportunity to investigate the ABL structure, especially entrainment. Elastic backscatter lidar measurements taken during the haze event distinctly reveal the downward sweeps (or wisps) of smoke-laden air from the free atmosphere into the ABL. Visualisations of mechanisms such as dry convection, the entrainment process, detrainment, coherent entrainment structures, and mixing inside the ABL, are presented. Thermals overshooting at the ABL top are shown to create disturbances in the form of gravity waves in the free atmosphere aloft, as evidenced by a corresponding ripple structure at the bottom of the smoke layer. Lidar data, aerosol ground-based measurements and supporting meteorological data are used to link free atmosphere, mixed-layer and ground-level aerosols. During the peak period of the haze event (July 7, 2002), the correlation between time series of elastic backscatter lidar data within the mixed layer and the scattering coefficient from a nephelometer at ground level was found to be high (R=0.96 for z =324 m, and R=0.89 for z=504 m). Ground-level aerosol concentration was at a maximum about 2 h after the smoke layer intersected with the growing ABL, confirming that the wisps do not initially reach the ground. 相似文献
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无人机为大气探测的重要平台,为克服固定翼起飞降落条件要求高和旋翼机飞行航时短的问题,中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室自主研制了一款新型复合翼无人机。为检验其在近地面探测大气温湿度的能力,于2020年7月28日—8月6日及2021年8月1—6日,在内蒙古自治区正镶白旗无人机综合验证基地开展了两期无人机搭载不同传感器探测温湿度的比对试验。结果显示:机载自动站与GPS探空仪所测温度绝对偏差为2.00℃~2.35℃,系统偏差可订正;两者所测相对湿度绝对偏差为4.28%;2021年搭载维萨拉温湿探头,测量对比表明维萨拉温湿探头与GPS探空仪测量结果一致性较好,机载自动站与两者差异较大。飞行探测试验表明:长航时复合翼无人机在近地面大气层探空方面机动性强,与常规旋翼无人机相比,可获取更大垂直与水平范围的气象要素信息。 相似文献
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2008年7月18日对0807号台风海鸥进行了无人机探测工作。该次探测为中国大陆首次利用无人机直接向台风中心方向飞行, 进行台风基本气象要素的探测。无人机对台风海鸥进行了近4 h的飞行探测, 飞行高度为500 m, 距台风中心最近距离为108.4 km, 成功获得了探测时段内的温度、气压、相对湿度、风向、风速及海拔高度等基本气象要素数据。结果表明:气压和海拔高度呈显著性相关 (r=-0.98);距离台风中心越近, 气压越低, 风速越大, 温度也呈明显下降趋势; 地面至300 m的平均温度梯度为-1.02 ℃/100 m, 300~500 m的平均温度梯度为-0.46 ℃/100 m, 近地面的温度随高度变化较大; 探测时段内, 风速最大值为22.3 m/s, 平均值为15.1 m/s。 相似文献
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西安市环境空气质量变化特征及其与气象条件的关系 总被引：3，自引：0，他引：3
采用2002-2011年大气污染物的现状监测资料以及同期气象观测资料,分析西安市空气污染的时空分布特征及其与气象条件的关系,并探讨了空气质量为优及轻微污染以上的天气事件对应的高空典型环流形势,研究污染成因及污染物传输规律。结果表明：西安市污染较为严重的污染物为PM10,较大浓度值出现在冬季采暖期,雨水能够对污染物起到有效的湿清除作用,且空气质量状况具有明显的延续性,天气系统具有延续性是造成空气质量的延续性的可能原因;逆温的存在、最大混合层高度的降低造成大气层结稳定,风速较小,阻碍空气的对流运动,使污染物在垂直方向上的扩散能力很弱,不利于污染物扩散,易造成环境空气质量下降引起空气污染的发生。 相似文献
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Boundary-Layer Meteorology - The height of the atmospheric boundary layer (ABL) plays a crucial role in the vertical transport of energy, moisture, and pollutants from the surface. We investigate... 相似文献
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Xiaolan Li Yangfeng Wang Lidu Shen Hongsheng Zhang Hujia Zhao Yunhai Zhang Yanjun Ma 《Acta Meteorologica Sinica》2018,32(2):302-312
The characteristics of boundary layer structure during a persistent regional haze event over the central Liaoning city cluster of Northeast China from 16 to 21 December 2016 were investigated based on the measurements of particulate matter (PM) concentration and the meteorological data within the atmospheric boundary layer (ABL). During the observational period, the maximum hourly mean PM2.5 and PM10 concentrations in Shenyang, Anshan, Fushun, and Benxi ranged from 276 to 355 μg m–3 and from 378 to 442 μg m–3, respectively, and the lowest hourly mean atmospheric visibility (VIS) in different cities ranged from 0.14 to 0.64 km. The central Liaoning city cluster was located in the front of a slowly moving high pressure and was mainly controlled by southerly winds. Wind speed (WS) within the ABL (< 2 km) decreased significantly and WS at 10-m height mostly remained below 2 m s–1 during the hazy episodes, which was favorable for the accumulation of air pollutants. A potential temperature inversion layer existed throughout the entire ABL during the earlier hazy episode [from 0500 Local Time (LT) 18 December to 1100 LT 19 December], and then a potential temperature inversion layer developed with the bottom gradually decreased from 900 m to 300 m. Such a stable atmospheric stratification further weakened pollutant dispersion. The atmospheric boundary layer height (ABLH) estimated based on potential temperature profiles was mostly lower than 400 m and varied oppositely with PM2.5 in Shenyang. In summary, weak winds due to calm synoptic conditions, strong thermal inversion layer, and shallow atmospheric boundary layer contributed to the formation and development of this haze event. The backward trajectory analysis revealed the sources of air masses and explained the different characteristics of the haze episodes in the four cities. 相似文献