简介：城市大气环境边界层观测试验工程提出了城市区域大范围大气污染“空气穹隆”动力过程三维结构,首次揭示出北京周边地形“山谷风”与城市“热岛”效应相互作用对城市大气环境影响的综合特征。试验采用卫星遥感-地面观测相结合的技术方案,揭示北京周边地区污染贡

简介：利用三维对流边界层的大涡模拟模式研究对流边界层湍流统计特征量,模拟结果与前人的同类模拟工作及实验观测结果相比较,得到了一致的结论.

简介：通过诊断分析,提出梅雨期中国区域边界水汽输送特征模型,即高原中部区域西边界与低纬南海、西太平洋南边界为水汽输送流入主体,西太平洋东边界为水汽'流出'主体.数值模拟研究表明:1998年洪涝特大暴雨过程6月与7月份水汽输送通道特征存在差异,6月中下旬长江流域暴雨过程以西边界与南边界水汽流共同输送为主体,其中南海西太平洋区域水汽输送显著,7月份水汽输送过程以高原中部区域西边界'水汽流'为主体.因此,高原中部区域西边界与中国区域南边界的水汽输送对长江流域特大暴雨的形成均具有重要的作用.区域边界水汽流的时空特征分析及其理论模型将为长江流域暴雨预报提供科学依据.

简介：应用包括湍流粘性和频散的新的Reynolds平均动量方程,分析了边界层的垂直风速廓线,发现包含湍流频散的地面层的风速廓线对经典的风廓线指数规律有一个对数规律的修改;而且在不稳定层结下比在稳定层结下,湍流的频散效应更为显著;在中性条件下,指数规律退化为对数规律并且Karman常数被另外一个常数所代替,而这个新常数也可以通过相似理论来获得.

简介：1大气边界层各月风向变化利用2006年赤峰探空站的高空风数据，计算得出赤峰大气边界层2006年1—12月距离地面300、600、900m高度风向的变化情况，如表1。

简介：国家自然科学基金重点项目“北极苔原和海冰地区边界层物理过程的观测研究”，通过了国家自然科学基金委员会地球科学部组织的专家组的质疑、答辩和验收。该项目按原定计划整理、分析了有关的国内外北极考察资料和成果；参加了北极中国黄河站建设和考察；利用我国最新北极考察资料和其它资料，在对考察资料进行可靠性检验的基础上，对北极地气相互作用的物理过程进行研究，基本达到了原定目标。在下列方面取得了较大进展：

简介：京津冀大气灰霾污染严重，天津市作为其核心组成之一其污染形势亦严峻。选取2013年2月20～28日天津重霾污染时段7站PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，即细颗粒物）和气态污染物数据，结合北京污染数据、地面气象要素、能见度、边界层温湿和风廓线、后向轨迹，深入分析重霾污染过程特征及气象和边界层成因。结果显示，研究时段天津PM2.5、SO2、NO2、CO和O3浓度均值为150、87、56、2.4和22μgm-3,气态污染物各站差异显著，但仅有SO2全面超过国家空气质量一级标准（50μgm-3），而PM2.5具有区域同步变化特征，且严重超标，是一级标准（35μgm-3）的2～8倍，最高小时均值高达364μgm-3；高浓度PM2.5是导致低能见度的主因，能见度小于10km对应PM2.5阈值为50μgm-3。弱风和高湿度导致局地排放累积，PM2.5始增，在高湿度条件下，持续偏南风促使其稳步增加，配合弱北风和弱东风PM2.5震荡上扬，污染高值阶段，南北气流短时迅速切换，区域污染传输叠加污染的循环累积，PM2.5浓度峰值达到最高；除因边界层强东风导致的平流逆温外，高浓度PM2.5与平流逆温密切相关；高污染时段高湿主要集中在500m以下，且随高度递减幅度较大；位于200～600m的低空急流一定程度抑制污染上升，尤其持续强东风使PM2.5浓度稳步降低到二级水平，污染迅速有效清除最终依赖整层的强西北风。北京、环绕天津的河北中部和西南部地区对天津重污染有显著贡献。

简介：使用北京气象站探空观测数据和地面气温观测数据,以干绝热曲线法估算1984-2013年逐日最大边界层高度,同时计算对应的边界层平均风速和通风量。统计分析这3个边界层参量的平均特征,并利用2001-2012年的空气污染指数（API）,探讨大气污染与边界层参量的关系。结果表明：（1）日最大边界层高度的30年月均值以春季和夏初（3-6月）最高,约1600m;夏季和秋初（7-10月）次之,约1300m;冬季（11月、12月和1月）最低,约1000-1200m。（2）夏季,日最大边界层高度不同数值的频率大致为对称分布,峰值处于1000-1600m范围;秋、冬季,频率分布系统性地向低值一方偏斜,600-800m的出现频率大大增加;春季边界层高度的变化极大。（3）各季边界层平均风速以夏季为最小。（4）一年中春季通风量最大,秋季次之,冬季较低,夏季最小。（5）秋、冬季,北京中度和重污染个例（API〉200）集中分布于弱风、低边界层和小通风量条件,反映污染物局地累积的作用;春季污染个例半数以上以高风速、高通风量为特征,反映沙尘类外部输入性污染的作用。

简介：国家自然科学基金重点项目“北极苔原和海冰地区边界层物理过程的观测研究”在下列方面取得了较大进展：

简介：利用江苏省及周边地区地面气象站和探空站气象要素及PM_（2.5）质量浓度数据,对2013年12月上旬影响江苏及周边地区的一次持续性雾霾天气进行了综合分析。结果表明,本次持续性雾霾天气过程中,925hPa和850hPa西南气流维持时间较长,使得中低层逆温结构持续维持。强冷空气是驱散雾霾的主力军,弱冷空气造成贴地逆温维持,对连续雾霾没有清除作用,反而增加了雾霾的持续性。冷空气影响前为上升气流,结束后转为下沉气流,垂直速度小及下沉气流造成逆温持续维持。持续性逆温或等温是雾霾长时间维持的热力条件,小风速及弱垂直运动是动力条件。东南风为大范围雾的形成和维持提供充足的水汽条件。

简介：通过高分辨率卫星夜间灯光数据获取最新的城市地表分布,并利用高分辨率数值模式对2013年8月14~16日太原区域的一次高温过程进行研究,探讨城市下垫面扩张对大气边界层的影响。结果表明：基于DMSP/OLS夜间灯光数据对模式中地表参数修正后,能够更准确地反映太原主城区和高速公路沿线小规模建筑群的扩张,有效改善了模式的预报性能,显著提高对近地面气温、地表温度的预报能力。城市下垫面的扩张,使城区夜间升温明显,热岛强度增强。与1992年的城市化状况相比,晴空天气条件下,2012年太原城区夜间气温上升5℃,热岛强度升高2~3℃。城市下垫面扩张,改变了地表能量分配关系,使得地表感热传输明显加强,潜热通量明显减弱,城市冠层作用下的储热能力增强。边界层内部湍流交换、水汽输送等的进一步研究表明：城市地表水汽输送减弱,边界层水汽含量减少,2~4km高度的水汽含量增加,湍流动能的影响高度增高,湍流混合加剧;14：00,城区边界层高度抬高了800m,城市上空混合层加深,持续时间更长。

简介：建立一个高分辨大气边界层模式。然后，把该模式与一个中尺度数值预报模式进行耦合并把模式计算结果与实测结果进行了对比。结果表明，该耦合模式能够模拟出大气边界层的流场、温度场和气压场的特征。

简介：利用小波变换法反演边界层高度时，不同小波母函数的选取可能得到不同的边界层高度。因此，对构造的白天及夜间激光雷达后向散射信号理想廓线进行Haar小波协方差变换，并对后向散射信号梯度廓线进行Morlet与MexicanHat小波变换反演边界层高度。结果表明，宜采用Haar函数与MexicanHat函数作为小波母函数，其中Haar函数准确性优于MexicanHat函数，而MexicanHat函数更易稳定。同时为了进一步检验3种小波变换法的反演结果对小波振幅的敏感性，通过改变小波母函数的小波振幅，发现无论是理想廓线还是叠加扰动的廓线，较大的小波振幅易得到比较稳定准确的白天边界层高度与夜间混合层高度。

简介：通过ETA模式对"98@7"长江流域暴雨过程的数值试验研究,讨论了行星边界层过程对暴雨数值预报的影响,结果表明边界层过程在这次暴雨预报中有重要作用.具体结论为:(1)降水大范围落区是受大尺度流场所决定的,但边界层过程对暴雨预报具有重要的作用;(2)不考虑边界层过程会影响对天气系统的正确预报,包括影响大气低层的运动场、水汽及大气不稳定度,从而影响暴雨的预报;(3)从时间层次上看,由于地表通量有着显著的日变化,边界层过程的作用不仅与暴雨本身发生发展及消亡的阶段有关,也与各阶段的时间(白天或夜间)有联系;(4)在空间范围内,边界层过程对大气的影响是通过大气流场重新分布来影响降水的环境条件,故地表通量分布和低层流场的相互配置作用十分重要.长江南北的情况有所不同,长江流域南侧区是地表通量的大值区,也是长江流域雨区水汽和不稳定能量的源区,它对长江流域的暴雨可能有着更为重要的作用.

简介：城市重霾污染事件的发生除排放源内在原因之外，气象条件是最直接的客观外因。本文以2013年2月21～28日北京地区典型细颗粒物（即PM2.5）重污染过程为例，基于颗粒物水平和垂直监测数据，常规及加密自动气象站数据和高时间分辨率风廓线数据，分析了重污染过程中不同尺度环流形势以及边界层结构的变化对细颗粒物重度污染形成、累积和消散的影响。结果表明：弱低压场或弱高压场控制下，局地西南风和东南风输送与北部山区偏北风在山前的汇聚，配合边界层低层顺时针方向的风切变，易发生大气中细颗粒物的爆发性增长；而均压场控制和近地层持续偏南气流输送，配合高层持续稳定的西北风，是污染长时间持续稳步增长的主因。此外，近地层低风速、高湿度和逆温的维持是区域霾污染爆发增长和长时间持续增长的关键气象因素。高压前部的系统性西北大风是污染得以驱散的直接外部动力。

简介：

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