【摘 要】
:
人类可以通过有意识和无意识的行为影响天气气候。本文使用带有部分双参数化微物理方案的中尺度模式WRF对新疆天山一次冬季地形云降水过程个例进行模拟,并就云的结构演变和降水过程对大气气溶胶浓度变化及地面烟炉播撒碘化银粒子的响应进行了敏感性试验。试验设置和主要结论如下:此次地形云降水过程地面以降雪为主,凝华是雪粒子增长的主要微物理过程。气溶胶作为云凝结核(CCN)和大气冰核(IN),其浓度的变化主要通过影
论文部分内容阅读
人类可以通过有意识和无意识的行为影响天气气候。本文使用带有部分双参数化微物理方案的中尺度模式WRF对新疆天山一次冬季地形云降水过程个例进行模拟,并就云的结构演变和降水过程对大气气溶胶浓度变化及地面烟炉播撒碘化银粒子的响应进行了敏感性试验。试验设置和主要结论如下:此次地形云降水过程地面以降雪为主,凝华是雪粒子增长的主要微物理过程。气溶胶作为云凝结核(CCN)和大气冰核(IN),其浓度的变化主要通过影响云中2km高度以下雪的含量来影响地面降水量。对于文中所选受气溶胶影响较为明显的研究区域,CCN浓度增加时,云水增多粒径减小,一定程度上促进了云水的蒸发和贝吉隆过程。在3倍背景CCN浓度条件下,对贝吉隆过程促进程度较小,小于对雪的升华过程的促进,在之后雪的凝华升华速率均减小,但雪凝华速率减小更多,进而导致2km以下雪的混合比减少,地面降雪减少。在10倍背景CCN浓度条件下,CCN浓度增加对雪的凝华过程的促进效果明显,且对雪的升华过程也存在抑制作用,造成2km以下雪的混合比增加,地面降雪增多。IN浓度增加时,云滴粒径减小,2km高度以下云水蒸发速率加快,促进了云中的贝吉隆过程,雪的凝华增长速率增加,进而使得2km高度以下雪的混合比增加,最终导致地面降雪增多。在播撒试验中,根据新疆天山地区地面烟炉的实际位置选择白杨沟牧试站烟炉阵所在位置作为模式中地面烟炉位置,在22日18至19时对此次地形云过程进行地面烟炉催化模拟。结果表明:地面烟炉释放的碘化银粒子在气流和地形的作用下向风向云区扩散,通过冻结和凝华过程活化生成冰晶,消耗云水。碘化银粒子活化过程主要集中在18至20时,活化过程促进了该时间段内3km高度以下云滴向冰晶的转化以及冰晶向雪的转化过程,使得3km以下雪的含量增加,从而导致18-20时地面降雪强度增强,地面累计降雪增加。不同剂量的催化试验表明,对于此次地形云过程,在18至19时在白杨沟牧试站烟炉阵进行播撒催化,并且当碘化银播撒总量在480g内时,增雪效率随着播撒总量的增加而增加。播撒总量在480g至4800g之间存在一个增雪效率最大的总量值。对于烟炉阵内的6台地面烟炉,开机工作的烟炉越多,增雪效率越大。
其他文献
稻田是甲烷(CH4)重要的排放源之一,约占全球农业生态系统CH4排放量的30%。微生物介导的甲烷好氧氧化是控制稻田CH4排放的重要途径。目前大气中二氧化碳(CO2)浓度已经从工业革命前的280μL L-1急剧上升至413.93μL L-1。持续升高的CO2会通过生物和非生物因素(如土壤碳输入和无机氮含量等的改变)间接对甲烷氧化菌产生影响。然而目前国内外关于稻田甲烷氧化过程对大气CO2浓度升高的响应
祁连山国家公园是保障我国西北部地区生态平衡的天然屏障,同时也是第一批国家公园体制试点区之一。水热要素作为贯穿祁连山陆地生态系统演化过程中的两大控制因子,决定了研究区生态环境的本底格局,也影响着区域山地-绿洲-荒漠耦合系统的良性循环与可持续发展。基于此,以多源数据为输入构建标准化降水蒸散指数、遥感生态环境指数以及耦合协调模型,研究祁连山国家公园生态环境演变,并探讨研究区水热状况与生态环境耦合协调关系
东北黑土区在我国商品粮领域中处于不可替代的地位,也是我国的大粮仓。距今为止,土壤保水能力下降,有机质减少,团聚体结构退化严重,直接威胁粮食持续增产。生物炭作为新型土壤改良剂,性质稳定不易分解,在土壤退化修复方面有着广阔的前景。本试验选取2011年中科院海伦实验站建立的生物炭还田培肥土壤长期定位试验的2个处理:传统农田施氮磷钾化肥(CK)和传统农田施用氮磷钾配施生物炭(BC),每个处理3次重复。研究
反照率是影响地表辐射收支与能量平衡的重要因子,城市街区反照率直接造成城市热岛、热胁迫等生态气象环境问题。民用无人机遥感的空间分辨率可满足城市街区尺度的反照率观测需求,但是受到无人机搭载的消费级数码相机一般无法捕获近红外波段信息的限制从而缺乏相应的短波反照率估算方法,导致现有研究对城市街区反照率的时空特征及其影响因素的认知缺乏。本研究基于大疆精灵4多光谱无人机结合适用于城市下垫面的宽波段转换系数,开
本研究以典型稻田红壤的水耕表层(Ap1)、犁底层(Ap2)、氧化还原层1(Br)及氧化还原层2(Brs)等四个发生层土壤为材料,采用水浸泡超声分散法逐级提取粒级为5~1μm、1-0.45μm、0.45~0.1μm及<0.1μm的水分散胶体(WDC)样本,借助于热场发射扫描电子显微镜及X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)观察了大小粒级胶体颗粒表面形貌与负载元素的分布特征;通过傅里叶红外光谱仪(FTI
大气CO2浓度升高引起的全球变暖及其生态环境效应是当前研究的热点问题之一。甲烷氧化是减少稻田CH4排放的关键生物过程,因此有关甲烷氧化对大气CO2浓度升高的响应备受科学界关注。亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo)是甲烷氧化的新途径,其在控制稻田CH4排放中起着不可忽视的作用。但迄今为止,有关大气CO2浓度
人类活动导致了全球温室气体浓度的日益升高,从而引起全球气候变化,CO2浓度的升高是造成全球气候变化的主要原因之一。根据IPCC第五次评估报告显示,当前大气CO2浓度已升至410μmol mol-1,根据其变化趋势,预计到21世纪末全球大气中CO2浓度将达到730μmol mol-1-1000μmol mol-1。而CO2浓度作为光合作用底物,CO2浓度升高将直接促进光合速率,进而影响作物产量。氮素
天气分型方法是研究气象条件分布特征与大气污染演变规律的有效手段,在大气环境学研究中有着重要地位。本文提出了一种新的双层PCT天气分型方法,通过对高层背景场与低层地面场分别进行PCT分型,再将结果进行组合、分类、调整,最终获得比传统分型法更加准确且稳定的分型结果。在此基础上,针对2014-2019年长江下游地区冬季天气进行了分类研究,得到了8类主要天气形势,分别为:弱气压场型、冷锋过境型、高压前部型
黑碳气溶胶(Black carbon,BC)作为大气细颗粒物PM2.5的重要组分之一,可以通过辐射效应影响边界层结构和大气污染物的再分布。然而由于污染物排放分布的不均匀以及大气扩散条件的复杂多变,对我国东部地区BC分布及其区域来源贡献的研究还存在较大的不确定性。此外,以往研究由于缺乏垂直观测且模式强调不够,对于BC垂直分布及其区域来源的研究相对较少。本研究基于BC和相关空气质量数据以及多源气象观测
在中国复合型污染的大气环境背景下,新粒子生成(NPF,new particle formation)是大气颗粒物数浓度的重要来源之一,直接影响空气质量、云物理过程、全球辐射平衡、以及人类的生产生活。本研究目的在于通过分析城市污染地区和高山清洁地区新粒子生成天和非新粒子生成天的特征差异,研究新粒子生成事件的关键影响因素,以及积聚模态颗粒物的主要潜在源区,研究新粒子生成事件的关键影响因素。利用2016