一次极强霾过程分析

利用NCEP1°×1°逐6 h再分析资料,通过WRFV3.7.1模式针对12月22—23日德州市出现的一次极强霾过程进行分析,结果表明:1从大气形势分析,地面气压场弱,天气形势静稳,地面存在一条辐合带,PM2.5浓度增大;2冷锋南下,地面辐合线南压,污染物也随之往南移动;3混合层高度低,湍流弱,污染物难以向高层扩散,导致PM2.5浓度持续上升。     

导致一例强沙尘暴的若干天气因素的观测和模拟研究

利用常规观测资料和数值模拟方法对影响2001年4月6-8日强沙尘暴天气发生的若干天气因素进行了研究。结果表明在本次“锋面气旋型”沙尘暴过程中,气旋冷锋是引发强沙尘暴的主要系统,冷锋过境对沙尘暴的触发作用远强于气旋发展。冷锋的动力学特点决定其常与强沙尘暴伴随。影响沙尘暴的诸多天气因素中,影响地面大风形成的有效动量下传机制为高空急流下沉支使高空动量下传至对流层中层,其下方形成的深厚混合层使这一动量继续下传到地面。“混合层”从本质上反映了有利沙尘暴形成的大气层结特征,深厚混合层的是否形成很大程度决定着沙尘暴的强度。本次过程深厚混合层的形成是长时间地面加热的结果,这也是特强沙尘暴仅发生在内蒙古中部偏北地区而不是下垫面条件更为适宜的内蒙古西部的原因。混合层空气的平流对内蒙古中部偏北地区深厚混合层的形成具有相当的贡献,其影响程度与地形分布密切相关。地面热通量试验表明地面加热对冷锋过境时上升运动的强度、深厚混合层形成、高空动量下传等具有重要影响,并因此影响沙尘暴强度。     

锦州市一次持续性雾-霾过程转化影响因子研究

利用常规气象资料、污染物监测资料以及高空气象探空资料对2016年12月17—22日在辽宁省锦州市出现的一次持续性雾-霾天气过程的高低空环流形势、地面气象资料特征、空气污染物浓度以及大气边界层稳定度进行了分析,以期揭示该次雾-霾过程的转化机理。结果表明,高空纬向型环流配合地面均压场是形成雾-霾天气的先决条件。相对湿度变化是雾-霾天气转化条件,当空气未达到饱和时,随着湿度增长,污染物吸湿增长,霾过程加剧;空气饱和时,污染物粒子活化形成雾滴,完成霾转化为雾的过程。近地面风速小、较强的逆温层是雾-霾天气的维持因素,混合层厚度与污染物浓度呈负相关,混合层厚度越小,污染物浓度越高,能见度越差;能见度变化和污染物浓度变化都滞后于混合层厚度变化,并且霾发生时混合层厚度大于雾发生时混合层厚度。通过分析V-3θ图中的滚流效应可知,雾转化为霾时,逆滚流转变为顺滚流。     

湖州大气扩散能力变化特征及其原因探讨

为大气环境治理提供理论参考,笔者利用1980—2013年湖州大气混合层高度、大气扩散参数和水平风速等资料,分析该市大气扩散能力多时间尺度变化特征及可能原因。结果表明:(1)湖州大气混合层高度呈缓慢增长趋势,水平风速和大气扩散参数总体趋于减弱,风速与大气扩散参数有显著的正相关关系;(2)大气混合层高度、扩散参数和水平风速的月变化呈双峰型,3月与8月为波峰,7月和10月为波谷,且三者存在显著正相关关系,其季节变化呈现春高秋低特征;(3)城市化建设、城市热岛和干岛效应等增加了大气的垂直运动能力,使得大气混合层高度增加,而地表粗糙度的增加使得水平风速减小,导致大气的水平运动能力减弱,大气扩散能力减弱;(4)紧邻太湖水体使得湖州大气扩散能力与沿海相似,水陆热力差异、风速变化、梅雨、晴热高温等对大气混合层厚度和扩散参数的季节变化都有明显影响。     

2014年8月河北省空气质量与气象条件分析

利用空气质量监测和气象资料,分析得到2014年8月河北全省各市平均AQI(空气质量指数)普遍在200以下;温度、相对湿度、平均风速和降水对局地污染物浓度增加有一定贡献;在无显著降水期间,混合层高度的高/低对应着AQI值的低/高;与2013年同期相比,全省空气污染物浓度有所下降.     

降雨-径流条件下混合层深度模拟试验

混合层深度是非点源污染模型中一个重要参变量,在模拟土壤溶质随地表径流迁移流失过程中,它决定了参与径流迁移的土壤溶质的范围及其具体流失量,为现有模型参数校正提供一定的数据支持。通过设计3种水文条件即自由排水状态（-5?cm）、土壤水分饱和状态和土壤渗流状态（5?cm）,采用人工模拟3种降雨强度（3,6和9?cm/h）,及同时分别外加模拟相对于降雨量的0,2,4和10倍径流量,研究土壤溶质迁移到地表径流过程中混合层深度。试验结果表明混合层深度与降雨强度呈线性增加关系;自由排水条件下,与地表径流量呈复杂正比例增加关系;土壤饱和条件和土壤渗流条件下,混合层深度与地表径流量均呈线性增加关系。研究结果发现混合层深度的实质是一个多向、复杂的动态溶质迁移变化量。     

陇中黄土高原半干旱区对流降水的边界层特征

采用2006—2011年的降水、探空和陆面资料,分析了对流降水时的边界层和陆面过程特征,发现在对流降水前3 d至后1 d的最大混合层厚度逐日变化中,在降水之前基本呈现出逐渐增厚并在降水前日达到最大,说明边界层热力对流环境很可能是对流性天气发展的重要能量基础。基于此,又重点分析了陆面通量的角色和作用,发现对流降水发生时段不同,陆面热通量也存在明显差异,傍晚对流降水的感热通量累积值是最大的,而午后对流降水的潜热通量最小;按降水量分类对比,感热通量与降水量存在较明显的正相关关系,而潜热通量则与降水量的关系复杂;当前1 d最大混合层厚度超过3 000 m或当日的感热通量累计值超过2 000 W·m~(-2)时,则在当日发生降水量超过17 mm的对流性降水的概率较大。综合分析表明,陆面热力作用对对流天气形成,尤其是对傍晚时段的对流降水具有重要作用,而局地蒸发对局地水循环的形成还不足以对对流降水产生实质性的贡献。     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。     

一种快速的基于云计算的碰撞检测算法

针对复杂场景中碰撞检测的实时性、精确性的要求,提出一种基于云计算模型的并行碰撞检测算法。利用分治策略和混合层次包围盒较好的紧密性优点来构建物体的包围盒树,利用云计算编程模型来多线程遍历包围体层次树,提高碰挂检测的速度。实验表明,该方法不但可以控制算法的性能和检测质量,并且能增加算法的适应性。     

多基质土壤混合层技术系统(MSL)对猪场废水的处理效果

通过室内试验模拟研究多基质土壤混合层技术系统(multi‐soil‐layeringsystem,MSL)在水力负荷为50、100、200和300L爛m-2爛d-1条件下对猪场废水的处理效果,并初步探讨该系统对有机物、氮、磷的去除途径.结果表明:在4个水力负荷下,化学需氧量(CODCr)平均去除率分别为74畅8%、72畅6%、59畅5%和33畅4%,微生物分解是MSL系统去除有机物的主要途径;氨氮平均去除率分别为82畅1%、71畅0%、 30畅0%和18畅9%,硝化/反硝化作用是MSL系统去除氮的主要途径;磷的平均去除率分别为61畅4%、 56畅0%、 39畅1%和23畅0%,基质吸附作用是MSL系统去除磷的主要途径;水力负荷对MSL系统处理养猪废水的效果特别是对氮的去除有很大影响,控制适当的水力负荷是提高MSL系统污水处理效果的重要手段.MSL系统对猪场废水的处理是一种高效无动力的处理技术,具有较高的实用价值.