收藏本站
《中国气象科学研究院》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

北京城市边界层低层湍流动力结构及其影响特征

姚文清  
【摘要】:人类的生存环境与大气边界层息息相关。进入20世纪以来,由于工业、交通的发展,尤其是城市化进程的加剧,城市边界层特征变得日趋复杂,影响因素诸多,使其物理化学过程难以认识。为了保护人类生存环境,建立城市环境良性循环的结构,进而调控城市大气污染状况,对城市边界层大气动力和大气化学特征及其相互作用机理的研究已成为直接影响社会、经济发展的重大课题。北京作为我国的首都,其城市化环境问题尤为突出和重要。本文利用“BECAPEX”大气环境科学试验北京气象塔15层梯度观测资料、三层超声风温仪观测资料以及系留气艇垂直探测资料,通过对北京城市边界层大气过程垂直动力特征的综合研究,揭示北京城市边界层不同层次湍流特征及北京地区与其它不同城市和不同类型下垫面地区湍流特征的差异,研究了不同城市灾害性天气过程沙尘天气和城市大雾天气过程的城市边界层垂直动力结构尤其是湍流垂直结构的特征及其与污染物浓度变化的关系,同时通过修正数值模式中城市下垫面动力学参数改善了模式对边界层结构的模拟效果,并进一步研究了城市下垫面特征的变化对边界层动力、热力及湍流的影响特征。初步揭示了北京城市边界层湍流动力结构模型。 主要结论概括如下: (1) 对北京城市边界层垂直方向不同层次湍流特征的综合研究结果表明:在不稳定层结条件下,北京城市边界层47m和120m高度上无因次湍流速度方差(σ_u/u*、,σ_v/u*、σ_w/u*)与空气动力学稳定度参数(z’/L)之间关系符合1/3次律,无因次温度方差(σ_T/T*)符合-1/3次律,并给出相应的拟合公式。而280m高度上资料离散度较大,缺乏拟合基础;47m和120m高度的湍流通量特征比较相近,280m明显低于其它两层,在白天,近地层包含了47m和120m,而280m则已在近地层之上;在稳定层结条件下,47m高度大气边界层可按稳定度参数.z’/L分成二分区,z’/L0.1为弱稳定区,此时相似规律可适用,z’/L0.1为强稳定区,在此区内无因次速度方差随稳定度增大有增大趋势,而无因次温度方差则保持不变,相似规律不适用。120m和280m高度则无上述规律。 (2) 北京城市边界层各高度无因次速度方差的大小都表现为,σ_u/u*最大,σ_v/u*次之,σ_w/u*最小。在垂直方向上,σ_u/u*随高度增加而增大,σ_v/u*、σ_w/u*随高度变化都表现为在47m和120m的值比较接近,280m处的值高于其它两层的值。城
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X16

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 佟华,陈仲良,桑建国;城市边界层数值模式研究以及在香港地区复杂地形下的应用[J];大气科学;2004年06期
2 房小怡,蒋维楣,季崇萍,刘海涛,李炬,王晓云;北京交通环境污染诊断模拟初步研究[J];应用气象学报;2002年S1期
3 王金星,卞林根,高志球,汪瑛;城市边界层湍流和下垫面空气动力学参数观测研究[J];气象科技;2002年02期
4 胡小明,刘树华,梁福明,王建华,刘和平,王迎春,李炬;北京区域夏冬季风场、温度场的观测研究(英文)[J];北京大学学报(自然科学版);2005年03期
5 吴超羽;黄茅海河口小尺度动力结构及其沉积作用[J];中山大学学报(自然科学版);1995年02期
6 徐祥德;北京及周边地区大气污染机理及调控原理研究[J];中国基础科学;2002年04期
7 王欣,卞林根,逯昌贵;北京市秋季城区和郊区大气边界层参数观测分析[J];气候与环境研究;2003年04期
8 钱滔滔,虞静明,曲学实;双重作用面下夜间城市边界层的数值研究[J];气象科学;1996年01期
9 叶卓佳,关虹;夜间城市边界层发展的数值研究[J];大气科学;1986年01期
10 佟华,桑建国;北京海淀地区大气边界层的数值模拟研究[J];应用气象学报;2002年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苗世光;蒋维楣;;城市边界层大涡模拟初步研究[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
2 徐祥德;翁永辉;孟智勇;;“98.7”特大暴雨过程中尺度系统锋面强对流动力结构[A];大气科学发展战略——中国气象学会第25次全国会员代表大会暨学术年会论文集[C];2002年
3 王国平;;改革推进的动力结构及其转型——兼谈30年改革阶段特征[A];2008年度上海市社会科学界第六届学术年会文集(经济·管理学科卷)[C];2008年
4 程兴宏;徐祥德;丁国安;陈尊裕;黄锦恒;;北京市城区街道PM_(10)浓度日变化特征及其水平和垂直“衰减”的大气环境因素[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
5 解一峰;;跨栏步的动力结构与时间空间特征研究方法的初步尝试[A];一九八四年运动技术生物力学研究方法讨论会论文汇编(二)[C];1984年
6 仲跻芹;;北京城市边界层热岛的数值模拟[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
7 佟华;陈仲良;桑建国;;城市边界层数值模式研究以及在香港地区复杂地形下的应用[A];奥运气象预报与服务技术研讨会论文集[C];2006年
8 尹东屏;吴海英;张备;曾明剑;王啸华;喜度;;一次海风锋中触发的强对流天气分析[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年
9 刘世俊;;北京城市边界层低空风切变的统计分析[A];中国气象学会2006年年会“大气成分与气候、环境变化”分会场论文集[C];2006年
10 刘世俊;;北京城市边界层低空风切变的统计分析[A];中国气象学会2006年年会“气候变化及其机理和模拟”分会场论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张新法;经济增长动力结构并未发生根本变化[N];上海证券报;2007年
2 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
3 本报记者 赖敏 陈磊 王宇;好“大”一座塔[N];中国气象报;2009年
4 ;中国经济保持平稳较快增长 未来着力解决突出民生问题[N];消费日报;2007年
5 本报记者 任意;积极应对挑战 参展服务并举[N];经济日报;2010年
6 王冠 李楠楠;兖矿鲁南化肥厂脱碳塔吊装成功[N];中国化工报;2007年
7 本报记者 王明峰;经济增长新动力结构逐步形成[N];人民日报海外版;2008年
8 黄其刚 作者系副研究员、高级经济师,重庆市综合经济研究院总经济师。;重庆经济增长的动力结构及“十一五”态势分析[N];重庆日报;2007年
9 张朝霞;“生态平衡”——当下戏曲生产的动力结构模式[N];中国文化报;2003年
10 李有财;让全世界都需要珠海[N];珠海特区报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 蒲晓晔;中国东西部地区经济发展方式转变中的动力结构优化研究[D];西北大学;2011年
3 杨名;服务创新及其对服务经济增长的作用分析[D];大连理工大学;2008年
4 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
5 丁磊;国家形象及其对国家间行为的影响[D];南开大学;2009年
6 刘熙明;非均匀边界层结构和湍流通量特征的研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2006年
7 王治海;民族地区实现经济可持续发展的路径选择研究[D];新疆大学;2008年
8 胡淼;振动式离心机动态性能优化设计关键技术与方法研究[D];天津大学;2012年
9 原献学;组织学习动力的理论与实证研究[D];华东师范大学;2004年
10 孔庆茵;论国际体系与世界新秩序[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟巍;中国证券市场监管体制研究[D];中国海洋大学;2005年
2 柳草;使用TRMM卫星资料对青藏高原低涡降水结构的分析研究[D];中国气象科学研究院;2009年
3 彭珍;北京325m气象塔观测资料的统计分析[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2005年
4 高文峻;构建美国与东亚关系的动力结构[D];暨南大学;2006年
5 李耀宗;品德心理发展的动力结构研究[D];南京师范大学;2007年
6 罗彤;两相流流动特性混沌动力结构突变检测方法研究[D];天津大学;2007年
7 李波;基于信息熵的模糊随机桁架结构静动力分析[D];西安电子科技大学;2005年
8 李杉;国家联合体的强制外交:联合体内部动力学角度的分析[D];上海外国语大学;2009年
9 佟智勇;中小企业快速成长期管理机制研究[D];大连海事大学;2009年
10 白杉;港城互动机理和演化进程研究[D];大连海事大学;2007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