阳泉雾气候特征分析及与霾的对比研究

为了掌握阳泉雾的发生规律及与霾的区别,基于阳泉雾、霾观测资料及地面常规观测资料,运用统计分析的方法分析了阳泉雾的气候变化特征及雾、霾气候特征的差别。结果表明：（1）1955—2012年间,阳泉雾日数在全年及四季均呈先增加后减少的年际变化趋势,这与气温的升高及年均相对湿度、年降水总量的下降有关。雾日数在20世纪70年代增加显著;在21世纪00年代下降明显。雾日分布具有明显的季、月变化特征。（2）由雾、霾对比可知,1975—2012年间,雾日显著下降,而霾日显著上升。雾、霾均有显著的季、月变化特征,但四季均为雾日少于霾日,除8、9月外,其他月雾日均少于霾日。雾、霾不同气候特征的得出,可为科学观测和预报雾、霾提供依据。     

黄土高原层状云系发展阶段的云物理特征及降水机制分析

由于对复杂云结构特征认识与实时监测识别能力的限制,当前的人工增雨实际作业中,催化最佳时机、最佳部位的判定还是非常困难的,为充分发挥地基、空基和遥感等先进探测装备的作用,建立最佳作业潜力区的实时识别技术,利用2010年4月20日机载DMT云粒子测量、GPS、雷达和卫星等对山西省层状云系发展阶段的探测资料,分析云的微物理结构特征及降水机制,对提高人工影响天气催化作业的科学性具有重要意义,同时为短时临近预报提供新的依据。结果表明：本次探测层状云系发展阶段为多层结构,垂直方向上有3层云,云层之间夹有2个干层,云系厚度约为4500 m,较深厚,高层是冰云Cs,中低层是冷性的As和Ns,符合自然“播种—供水”的降水机制。垂直方向对应3个丰水区,在5400~5600 m高度的丰水区,对应温度为-9~-11.2℃左右,是云粒子快速增长区,凝华增长和冰晶聚合是该区的主要物理过程,3600 m附近大量过冷水存在为降水粒子的长大提供了较好的条件,2800~3200 m高度层（0℃层附近）为融化和碰并增长层。从高层至低层,云粒子谱型有较强的规律性。从本次飞机观测云的结果来看,层积云粒子谱型在降雨形成前,主要为单峰型,降雨形成初期为双峰型。大云滴和部分小冰晶粒子谱型均呈多峰分布,且在800 μm以下出现了明显的不连续现象。探测过程中云粒子浓度在较大的时空范围内起伏较小,而相应时空范围内冰晶粒子浓度均小于10 /L,该云区对于实施人工催化是非常有利的。     

山西省1981—2010年大气能见度变化趋势研究

采用线性倾向率以及气候变化趋势检验的方法分析了近30年山西能见度的变化特征,同时应用平均值法、累积百分率分析法和Ridit分析法,利用山西省109个地面站的大气能见度资料及相关的地面气象常规资料（1981—2010年）对能见度变化趋势进行分析,发现山西11个城市大气能见度空间分布呈现自西北向东南递增的趋势;30年来由于空气污染,11个城市的大气能见度均显著下降,山西省1981—2010年年、春、夏、秋、冬能见度年平均值变化一直处于下降趋势,线性倾向率与年变化趋势系数均为负,四季中夏季的下降趋势最明显,高于年总下降趋势,春季的下降趋势最小,年总下降趋势高于春、秋、冬季的下降趋势。能见度的4个季节的差异呈减小趋势,能见度下降最明显的为夏季。从山西省1981—2010年平均能见度的月和季变化可以看出,能见度有明显的月和季变化特征。能见度的月变化呈多峰分布,3个峰值分别出现在2、6、9月,最大值出现在6月;能见度的季变化呈单峰分布,夏季最高、秋季次之、冬季最低。     

基于主分量的神经网络气温预报模型

根据山西省6个有代表性的气象观测站1951-2000年的气象资料,以降水量、气温为预报因子,以太原市最冷月平均气温为预报量,采用人工神经网络与主分量分析相结合的方法,建立了太原最冷月平均气温预报模型。该模型对1960-1990年的历史样本拟合的平均相对误差为3.6%,对1991-2000年独立样本的预报准确率达90%,说明该模型可使预报泛化能力显著提高,对农业防灾减灾有较大作用。     

沙尘天气下大气电场与颗粒物关系研究

大气电场对各种气象要素的变化有着敏锐的反应,对一个地区大气电场特征的研究,有助于分析各种相关的天气过程,对该地区气候特征的研究也有重要意义。本文给出了太原地区3次沙尘天气下2个气象站内大气电场与大气颗粒物以及风速、湿度等气象要素相关性进行分析。结果表明,沙尘与晴天天气的大气电场有较大的差别,当沙尘到来后,大气电场值迅速下降,并且始终保持为较大的负值;沙尘天气下大气电场、PM10、PM2.5都发生剧烈的变化,PM1.0变化相对较小,其中沙尘天气下大气电场的绝对值、PM10、PM2.5分别比晴天天气下的值高3.94~5.74、2.07.94~5.89、1.28~5.91倍,沙尘天气下的PM1.0比晴天降低0.25~0.75倍）。不同粒径颗粒物的起电机理以及颗粒物来源不同导致颗粒物与大气电场的相关性不同,其中PM10、PM2.5呈较高的正相关,PM1.0呈负相关,且相关性较低。由于郊区站与城市站的下垫面不同,较大的风速将郊区站地表较大粗粒子吹起,使得郊区站沙尘大气电场在一些时段内会出现正值。