近50a黄河三角洲极端降水事件特征研究

利用黄河三角洲地区5个气象站1961—2007年逐日实测降水资料,采用适合当地实际状况的通用极端气候指数,分析近50 a来黄河三角洲地区极端降水事件变化特征。结果表明:黄河三角洲地区的逐年最大日降水量、强降水日数、强降水强度、暴雨日数和暴雨强度等5个指数均呈现逐步下降趋势;从年代际特征来看,20世纪60年代至今大约经历了3个"先下降后上升"的变化过程;极端降水量与年降水总量存在较好的相关性,相关系数在0.75以上;最大日降水量、强降水日数和暴雨强度3个指数在70年代末和80年代初发生突变,其特征与华北中部地区基本保持一致。     

LM以及CIA效应对TanSat 3个波段吸收光谱的影响

分析了Line Mixing(LM)以及Collision\|Induced Absorption(CIA)效应对中国全球二氧化碳监测科学实验卫星(TanSat)反演CO2所用的CO2的1.61、2.06 μm以及O2 0.76 μm 3个波段气体吸收的影响。LM效应对CO2的1.61、2.06 μm气体吸收截面的影响约2%,LM以及CIA效应对O2 0.76 μm波段的影响,在翼部达到75%,在中心区域约2%。LM效应使谱线线型变窄,使谱线中心吸收波数处吸收截面增大,翼部区域吸收截面减小。考虑LM以及CIA效应后,减小采用传统Voigt线型计算截面存在的结构性误差。分析了气体吸收截面以及LM效应随温度、气压的变化情况,LM效应在压强较大以及温度较低时对吸收截面影响较大。最后,在3个波段选择合理的气压、温度以及波数间隔,建立三维吸收截面查找表,在满足计算精度的同时节约时间,满足卫星大量观测反演的需要。     

TRMM/ GPM卫星降水产品在淮河上游逐日和小时尺度的精度评估

基于淮河流域上游区(洪河口以上) 2014年4月-2015年12月的实测逐日和小时降水数据,采用综合评价指标评估了TRMM 3B42 v7和GPM IMERG卫星产品在逐日和小时尺度上的监测精度。结果表明:逐日尺度上,对于流域面平均降水和网格降水,GPM产品与实测降水的相关性略优于TRMM,相关系数为0. 87,误差略大于TRMM,但均控制在0. 8 mm/d以内;降水探测能力方面,GPM与实测降水的一致性较高,尤其表现在小雨和中雨降水事件上,可用于日尺度的水文模拟和水资源评价等研究。小时尺度上,TRMM对6场极端降水的监测能力比较稳定,略有低估(BIAS均值为-6%),GPM对不同的极端降水事件监测能力不一,可靠性相对较低,相对于TRMM卫星降水产品,GPM在对极端降水的监测能力方面还有待提高。     

1901—2018年“一带一路”陆域地区降雨量时空变化格局

"一带一路"地区是全球气候变化的敏感区和显著区,为了安全推进"一带一路"的高质量建设,亟需全面认识域内气候变化特征。基于1901—2018年英国东英格利亚大学气候研究所提供的0.5°×0.5°的网格降水数据集CRU TS4.03,采用线性趋势、变异系数等多种数理统计方法,从气候分布、变化趋势和波动特征及时相差异特征诊断"一带一路"陆域地区的降雨量时空变化特征。主要得到如下结论:(1)1901—2018年"一带一路"陆域地区年总降雨量气候分布呈现纬向地带性和海陆地带性特征,其中季风气候区和热带地区分布较大,多数超过了1 600 mm。1960年前后"一带一路"陆域地区的年总降雨量在北半球高纬度地区和东南亚地区差异显著。在时序上1901—2018年"一带一路"陆域地区年总降雨量呈增加趋势且具有30年分段并在1938年发生了突变,整体趋势值为2.90 mm/10 a, 1901—1930年、1931—1960年、1961—1990年和1991—2018年的趋势值分别为6.90 mm/10 a、15.69 mm/10 a、-0.94 mm/10 a和1.25 mm/10 a,均通过了0.05显著性水平的检验。(2)1901—2018年"一带一路"陆域地区年总降雨量在北半球高纬度地区和大洋洲呈现明显增加趋势,趋势值超过了20 mm/10 a。对比来看"一带一路"陆域高纬度地区在朝着暖湿化方向发展,而北半球中纬度地区在朝着暖干化方向发展。1960年前后"一带一路"陆域地区的年总降雨量趋势差异整体以负差异为主。(3)1901—2018年"一带一路"陆域地区年总降雨量波动特征较大的地区主要分布在非洲北部及毗邻的阿拉伯半岛、中国西部、澳大利亚中部等地区。1960年前后"一带一路"陆域地区年总降雨量的波动差异也主要集中在上述地区,但面积分布上有所减小。     

台风过境风电场的CFD数值模拟方法研究

以台风烟花过境沿海陆上风电场期间,风电场内特别是风电机组位置的风速、风向和湍流强度的微尺度分布及其随时间的变化为研究对象,基于中尺度WRF模式的模拟结果建立CFD计算域的边界条件,建立台风大气边界层风速、风向廓线参数化模型,以及考虑中尺度热带气旋和台风边界层内卷效应的风场CFD计算模型。算例结果表明,所建立的台风大气边界层风场CFD计算模型可反映台风大气涡旋在风电场微尺度范围的流动特性,风电机组轮毂点的计算风速和实测的机舱风速符合较好,表明所研究的方法可进一步应用于台风影响地区风电场内风电机组台风风险的精细化评估,开展考虑台风风险的微观选址优化等。     

气候变化背景下城市韧性测度——以长三角城市应对雨洪风险为例

选取长三角城市群27个地级及以上城市开展城市韧性测度研究。基于复杂适应系统理论,将城市韧性界定为一般韧性和特指韧性,构建城市应对雨洪风险的“雨洪致灾危险性—城市韧性”指标体系。通过因子分析客观赋权方法,选择“十二五”和“十三五”两个规划期,对长三角中心城市开展雨洪韧性评估。结果表明,长三角城市的雨洪韧性主要受到城市发展因子、社会保障和外来人口因子、灰—蓝基础设施因子、交通设施因子、绿色基础设施因子的影响。通过比较致灾危险性指数与城市雨洪韧性指数的关系,得到4类典型城市：脆弱型城市15个,高风险城市6个,低风险城市6个,韧性城市缺失。城市化进程与社会发展能力的提升是增强城市一般韧性和特指韧性的重要基础,海绵城市建设有助于提升雨洪基础设施等特指韧性,处于不同韧性类别的城市应采取发展型、增量型等不同适应路径。     

石家庄气象站记录的城市热岛效应及其趋势变化

利用石家庄市区站和4个郊区站1962—2009年的气温资料,采用城乡气温对比和线性趋势分析方法,探讨了石家庄站地面城市热岛(UHI)强度特征及其随时间变化情况,以及城市化因素对城市站地面气温长期变化趋势影响.结果表明:石家庄站地面UHI效应明显,且UHI效应在最低气温上表现更突出;UHI强度冬季1月最大,夏季7月最小;UHI强度具有明显的日变化,最高值出现在早晨7—8时,最低值出现在午后14—16时;近48a,石家庄站附近UHI强度呈显著增加趋势,且最低气温UHI强度比最高气温的增加趋势更明显;从UHI强度增加对地面气温观测记录的影响来看,石家庄站附近1962—2009年期间年平均UHI增温率达到0.19℃/(10a),UHI增温贡献率为67.9%,即该站近48a记录的年平均地面气温上升趋势,有2/3以上可归因于城市化因素影响.     

山东省陆面实际蒸发量估算及变化特征分析

选取互补相关蒸发模型估算了山东省17个气象站1961—2008年的陆面实际蒸发量,采用统计分析、相关分析和Mann-Kendall非参数检验等方法分析了该时段实际蒸发量的变化特征。结果表明:山东省多年平均陆面实际蒸发量为586.7 mm,年内呈单峰型变化,峰值出现在7月份;年际变化呈稳定下降趋势,在1991年左右发生突变,之后下降速度加快,该趋势与夏、秋季变化特征一致,而与春、冬季变化特征相反;就空间而言,山东省陆面实际蒸发量由东南沿海向西北内陆逐步减少,中部地区存在一条高蒸发带。     

城市规划中绿地布局对气象环境的影响——以成都城市绿地规划方案为例

城市规划气象环境多尺度数值模式系统为城市规划气象环境影响定量评估提供了有效的模式工具。本文利用该模式模拟了绿地布局为集中型和分散型、绿地面积百分比分别为8%、16%、32%、48%和60%条件下,城市大气温度、湿度、风速、城市大气扩散条件的变化,并以成都城市绿地规划为例,模拟分析了绿地规划前后城市气象环境的差异,揭示了城市绿地对气象环境影响的可能机制。     

PSP总日射表热偏移特征及其测量总辐射误差分析

根据2004年7月～2006年5月期间北京上甸子大气区域本底站Eppley PSP总日射表观测太阳辐射数据,分析了PSP表的热偏移特征及其影响因子,并以Eppley8-48型日射表和NIP直射表分别观测的散射和直射辐射之和作为总辐射的标准值,分析了PSP总辐射的误差特点及其影响因素.研究表明:PSP总日射表的热偏移呈现正态分布特征,平均值为-8.8±2.7W·m-2;PSP表热偏移显著受到净长波辐射、风速、相对湿度和温度的影响,其中与风速和相对湿度的相关性最为明显.与标准的太阳总辐射观测值(水平面上的散射与直射辐射之和)相比,未做热偏移订正的PSP总辐射的平均误差约为-20.0W·m-2,经过当日平均热偏移订正后,平均误差接近-11.0W·m-2.PSP表测量的总辐射绝对误差也呈准正态分布特征,但晴天与云天略有区别.PSP总辐射的相对误差与太阳天顶角的变化以及云量均有相关关系,反映了半球型辐射表的余弦效应对PSP总日射表测量精度的影响.太阳辐射的强弱变化或总辐射中散射与直射所占比率的相对变化也对PSP总日射表的测量精度有一定影响.研究表明:总日射表测量的总辐射应考虑热偏移订正,总日射表标定还应考虑云的影响.