收藏本站
《兰州大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

利用激光雷达资料模拟气溶胶辐射效应的大气边界层响应

胡向军  
【摘要】:本文采用新型激光雷达气溶胶探测资料和综合数值模式,以复杂地形的兰州市及周边地区冬季典型天气形势下的大气边界层为研究对象,通过理想试验研究了城市气溶胶辐射效应与大气边界层的相互作用问题。在已有工作的基础上,将具有多重嵌套功能的WRF(Weather Research and Forecast)v2.1模式与包含了大气气溶胶辐射效应的大气边界层耦合模式嵌套起来,构成新的WRF_ABL模式系统。在对模式系统进行充分验证的基础上,应用CAML~(IM) CE370-2后向散射激光雷达的探测资料,对2005年兰州冬季的烟雾层气溶胶辐射效应及大气边界层的响应情况进行了模拟计算和理论分析。本文工作改进了已有的大气边界层耦合模式系统,对激光雷达探测资料在边界层模式系统中的应用进行了尝试,对烟雾层气溶胶辐射效应及大气边界层的响应问题进行了有益的探索。 首先,使用1989年NNRP2资料和1989年12月兰州城区大气边界层外场观测试验资料,对WRF v2.1模式进行了验证,结果表明,模式对气象场模拟性能良好,具有较好的稳定性。然后,采用将验证过的WRF v2.1模式和大气边界层模式嵌套起来,对兰州地区冬季供暖期典型天气形势下的大气边界层结构进行了数值模拟和个例分析,得到了兰州冬季的大气风、温场结构和分布特征,结果表明嵌套方案对大气边界层模拟能力较好,模拟结果与现有观测及理论较为相符,可以应用于兰州地区冬季烟雾层的研究。最后,利用已建立的与WRF v2.1模式嵌套的考虑了气溶胶的长波和短波辐射效应的边界层模式系统,利用激光雷达气溶胶探测资料,通过对2005年兰州冬季的个例计算分析,讨论了2005年兰州冬季的气溶胶辐射效应对边界层结构的定量影响。主要特征为,夜间气溶胶的长波辐射效应使50~600m高度内大气温度在1h内降低约0.13~0.18℃。风速在50~450m层内减小,减小约0.1m/s。白天气溶胶的短波辐射效应使地面层内增温,温度从地面至50m在1h内增加约0.65℃,50~600m高度层内增加量较大,约1.2℃,增温最大值在300m高度附近,为1.68℃。受增温影响,风场随之调整,风速在100m以下增大0.025m/s左右,而在100~750m高度风速有不同程度的减小,平均为0.22m/s,其中最大减小值在300m高度,为0.6m/s左右。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X513

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曹贤洁;兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邓涛;高云和气溶胶辐射强迫及其边界层响应的数值模拟[D];兰州大学;2007年
2 王娜;利用激光雷达资料模拟沙尘气溶胶长波辐射效应及其边界层影响[D];兰州大学;2007年
3 张剑;城市灰霾对边界层气象条件影响的研究[D];南京大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辛国君;用零维能量平衡气候模型分析大气气溶胶的气候效应[J];北京大学学报(自然科学版);1999年03期
2 吴涧,符淙斌,蒋维楣,刘红年,赵润华;东亚地区矿物尘气溶胶直接辐射强迫的初步模拟研究[J];地球物理学报;2005年06期
3 王海啸,陈长和,黄建国;烟雾层的长波辐射效应以及对边界层温度层结的影响[J];大气科学;1994年01期
4 沈志宝,魏丽;我国西北大气沙尘气溶胶的辐射效应[J];大气科学;2000年04期
5 白宇波,石广玉,田村耕一,岩坂泰信;拉萨上空大气气溶胶光学特性的激光雷达探测[J];大气科学;2000年04期
6 张立盛,石广玉;硫酸盐和烟尘气溶胶辐射特性及辐射强迫的模拟估算[J];大气科学;2001年02期
7 邱金桓,郑斯平,黄其荣,夏其林,杨理权,王文明,潘继东,孙金辉;北京地区对流层中上部云和气溶胶的激光雷达探测[J];大气科学;2003年01期
8 吴涧,符淙斌;近五年来东亚春季黑炭气溶胶分布输送和辐射效应的模拟研究[J];大气科学;2005年01期
9 周秀骥,李维亮,罗云峰;中国地区大气气溶胶辐射强迫及区域气候效应的数值模拟[J];大气科学;1998年04期
10 胡荣明,石广玉;中国地区气溶胶的辐射强迫及其气候响应试验[J];大气科学;1998年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑峰;张小伟;苗长明;LIQIANG SUN;;RSM区域谱模式特征分析[J];安徽农业科学;2009年12期
2 韩鹏飞;郭敏;;不同肥料的施用对稻田CH_4和N_2O排放的影响及其减排措施[J];安徽农业科学;2009年17期
3 李凯;张承中;周变红;;西安市采暖期PM_(2.5)污染状况及其与气象因子的相关分析[J];安徽农业科学;2009年20期
4 李金义;银燕;陈万隆;;南京气象学院简单空气质量数值预报模式系统研究[J];安徽农业科学;2009年33期
5 邓玮;银燕;石立新;段英;吴志会;;河北省气溶胶与云微物理结构的飞机探测个例分析[J];安徽农业科学;2009年35期
6 许霖;金莲姬;覃峥嵘;翟晴飞;;大气气溶胶粒子影响深对流云降水的国外最新研究进展[J];安徽农业科学;2010年06期
7 曹琦;杨金梅;丁淑杰;;气溶胶光学厚度反演查找表法误差初步解析[J];安徽农业科学;2010年12期
8 张志富;任芝花;范邵华;;自动观测和人工观测风的差异及其订正的初步研究[J];安徽农业科学;2010年15期
9 杨爽;江洪;翟秀丽;;辐射强迫对秃瓣杜英生长和光合生理的影响[J];安徽农业科学;2012年16期
10 陈彪;张海军;刘畅;;兰州市东部地区夏季低空风场分析[J];现代农业科技;2011年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨辉;刘文清;刘建国;陆亦怀;赵南京;江庆伍;曲卫平;;便携式边界层气溶胶监测激光雷达[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
2 张灿;周志恩;杨三明;刘德绍;赵绪云;;重庆市主城区PM_(2.5)污染特征初步研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 王鹏;王晨晟;张智杰;洪普;王群;;武汉地区气溶胶光学性质与空气质量的相关性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 何涛;赵凤生;;利用MODIS资料反演中国区域气溶胶光学厚度的新方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 赵震;雷恒池;吴玉霞;;MM5中新显式云物理方案的建立和数值模拟[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
6 秦小光;蔡炳贵;刘东生;;深海氧同位素第3阶段时期东亚季风区大气湍流特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年
7 赖炯萍;姜平;;大气扩散数值模拟计算中网格距选取的探讨[A];首届贵州环境影响评价论坛论文选编[C];2008年
8 陈海平;黄顺祥;;日本遗弃化学武器挖掘回收工程风险评估理论体系概述[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
9 沈志宝;成天涛;;中国西北大气沙尘辐射强迫特性的数值试验[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
10 汪新福;朱光华;;北京大气气溶胶的特征和化学组份的变化[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毕德仓;微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王颖;复杂下垫面下空气污染数值模拟研究[D];兰州大学;2010年
3 高运川;大气颗粒物中溴和碘的浓度特征及来源[D];华东理工大学;2011年
4 吴耀兴;长沙市城区热岛成因及绿地系统缓解热岛效应研究[D];中南林业科技大学;2010年
5 李林杰;生态高值农业技术创新模式研究[D];湖南农业大学;2010年
6 王志立;典型种类气溶胶的辐射强迫及其气候效应的模拟研究[D];中国气象科学研究院;2011年
7 张养梅;京津冀地区亚微米气溶胶特征及其变化的观测分析研究[D];中国气象科学研究院;2011年
8 马敏劲;中国西北地区极端大气边界层高度及其对化学追踪物质传输影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2011年
9 李巧媛;不同气候变化情景下青藏高原冰川的变化[D];湖南师范大学;2011年
10 牛红亚;区域大气边界层内气溶胶粒子的单颗粒法解析[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马宏男;高速水下航行体半实物实时仿真系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 祁增营;地基大气气溶胶遥感反演和区域特性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 李栋;MODIS遥感中国东部海区气溶胶光学厚度与现场测量数据的对比分析[D];中国海洋大学;2010年
4 史鹏;偏振光子的大气传输及光子与腔—量子点的相互作用[D];中国海洋大学;2010年
5 李富春;川渝地区农业生态系统NH_3排放[D];昆明理工大学;2009年
6 林如强;基于LAI的航天遥感图像仿真与系统集成[D];福建师范大学;2010年
7 潘鹄;利用微脉冲激光雷达研究上海灰霾气溶胶光学特性[D];东华大学;2010年
8 李刘苗;海天背景目标红外辐射特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 赵晓飞;开封市近地层大气颗粒物垂直分布研究[D];河南大学;2011年
10 朱光辉;基于多源遥感数据的辐射定标算法研究及应用[D];河南大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王庚辰,白建辉,孔琴心,Alexander EMILENKO;Black Carbon Particles in the Urban Atmosphere in Beijing[J];Advances in Atmospheric Sciences;2005年05期
2 黄建平;张武;左金清;闭建荣;史晋森;王鑫;常倬林;黄忠伟;杨溯;张北斗;王国印;冯广泓;袁九毅;张镭;左洪超;王式功;符淙斌;丑纪范;;An Overview of the Semi-arid Climate and Environment Research Observatory over the Loess Plateau[J];Advances in Atmospheric Sciences;2008年06期
3 杨国韬,刘炳模,王嘉珉,傅利平,徐寄遥,程学武,万卫星,龚顺生;根据激光雷达观测结果研究中国武汉地区钠层的分布[J];地球物理学报;2003年05期
4 刘红年,蒋维楣;沙尘表面非均相化学过程的气候效应的初步模拟研究[J];地球物理学报;2004年03期
5 张美根,徐永福,张仁健,韩志伟;东亚地区春季黑碳气溶胶源排放及其浓度分布[J];地球物理学报;2005年01期
6 王明星,任丽新,吕位秀,陈建新,曾宪周,车建美;北京一月大气气溶胶的化学成分及其谱分布[J];大气科学;1986年01期
7 申绍华;对流层气溶胶和云的大气辐射加热特征[J];大气科学;1991年06期
8 邱金桓,孙金辉;沙尘暴的光学遥感及分析[J];大气科学;1994年01期
9 白宇波,石广玉,田村耕一,岩坂泰信;拉萨上空大气气溶胶光学特性的激光雷达探测[J];大气科学;2000年04期
10 李陶,戚福第,岳古明,金传佳,胡欢陵,周军;大气中水汽混合比的Raman激光雷达探测[J];大气科学;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈敏;利用激光雷达和黑碳仪观测资料模拟研究气溶胶辐射效应与影响[D];兰州大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李英华;大气气溶胶辐射参数化方案的对比分析[D];兰州大学;2006年
2 夏俊荣;利用激光雷达探测兰州大气气溶胶辐射特性[D];兰州大学;2006年
3 韩霄;激光雷达观测分析兰州城郊大气气溶胶辐射特性[D];兰州大学;2007年
4 邓涛;高云和气溶胶辐射强迫及其边界层响应的数值模拟[D];兰州大学;2007年
5 王娜;利用激光雷达资料模拟沙尘气溶胶长波辐射效应及其边界层影响[D];兰州大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李霞;张镭;曹贤洁;;2008年冬季兰州气溶胶辐射特性及地表辐射特征分析[J];兰州大学学报(自然科学版);2010年05期
2 翟崇治;周乾;余家燕;李礼;;偏振米散射激光雷达在大气监测中的应用[J];激光杂志;2013年01期
3 徐小娟;张军科;孔令彬;吉东生;王跃思;;大气气溶胶碳组分测量误差与北京有机气溶胶特征研究[J];现代科学仪器;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 曹贤洁;兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2010年
2 李霞;西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析[D];兰州大学;2012年
3 周碧;黄土高原半干旱区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2012年
4 梁捷宁;黄土高原半干旱区复杂地形上大气边界层湍流特征[D];兰州大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡旭晖,郭昱,刘辉志,陈家宜;北京地区低层大气流动模态研究[J];北京大学学报(自然科学版);2002年03期
2 纪飞,秦瑜;东亚沙尘暴的数值模拟[J];北京大学学报(自然科学版);1996年03期
3 王炳忠,刘庚山;我国大陆大气水汽含量的计算[J];地理学报;1993年03期
4 石广玉;EFFECT OF ATMOSPHERIC OVERLAPPING BANDS AND THEIR TREATMENT ON THE CALCULATION OF THERMAL RADIATION[J];Advances in Atmospheric Sciences;1984年02期
5 丁爱菊,王明星;Model for Methane Emission from Rice Fields and Its Application in Southern China[J];Advances in Atmospheric Sciences;1996年02期
6 徐永福,王明星;A Two-Dimensional Zonally Averaged Ocean Carbon Cycle Model[J];Advances in Atmospheric Sciences;1998年03期
7 刘红年,蒋维楣;沙尘表面非均相化学过程的气候效应的初步模拟研究[J];地球物理学报;2004年03期
8 王明星,任丽新,吕位秀,曾伟,游荣高;大气气溶胶的粒度谱分布函数及其随高度的变化[J];大气科学;1984年04期
9 胡隐樵,葛正谟,刘俊义,张永丰,卫国安;兰州山地初冬的一次近地面层观测试验[J];大气科学;1989年04期
10 张维,邵德民,沈爱华,何珍珍,沈志来,吴玉霞,任丽新,黄美元;上海夏季大气气溶胶观测和分析[J];大气科学;1990年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈家宜;低层大气湍流度的参数化估算[J];环境科学学报;1985年01期
2 程雪玲,胡非;大气边界层内羽流扩散研究[J];力学学报;2005年02期
3 宗子就;;重庆长寿地区垂直温度结构特征分析[J];重庆环境科学;1992年01期
4 杨洪斌;张云海;马雁军;;朝阳地区大气扩散参数计算分析[J];环境保护科学;2006年01期
5 刘梅华;;逆温对吴淞工业区大气质量影响个例分析[J];上海环境科学;1992年10期
6 Michael Tjernstrm;Mark Zagar;Gunilla Svensson;顾青峰;;SHEBA期间北极大气边界层的模型模拟[J];AMBIO-人类环境杂志;2004年Z2期
7 宗雪梅;王庚辰;陈洪滨;王普才;宣越健;;北京地区边界层大气臭氧浓度变化特征分析[J];环境科学;2007年11期
8 杨华安;《辐射递温消散过程的分类及成都平原大气边界层递温演变规律的声雷达探测和研究》课题完成[J];四川环境;1996年02期
9 卢曦,吴文权;环境风洞的模拟技术研究[J];上海理工大学学报;2004年03期
10 安俊琳,李昕,王跃思,石立庆,胡非,徐永福;北京气象塔夏季大气O_3,NO_x和CO浓度变化的观测实验[J];环境科学;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许丽人;蔡军;李鲲;张美根;刘刚;;大气边界层环境影响效应的仿真试验[A];第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集[C];2010年
2 黄春红;宋小全;刘智深;;基于激光雷达数据大气边界层高度检测方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 张苏平;杨育强;王新功;;L波段雷达所揭示的大气边界层层结季节变化特征[A];中国海洋湖沼学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
4 张建;杨庆山;;基于标准κ-ε模型的水平均匀大气边界层分析[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
5 张苏平;;大气边界层物理特征季节变化及其对黄海海雾发生的影响[A];中国海洋湖沼学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
6 杨仕超;马扬;吴培浩;;某复杂地形的大气边界层风洞测试[A];2004全国结构风工程实验技术研讨会论文集[C];2004年
7 方平治;赵兵科;邵德民;顾明;;“圣帕”台风登陆前后的近地风场特征[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
8 李富余;张宏升;王强;陈重;陈家宜;;北京南郊冬季不同类型雾中大气边界层的结构和演变规律研究[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“城市气象与科技奥运”分会论文集[C];2003年
9 张苏平;;大气边界层物理特征季节变化及其对黄海海雾发生的影响[A];中国海洋湖沼学会水文气象分会、中国海洋湖沼学会潮汐及海平面专业委员会、中国海洋湖沼学会计算海洋物理专业委员会、山东(暨青岛市)海洋湖沼学会2007年学术研讨会论文摘要集[C];2007年
10 缪国军;;利用WRF对兰州冬季大气边界层的数值模拟[A];平安浙江气象保障学术论坛论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 马跃琍;南京开展大气边界层观测[N];中国气象报;2010年
2 牧岭;两岸科技名词交流非常重要[N];光明日报;2009年
3 本报记者 董永春;世界最高塔的气象秘密[N];中国气象报;2010年
4 蒋凌;给天气“把脉”最快只需几分钟[N];兰州日报;2008年
5 记者 李冬梅 通讯员 廖志鸿;三大气象项目将在年内建设完成[N];中国气象报;2011年
6 本报记者 高琳 王宇 张妍 白春妮;目标:更高 更好 更快[N];中国气象报;2009年
7 科综;成都大气观测站真“牛”[N];四川科技报;2007年
8 本报记者 赖敏 陈磊 王宇;好“大”一座塔[N];中国气象报;2009年
9 记者 谭允 通讯员 杨绮薇;八部门开展珠三角海雾预报研究[N];广东科技报;2006年
10 记者 王宇 通讯员 孙玫玲;京津利用双塔合作开展城市大气污染对比研究[N];中国气象报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马敏劲;中国西北地区极端大气边界层高度及其对化学追踪物质传输影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2011年
2 李响;海上大气边界层模式的物理过程及其数值模拟研究[D];中国海洋大学;2008年
3 陈晋北;非平衡态线性热力学在大气湍流中的应用[D];兰州大学;2006年
4 庞加斌;沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D];同济大学;2006年
5 毛敏娟;机载大气探测激光雷达的研制及大气气溶胶的探测研究[D];中国科学技术大学;2007年
6 范贵生;可移动式风蚀风洞设计及其空气动力学性能研究[D];内蒙古农业大学;2005年
7 罗涛;边界层夹卷参数化及光学湍流特性的室内模拟研究[D];中国科学技术大学;2008年
8 党雪瑞;陆地生态系统CO_2通量及其碳稳定同位素的研究[D];西北农林科技大学;2012年
9 姚文清;北京城市边界层低层湍流动力结构及其影响特征[D];中国气象科学研究院;2005年
10 张建;采用修正来流条件和粗糙壁面处理方法的绕流问题研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宾;城市化发展对兰州市大气边界层特征影响的数值模拟研究[D];兰州大学;2014年
2 孔扬;黄东海大气边界层时空变化的机制研究[D];中国海洋大学;2013年
3 程刚;北极地区大气边界层特征观测资料分析[D];南京信息工程大学;2011年
4 刘安彬;平衡大气边界层的CFD数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 樊洁平;基于OMI数据的甘肃中部地区大气边界层SO_2时空分布特征研究[D];西北师范大学;2013年
6 涂静;黄东海大气边界层高度时空变化特征[D];中国海洋大学;2011年
7 孙海燕;贵阳市大气边界层风温特性研究[D];贵州师范大学;2008年
8 王静;青岛市大气边界层气候特征研究[D];兰州大学;2011年
9 胡向军;利用激光雷达资料模拟气溶胶辐射效应的大气边界层响应[D];兰州大学;2006年
10 李剑东;青藏高原那曲地区风廓线结构的观测研究[D];中国气象科学研究院;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026