大气稳定度

摘要： 利用2014-2018年广州塔风和温度资料及2016-2020年海珠湿地公园生态气象站风速风向资料,对近年来广州中心城区风速变化、风向特征、大气稳定度和逆温特征进行研究。结果表明:随着城市发展,广州中心城区10 m风速明显下降;受大气湍流强度日变化的影响,各季节中广州塔121和526 m风速日变化特征差异明显。通过理查森数(Ri)法计算大气稳定度发现稳定类层结全年占比最高。逆温多出现在春季,但每月的峰值出现时间不同,全年下午时段出现逆温频率最高。

摘要： 地气之间物质和能量随湍流运动进行输送,涡度相关技术是研究地气交换过程和评估大气资源的重要手段,它对湍流特征和精确的通量观测研究具有重要的作用。本研究利用拉萨蔡公堂通量站的闭路涡度相关系统,观测了2020年8-11月青藏高原东部拉萨河下游地区典型高寒草甸下垫面的通量特征,并分析了该区域生长季和非生长季不同大气稳定条件下湍流谱特征和相似性规律。结果表明:(1)生长季时期(8-9月),净生态系统CO_(2)交换(NEE)日均值为-2.3 gC·m^(-2)·d^(-1),蒸散(ET)日均值为1.8 mm·d^(-1),非生长季时期(10-11月),NEE日均值为1.1 gC·m^(-2)·d^(-1),ET日均值为0.3 mm·d^(-1);(2)三维(u,v和w)方向的湍流风速和温度的归一化谱具有明显的惯性副区,谱密度曲线斜率符合-2/3规律,垂直方向(w)湍流风速分别和温度、CO_(2)和H_(2)O等气体浓度的归一化协谱曲线斜率较高于-4/3;(3)生长季和非生长季时期大气稳定度的日变化相似,主要随动量通量的增加而降低,但各方向风速的归一化标准差(σ/u_(*))拟合结果不同,生长季时期,σ_(u)/u_(*)、σ_(v)/u_(*)和σ_(w)/u_(*)分别为2.84、2.73和1.07,非生长季时期三者增加,分别为3.23、3.19和1.22,其非生长季时期水平方向风速归一化标准差增加较明显。利用闭路涡度相关系统可以较好地观测本研究区通量特征,并且分别考虑生长季和非生长季时期湍流风速的相似性规律参数化方案有助于更精确地观测大气资源。

摘要： 从不同大气稳定度下污染物扩散的基本理论出发,对比了静态稳定度和动态稳定度的概念,指出动态稳定度更适用于污染物扩散的研究。总结大气稳定度的判定方法,并建议在污染物扩散的研究中采用理查森数和莫宁-奥尔霍夫长度对稳定度进行判定。讨论了不同尺度下污染物扩散的研究方法和存在的问题,以期为开展不同稳定度的研究提供指导。另外,重点回顾了中性和非中性稳定度下污染物扩散的CFD研究进展,并分析现有研究中存在的不足,指出了今后需要关注的问题。

摘要： 通过设置不同环境气象条件的风险污染源,选取最大高峰浓度和最大高峰浓度出现的时间为考察指标,采用正交试验法,分析环境风险评价预测模型AFTOX中大气稳定度、事故处地表粗糙度、事故处地表类型和干湿度对其预测结果的影响。分析结果表明,当风速一致时,大气稳定度对最大峰值浓度的影响总是大于事故处地表粗糙度以及事故处地表类型和干湿度,而最大峰值浓度出现的时间对各参数的敏感性无变化。

摘要： 通过设置不同环境气象条件的风险污染源,选取最大高峰浓度和最大高峰浓度出现的时间为考察指标,采用正交试验法,分析环境风险评价预测模型AFTOX中大气稳定度、事故处地表粗糙度、事故处地表类型和干湿度对其预测结果的影响.分析结果表明,当风速一致时,大气稳定度对最大峰值浓度的影响总是大于事故处地表粗糙度以及事故处地表类型和干湿度,而最大峰值浓度出现的时间对各参数的敏感性无变化.

摘要： 烟羽,从工厂烟囱中连续排出外形呈羽状的烟体,也称烟云、烟流。由于烟羽各部分的运动速度不同,因而其外形也千变万化。不同的烟羽形状表示污染物浓度的空间分布不同。它与大气湍流、大气稳定度、地形地物、排放参数等密切相关。它可以看作是由无数个依次排放的烟团组成,每个烟团排出后即沿风向运动。排烟量通常用排放率(g/s或kg/h)表示,排放的污染物在下风向的分布一般用排放期间的平均浓度表示(mg/m^(3))。

摘要： 对船用堆滨海复杂地形及海上放射性大气扩散模型的研究是制订滨海复杂地形及海上核应急计划的基础.首先,对滨海复杂地形评价区的气象资料进行了技术处理和分析研究,验证了所选取的气象要素的合理性以及在其基础上进行大气扩散分析的可行性;然后,结合船用堆的特点,研究了滨海复杂地形及海上评价区大气扩散参数的确定方法;最后,计算分析了滨海复杂地形及海上评价区烟羽抬升的特点,以及不同大气稳定度条件下烟羽的抬升高度.结果表明:该研究对船用堆在滨海复杂地形利用高斯分段烟羽模型进行大气扩散研究具有一定的指导作用.

摘要： 利用常规气象观测资料、区域加密自动站风场资料、NCEP1° ×1°再分析资料和喀什多普勒雷达资料,从天气背景、中尺度特征、物理量和雷达回波特征等方面对2018年春末喀什地区岳普湖县发生的一次致灾冰雹天气成因进行分析.结果表明:本次冰雹天气发生在中亚低涡影响的有利环流背景条件下,中尺度切变线、中尺度地面辐合线及中层干冷空气侵入是产生冰雹的触发系统,冰雹发生前大气处于上干冷、下暖湿的不稳定层结;冰雹云具有反射率强、回波顶高、垂直液态含水量大等特点,冰雹发生时垂直累积液态含水量值发生跃变,对判断冰雹的发生具有明显的指示意义;雷达径向速度场上显示有中小尺度气旋性流场存在,气旋性辐合出现的时间、位置与冰雹出现时间、位置有较好的对应关系,风场气旋性辐合有利于上升运动发展形成小冰雹;垂直风廓线(VWP)产品显示此次冰雹发生在较弱的垂直风切变环境下,弱的垂直风切变不利于上升气流和下沉气流的长时间维持,不利于产生大冰雹.

摘要： 以甘肃民勤绿洲荒漠过渡带涡动相关仪(EC)和大孔径闪烁仪(LAS)的同步观测数据为基础,借助通量足迹模型,分析生长季和非生长季通量源区的分布与变化特征,比较了源区在不同风向下,足迹权重比的变化对二者观测值之间差异的影响.结果表明:(1)研究区在非生长季盛行西北风,在生长季则盛行东风,EC和LAS源区的空间分布与盛行风向一致,二者在非生长季源区的面积均大于生长季.(2)大气稳定条件下EC和LAS的源区面积普遍大于不稳定条件下.随着源区贡献率的增加(由50％增至90％),EC和LAS源区的重叠面积和足迹权重比也增加,并且非生长季的源区重叠程度优于生长季.在生长季和非生长季,EC和LAS源区都呈现不规则分布的特点.(3)相比于东西风向,生长季南北风向下的足迹权重比更高,二者所观测显热通量值更为接近,决定系数(R2)也更高.说明源区的足迹权重比在一定程度上可以解释EC和LAS在观测结果上的差异,这为地表通量的尺度扩展提供了方法学上的参考.

摘要： 为了探究台风影响期间不同大气稳定度条件对近地层风场特性的影响,基于2009年台风"莫拉克"移动路径上的三座测风塔测得的高频三维风速时程,分析了台风影响期间中性、稳定、不稳定三种大气层结状况的分布频率,以及不同稳定度条件下近地层平均风场特性(平均风速和风向)和脉动风场特性(湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速谱).研究结果表明,台风外围雨带区影响期间非中性层结发生概率约44％;在非中性层结影响下,平均风速出现频率最高的区间(10～12?m/s,14～16?m/s)不同于中性层结(12～14?m/s),且湍流强度最高频数分布较为集中(8％～10％);验证von-Karman谱描述不同大气稳定度下台风脉动风速谱的适用性,发现该经验谱对中性层结下的风速谱刻画较好,对非中性层结下的风速谱存在低频段高估、高频段低估谱能量的现象.进行工程结构抗风设计时,需注意非中性大气层结对风速、湍流强度、脉动风速谱等与结构风荷载确定密切相关的参数的影响.

摘要： 随着LNG消费量的持续增长,各种LNG场站开始大量投入建设.但是近年来频发的自然灾害,猖獗的恐怖势力以及人为失误操作,都有可能引发LNG泄漏事故.通过数值模拟的方法,对液化天然气储罐连续泄漏的工程实例分析,分析大气稳定度下的LNG连续泄漏的扩散危险浓度区域.结果表明:大气稳定度等级越高,爆燃浓度区域和人体危害浓度区域下风向越大,整个浓度区域最大宽度也越宽,区域面积也随之增大.

摘要： 大气稳定度可标明大气湍流的强弱,污染物在大气中扩散、稀释的速率、距离和范围受到大气稳定度的直接影响.当大气处于稳定状态时,污染物在大气中扩散速率小,范围窄,最大浓度落地距离较远,受污染物影响区域较大.郑州是中部地区国家中心城市和中原城市群核心城市,经济快速发展的同时城市热岛效应显著,大气污染日益严重,因此研究郑州大气稳定度特征及变化规律,是缓解城市环境问题的基础性工作.总体上郑州大气稳定度中性类频率下降，稳定类上升，这种变化趋势不利于大气污染物的扩散，利于污染天气的形成。大气污染的根源是污染物质的排放，大气稳定度仅是污染物扩散的影响因素之一，大气混合层厚度也是影响污染程度的重要因素之一，因此以本研究为基础，应深入研究影响郑州大气污染的其他因素，为郑州大气污染治理提供切实有效的技术支撑。

摘要： 核电是清洁、安全的能源,中国目前正在大力发展核电,将对保障国家能源安全、调整能源结构和改善大气环境发挥重要的作用,虽然核电的危险系数很低,但并不等于零.核爆或核泄漏后大气中核污染物浓度扩散及其分布值得人们关注.本文通过选取大气稳定度不同的田湾核电站典型气象场,利用其WRF数据,结合HYSPLIT-4模型,对核污染物的扩散状况进行了数值模拟.研究表明,5月份田湾核电站大气稳定度较好时,其污染物扩散轨迹水平分布范围窄,几乎处于核电站周边,垂直扩散高度小,扩散速率小,污染物浓度分布范围小;与之对比,在8月份田湾核电站大气稳定度差时,其污染物扩散轨迹水平分布广,平均垂直扩散高度大,扩散速率大,污染物浓度分布范围大.故可得出结论:大气稳定度对核污染物扩散影响显著.通过本文的研究,构建了田湾核电站区域风场和核事故污染物扩散分布的数值预报系统,为后期核事故预警与应急决策的业务化提供了理论和技术支撑.

摘要： 采用不同的稳定度分类方法对厂址的稳定度进行统计,通过PAVAN程序计算非居住区边界(500m)和规划限制区边界(5000m)处的全厂址95％概率水平和各方位99.5％概率水平中较大的短期大气弥散因子,结果显示,辐射分类法下的短期弥散因子值最小,△T/U法最大.比较三种稳定度分类方法得到的选址假想事故导致的在非居住区边界上公众(事故后2h)可能受到的最大有效剂量以及整个事故持续期间内规划限制区边界(5km)个人受照的最大有效剂量,三种分类方法计算得到的剂量结果均满足GB6249-2011的要求,且剂量值均是辐射分类法最小,AT/U法最大.

摘要： 利用NCEP再分析资料、常规观测资料和自动站观测资料对2013年5月26-28日一次江淮气旋北上引发渤海风暴潮过程进行动力和热力分析,得到如下结论:副热带高压西北侧较强暖平流与青藏高压东北部冷空气促使江淮气旋发展北上,入海时江淮气旋达到最强,气旋受下游日本海高压阻挡入海后移动缓慢,长时间的向岸风引发渤海风暴潮.对流层中低层正温度平流和正涡度平流为气旋发展阶段提供动力和热力条件.受下游系统的阻挡,高空槽与气旋由后倾结构转变成前倾结构,槽后的负涡度平流和负温度平流是气旋入海后减弱的主要原因之一.非绝热加热作用出现在气旋发展和消亡的整个过程,主要发生在气旋的偏东象限.湿位涡能够较好的体现气旋在发展过程中绝度涡度和大气稳定度的作用.高空急流的辐合和引导气流减弱是气旋入海后减弱并缓慢移动的另一个原因.

摘要： 精确的近地层风特征分析对于风能评估有重要意义.本研究基于大亚湾铁塔数据研究了珠三角东部沿海地区近地层风特征,并探讨了不同的风切变系数在风速外推中的效果.结果表明,珠三角东部沿海地区近地层主导风为东南风,风速年变化不大,日变化显著,白天风速较大,夜间较小,高层风速的日变化滞后于低层,高、低层风向日变化呈现海陆风特性,即白天多吹海风,夜间陆风增强.受复杂地形的影响,该区域总体的风切变系数偏高,均值达到0.258.此外,风切变系数具有明显的年变化、日变化、风依赖以及大气稳定度依赖等特性.不同方案的风速外推结果表明大气稳定度依赖的风切变系数对风速外推的效果最好,建议风能评估中采用细化的大气稳定度依赖的风切变系数对轮毂高度风速进行外推.

摘要： 为了提高风能资源评估及发电功率预测的质量，在模拟计算中需要考虑大气热稳定度的影响。在法国环境与能源署的支持下，法国Maia Eolis公司与Meteodyn公司合作开展一系列观测与计算工作，以研究大气稳定度对风能资源评估的真实影响。本文对项目实施进行描述并介绍了所应用的研究方法以及最终结果。为进行现场观测，项目设立了两座84 米高的测风塔。测风塔实测数据及附近气象站的观测数据根据理查森数、帕斯奎尔分类法和特纳分类法进行分类统计。结果表明不同方法之间有良好的匹配性。之后采用CFD（计算流体力学）软件Meteodyn WT 进行了风流模拟计算，比较了考虑和不考虑热稳定度因素的计算结果，并将软件模拟得到的计算发电量在 Maia Eolis 运营的一个12 兆瓦的真实风场上与实测发电量进行了比较。

摘要： 本文利用常规自动气象监测站资料、秒探空资料,结合高速公路自动气象观测数据,对2017年11月15日安徽颍上一次典型的辐射雾中突发性团雾天气形成的气象条件进行分析,发现:(1)此次突发性团雾天气发生在大范围辐射雾背景当中,高空纬向环流、地面均压场,弱风、低层高湿、存在逆温层、垂直层结稳定,符合一般辐射雾发生、维持的气象条件;(2)此次团雾发生点周边多湖泊,且附近地势较为平坦,地形地貌和风向的变化是此次圃雾事故发生的客观因素;(3)由于近地面层结稳定,且为静风状态,大气湍流微弱,日出后随着地面蒸发作用加大及下垫面性质的差异,造成局地水汽分布的不均.日出后随着气温上升及风速加大,湍流混合作用增强,使局地高湿气团得到充分混合而使能见度急剧下降,这可能是团雾形成的主要因素.

摘要： 本文利用常规自动气象监测站资料、秒探空资料,结合高速公路自动气象观测数据,对2017年11月15日安徽颍上一次典型的辐射雾中突发性团雾天气形成的气象条件进行分析,发现:(1)此次突发性团雾天气发生在大范围辐射雾背景当中,高空纬向环流、地面均压场,弱风、低层高湿、存在逆温层、垂直层结稳定,符合一般辐射雾发生、维持的气象条件;(2)此次团雾发生点周边多湖泊,且附近地势较为平坦,地形地貌和风向的变化是此次圃雾事故发生的客观因素;(3)由于近地面层结稳定,且为静风状态,大气湍流微弱,日出后随着地面蒸发作用加大及下垫面性质的差异,造成局地水汽分布的不均.日出后随着气温上升及风速加大,湍流混合作用增强,使局地高湿气团得到充分混合而使能见度急剧下降,这可能是团雾形成的主要因素.

摘要： 本文利用常规自动气象监测站资料、秒探空资料,结合高速公路自动气象观测数据,对2017年11月15日安徽颍上一次典型的辐射雾中突发性团雾天气形成的气象条件进行分析,发现:(1)此次突发性团雾天气发生在大范围辐射雾背景当中,高空纬向环流、地面均压场,弱风、低层高湿、存在逆温层、垂直层结稳定,符合一般辐射雾发生、维持的气象条件;(2)此次团雾发生点周边多湖泊,且附近地势较为平坦,地形地貌和风向的变化是此次圃雾事故发生的客观因素;(3)由于近地面层结稳定,且为静风状态,大气湍流微弱,日出后随着地面蒸发作用加大及下垫面性质的差异,造成局地水汽分布的不均.日出后随着气温上升及风速加大,湍流混合作用增强,使局地高湿气团得到充分混合而使能见度急剧下降,这可能是团雾形成的主要因素.

摘要： 本发明公开了一种大气垂直稳定度测试装置。其硬件包括风向传感器(1)、数据采集器(2)、可收缩立杆(3)、温湿度传感器1(4)、温湿度传感器2(5)、可收缩三脚底座、(6)数据无线传输模块1(7)、风速传感器(8)、笔记本电脑(9)、USB‑串口转换线(10)、数据无线传输模块2(11)。笔记本内安装有专用测试软件，可实现对2路温湿度、风速、风向数据的采集、存储、处理，并根据这些数据计算得出对应时刻的大气垂直稳定度数据。本发明可为军工发烟产品烟幕效应试验提供准确的大气垂直稳定度数据，从而指导烟幕施施时机，进而保障试验结果的准确、可靠。

摘要： 本发明公开了一种基于大气稳定度的大范围雾霾的预报方法及系统，该方法包括：收集预报地的雾霾实况数据、周围天气实况数据、周围天气预测信息、秋末到冬初季节历史PM2.5浓度观测数据和雾霾过程数据以及秋末到冬初季节历史天气条件数据，建立预报地的雾霾事件模型；分析预报地天气实况数据和天气预测信息；与雾霾事件模型进行对比，确定未来天气条件所处于的雾霾阶段：符合雾霾发展趋势、雾霾消散趋势或者与现状相同。本发明可以确定未来天气条件所处于的雾霾发展阶段，该方法思路清晰，准确率高。

摘要： 本发明公开了一种基于大气稳定度风向标准差法的风速外推方法，通过对测风塔数据集进行筛选，剔除小于风机切入风速的低风速数据及大于风机切出风速的高风速数据，计算测风塔处的地面粗糙度，应用地面粗糙度值对筛选后数据集中的风向标准差进行粗糙度修正，采用风向标准差法进行大气稳定度的分类，计算每种大气稳定度下的平均风切变指数，以及应用幂定律方法，计算得到每种大气稳定度下的轮毂高度处的风速，并汇总得到轮毂高度处的风速集；能够较准确的反应不同大气稳定度下的不同高度层的风切变情况，更好地体现出风切变指数随大气稳定度的变化情况，较准确的推算出高层风速，可对风电工程项目可行性研究、微观选址等有一定的指导意义。

摘要： 本发明涉及风电场等效建模和风电场微观选址技术领域，具体提供一种考虑大气稳定度的充分发展风电场等效粗糙度计算方法，旨在解决现有方法对风电场等效粗糙度的计算不够完善的问题。为此目的，本发明的方法包括：获取风电机组的参数；获取大气稳定度与风电场相互作用对等效粗糙度的影响因子；获取风电场的无量纲尾流附加涡粘系数；根据所述风电机组的参数、所述影响因子和所述风电场的无量纲尾流附加涡粘系数，计算风电场的等效粗糙度。本发明的方法不仅考虑了大气稳定度的影响，而且考虑了风电场对大气稳定度的反作用，因此可以快速、简单、准确地计算出风电场边界层在不同情况下的等效粗糙度，为大型风电场的优化设计提供支持。

摘要： 本申请公开了一种获取大气稳定度的方法及相关组件，接收大气散射的回波信号，随后进入分光系统对回波信号进行分光得到子回波信号，根据温度回波信号反演得到温度廓线，根据氮气分子的回波信号获取大气压强廓线，根据大气压强廓线及温度廓线计算出不同高度的位温，根据氮气分子的回波信号和水汽分子的回波信号计算不同高度的水汽混合比，根据位温及水汽混合比计算出相当位温，根据位温与相当位温的垂直梯度就可以判定出大气稳定度，利用激光雷达反演位温和相当位温，可以实现参量长时间地连续观测，利用位温和湿位温判定大气稳定度的方式不会受时间和空间的限制，同时可以实现大气稳定度的计算和实时反馈，提高了效率，应用场景更广泛。

摘要： 本发明涉及一种基于大气稳定度拟合订正温湿廓线的闪电资料同化方法，包括：(1)读入模式网络点上闪电频数；(2)判断模式网络点上是否有闪电发生，若有闪电发生则进行(3)，若否则返回步骤(1)；(3)利用闪电频数得到修改后的大气的稳定度；(4)利用稳定度反演得到大气温度、湿度廓线，并对大气温度、湿度廓线进行调整；(5)输出调整后的相对湿度,并转换未little_r格式。本发明可以大幅度增加和改善数值模式中大气稳定度特征，更好反映大气的温度、湿度的廓线，大大增加了对高空温、湿探测信息，填补了地面气象站对高层水气含量信息的空白及探空数据频次偏少不及时的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种陆上大气热稳定度的测量及判别方法，属于气象观测技术领域。首先确定当前风场测风塔点位对于整场风场大气热稳定度的代表性情况；若当前风场测风塔点位对于整场风场大气热稳定度具备代表性，则在测风塔上加装测风塔大气热稳定度测量装置；若当前风场测风塔点位对于整场风场大气热稳定度不具备代表性，则重新选择满足整场风场热稳定度代表性要求的点位，并在所选点位安装独立大气稳定度测量装置；根据测风塔大气热稳定度测量装置或独立大气稳定度测量装置的测量结果，按照相关分级规则对当前大气热稳定度进行判别。本发明能够有效地对大气热稳定度进行测量及判别，提高风资源评估及风功率预测准确性。

摘要： 本发明名称为：一种基于中尺度气象要素的大气稳定度参量生成方法。技术领域涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种基于中尺度气象要素的大气稳定度参量生成方法。包括：采用中尺度模拟结果文件，从中提取与风速和大气稳定度相关的参量，按时间点计算梯度理查德森数；对所有时间点的梯度理查德森数求算术平均，得到指定时间范围的梯度理查德森数平均值；进而得到指定时间范围的莫宁奥布霍夫长度。发明实现了一种对大气稳定度进行定量计算的方法，能够计算特定时间段、指定地理位置和高度的大气稳定度参量，当所述方法得到的计算结果用于对风廓线的修正时，实现了对边界风廓线有依据合理的修改，从而使CFD模拟过程中边界条件的设置更加合理。

摘要： 本发明公开了一种适用于滨海核电厂址的大气稳定度分类估算方法，大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的极重要因素；当大气层结不稳定，热力湍流发展旺盛，对流强烈，污染物易扩散，但是全层不稳定时，污染不易扩散远处；当大气层结稳定时，湍流受到抑制，污染物不易扩散稀释，特别当逆温层出现时，通常风力弱或无风，污染物易于聚集地表，造成严重污染；本发明的方法通过监测太阳光入射量、净辐射通量及塔层不同高度处的温度、风速，将其相互结合计算得到不同大气稳定度类型，得到滨海核电厂址处的大气稳定度类型，便于分析核电厂址上空的污染物扩散情况；本发明的估算方法简单，便于有效确定滨海核电厂址处的大气稳定度。

摘要： 本发明公开了一种根据大气稳定度修正风电机组功率曲线的方法，即：S1、建立风电机组轮毂高度处10分钟平均风速10分钟平均输出净功率数据库；S2、计算风电机组轮毂高度处10分钟平均大气稳定度；S3、对风电机组轮毂高度处10分钟平均风速进行初步修正，得到初步修正风速；S4、对初步修正风速再次进行修正，得到轮毂高度处10分钟平均风速的最终修正风速；S5、根据最终修正风速，在数据库中，查找最终修正风速对应的10分钟平均输出净功率，画出风电机组的修正功率曲线。