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| 1 | 城市热岛效应的研究进展与展望显示文摘随着世界各国城市化的进展,城市热岛效应已经成为一个跨学科领域的问题,受到包括大气环境、区域气候、水文和生态等多学科科学家的关注。在过去半个多世纪中,城市热岛问题的研究获得了相当丰富的研究成果,通过对这些成果的综合分析,归纳出城市热岛研究中采用的3类主要方法——观测(外场试验和遥感技术)、数值模拟以及实验室仿真法。系统地回顾了城市热岛效应的研究历史,重点对与城市热岛关系最密切的城市边界层、热岛环流与复杂地形的相互作用以及能量平衡研究所取得的成果进行了总结和评述。最后对城市热岛问题未来8个可能的研究方向进行了探讨,其中,包括沿海和复杂地形附近的城市热岛问题、城市群间热岛环流的相互作用、城市化与空气污染问题、城市热岛效应对平均降水的影响、城市化对雾和闪电的影响、城市天气预报的精细化、城市气候变化预测以及城市热岛效应减缓方案的制定,并对其发展前景进行了粗略的展望。 | 寿亦萱 张大林 | 2012 | 气象学报2012，70，3： | 135 |
| 2 | 乌鲁木齐市低空大气逆温特征分析显示文摘为了分析乌鲁木齐低层大气逆温变化特征,通过利用乌鲁木齐市气象站2000-2004年的探空观测资料,从逐日探空原始记录中提取得到贴地逆温、脱地逆温的底部、顶部高度、温度,分析它们的变化情况。乌鲁木齐市低空大气温度层结全年以弱稳定为主,一年四季都存在逆温层。冬季是逆温特征最为显著的季节,强度最强,平均为1.06℃/100 m。冬季逆温发生频率最高,平均为89%,贴地逆温厚度最厚,平均为860 m,脱地逆温底高平均为534 m,顶高平均为1 187 m。由于蒙古反气旋的冷空气在准噶尔盆地堆积,使得乌鲁木齐冬季近地面大气稳定。 | 刘增强 郑玉萍 李景林 陈洁 闫战江 | 2007 | 干旱区地理2007，30，3： | 71 |
| 3 | 北京城市化进程对边界层风场结构影响的研究显示文摘随着近10年来北京城市化步伐的加快,城市规模迅速扩大,北京三环以外的地区已由20世纪七、八十年代的城郊非均匀下垫面发展成现在粗糙复杂的城区下垫面,市区建筑物相应增多、增密和增高,导致城区地面动力学粗糙度明显增大.本文统计分析了北京325m气象塔1994年和1997~2003年夏季平均场观测资料,结果表明:(1)在受下垫面影响最为剧烈的近地层,风向逐年趋于紊乱,现在气象塔周围近地面的流场已经具备了典型城市粗糙下垫面的流场特征;(2)近地面夏季平均风速呈现非常明显的逐年递减的趋势,而且距离地表越近,平均风速逐年递减的趋势也越为显著,这种风速逐年递减的趋势直到63m左右才不明显,说明现在气象塔47m以下的观测资料反映的是城市冠层的流场特征,城市冠层厚度约在47—63m之间;(3)随着北京城市化的发展,城区近地面的平均风速存在逐年递减的趋势,但阵风并不存在相似的递减趋势,表明城市冠层的抬升对阵风的影响并不显著. | 彭珍 胡非 | 2006 | 地球物理学报2006，49，6： | 57 |
| 4 | 大气环境数值模拟研究新进展显示文摘近五年来,中国科学院大气物理研究所(简称大气所)在大气环境数值模拟方面取得了丰硕的成果,通过自主发展和引进,建立了完备的多尺度、多成分的大气环境数值模式,包括全球大气化学输送模式、区域和城市空气质量预报模式。大气所利用这些模式研究各种空间尺度上污染物浓度时空分布以及污染物的输送和演变,研究了多种污染过程的成因和污染变化规律,在污染物输送、低对流层臭氧高污染、区域及城市污染等方面取得了很多成果,并对区域或城市空气质量进行业务化实时预报。大气所还拓展了我国大气环境模拟研究的新领域:大气化学资料同化、污染模式集合预报、污染源反演新方法。初步建立了空气质量模式的资料同化系统(分别基于最优插值技术和集合卡曼滤波技术)和多模式集合预报体系,提高了模式预报水平;在污染源反演新方法方面进行了初步的探索。结合我国目前仍然面临着的大气环境问题,对今后大气环境数值模式的发展方向进行了展望。 | 王自发 庞成明 朱江 安俊岭 韩志伟 廖宏 | 2008 | 大气科学2008，32，4： | 50 |
| 5 | 乌鲁木齐重污染日的天气分型和边界层结构特征研究显示文摘利用2004年1月-2009年4月高空、地面气象观测资料和逐日空气污染指数,对乌鲁木齐空气污染≥Ⅳ级的重污染日持续时间特征、500hPa高空环流形势、地面气压场及相应的边界层结构特征进行了统计分析。结果表明,乌鲁木齐重污染过程发生1天和持续2,3和4天的比例分别是32.2%,23.3%,18.5%和11.0%;发生重污染时500hPa以纬向环流型居多,占重污染总日数的84.2%,经向环流型为15.8%。从地面气压场来看,高压后部型出现重污染的频率最高,达86.3%;高压底部型次之,为9.6%;高压前部型和南高北低型出现重污染的几率较小。乌鲁木齐冬季Ⅲ级污染日对应的温度、湿度及风等要素廓线的垂直结构与冬季平均状况几乎一致,而重污染出现时,边界层逆温较强、风速较低且低空伴随有较厚的偏东风或东南风气流;重污染日和雾的关系密切,伴随有雾或轻雾的频率高达81.3%;前一日20:00(北京时)上干下湿并伴有逆温的边界层结构极易导致空气质量恶化。 | 李霞 杨静 麻军 王江 赵克明 任泉 赵勇 | 2012 | 高原气象2012，31，5： | 42 |
| 6 | 风能工程中流体力学问题的研究现状与进展显示文摘中国风电行业发展十分迅速,总装机容量和新增装机容量已达到世界第一,主力机型将从兆瓦级发展到多兆瓦级(>5 MW),风资源已从陆地扩展到海上,这些变化将带来一系列新的问题.本文将就目前风力发电行业中的流体力学问题进行综述和探讨,总结其研究现状及取得的进展.主要包括大气边界层风特性、局部复杂地形影响及微观选址、风力机尾流干扰、风力机专用翼型族、风力机性能计算、气动弹性、海上风力发电的基础及水力作用等问题.此外,还针对目前发展迅速的计算流体力学问题进行了讨论.最后指出中国风电技术的不足及措施. | 黎作武 贺德馨 | 2013 | 力学进展2013，43，5： | 41 |
| 7 | 大气边界层物理研究进展显示文摘本文总结了近4年来(2009~2012)中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室在大气边界层物理理论、观测实验、数值模拟和超声风速温度仪等仪器研制领域的主要研究进展,并对未来几年内大气边界层物理的发展方向提出了一些建议。 | 刘辉志 冯健武 王雷 洪钟祥 | 2013 | 大气科学2013，27，2： | 37 |
| 8 | 利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度显示文摘为了探测灰霾天气大气边界层高度变化的特征,利用CE370-C型微脉冲激光雷达观测了北京2013年1月严重灰霾期间的大气边界层高度。基于激光雷达距离校正回波信号,使用梯度法处理了严重灰霾天和轻度灰霾天的大气边界层观测数据,发现在灰霾天气时大气边界层高度显著降低,严重污染时的大气边界层高度低于500m,日平均高度约424m,且与PM2.5浓度呈现明显的负相关性。将激光雷达探测结果与探空数据进行了对比分析,结果显示激光雷达与探空数据观测结果有较好的一致性,两者在本次灰霾期间的平均差异约为86m。 | 张婉春 张莹 吕阳 李凯涛 李正强 | 2013 | 遥感学报2013，17，4： | 37 |
| 9 | 大气污染与防治的过去、现在及未来显示文摘大气污染危害性本质上是大气污染物对人体健康和人类生存环境的影响.文章将大气污染与防治分为物理过程、化学过程和生物过程,阐述了如何用数学方法与计算机技术描述和计算这3个过程,对其发展历程及相互关联进行了系统评述.综合论述了大气物理、大气化学、源排放清单、大气环境监测、气象场预报、空气质量预报、源解析与溯源、大气污染对人类健康的影响、大气污染控制等方面的理论、技术和方法的发展沿革、现状与存在的问题.由于大气污染与防治物理过程、化学过程、生物过程及其数学描述方法和计算原理等极为复杂又交错影响制约,文章提出了大气污染危害性识别与控制的理论框架及核心科学问题,指出动态排放源清单反演与生成、颗粒物毒性识别、化学过程数据同化、健康风险预报预警、应急来源解析、动态优化控制等方面的理论、技术、方法和标准还不成熟,是未来发展的主要方向.另外,文章指出将大气污染物毒性与健康风险直接关联,可为大气污染应急优化控制和产业结构调整、能源结构调整与重污染源布局的优化问题提供更加直接和有效的科技支撑.本文提出的理论框架及核心科学问题的实现,将为找准污染源头、实现靶向治理、促进生态文明建设的客观需要发挥基本作用. | 黄顺祥 | 2018 | 科学通报2018，63，10： | 40 |
| 10 | 白洋淀地区非均匀大气边界层的综合观测研究——实验介绍及近地层微气象特征分析显示文摘介绍了国家自然科学基金重点项目“地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究”在河北省白洋淀地区进行的两次综合观测实验(时间分别是2004年11月16-22日和2005年9月8~27日),这两次实验获得了大量宝贵的资料,全面深入的资料分析正在进行中。此文主要限于白洋淀地区水陆不均匀地表近地面层微气象特征的分析。结果表明:陆地上近地面层的气温日变化比水域上的大,而风速比水域上的小,其中9月份陆地上白天的气温比水域上的高,夜间比水域上的低,11月份两地白天气温接近,但夜间陆地上的气温明显偏低;无论是9月还是11月,水域上近地面层都是以下沉气流为主,而陆地则在中午前后存在弱的上升运动;9月份,两地的近地面层短波射入辐射比较接近,但水域上的短波射出辐射比陆地上的大;长波射入辐射则是陆地比水域的大,而长波射出辐射则是水域的比陆地的大;两地的净辐射白天接近,夜间水域地区负的净辐射值明显比陆地的大;9月份,水陆两地的感热通量相差不大,为150~200W/m^2,而潜热通量比感热通量大,天气晴朗时可达到300W/m^2;11月份,陆地的感热通量比潜热通量大,为100-120W/m^2,而水域地区的感热通量则与潜热通量相当;两地的潜热通量相差不大,一般不超过50W/m^2。无论是9月还是11月,水域地区夜间都存在水汽向下输送的逆湿现象,而陆地只在9月份存在逆湿现象。2005年9月份的水温观测结果表明,白洋淀水体平均温度比水表平均温度明显偏高,而且日变化幅度很小,水表平均温度则日变化较大。 | 胡非 洪钟祥 陈家宜 刘熙明 | 2006 | 大气科学2006，30，5： | 31 |
| 11 | 非均匀下垫面边界层研究现状与展望显示文摘评述了非均匀下垫面大气边界层研究的现状和当前发展所面临的一些问题,就近年来非均匀下垫面边界层这一大气边界层研究中的难点和热点问题的由来,所使用的研究方法和手段的发展以及目前面临和亟待解决的问题做了系统的归纳,并对未来非均匀边界层研究发展的趋势和研究方法做了展望。 | 刘罡 蒋维楣 罗云峰 | 2005 | 地球科学进展2005，20，2： | 29 |
| 12 | 南京冬季雾多发期边界层结构观测分析显示文摘2006年冬季在南京北郊盘城利用系留气球探测系统、自动气象站等仪器对雾日和非雾日的边界层进行了监测,对比分析了两者的边界层结构。结果表明,非雾日主要为单层贴地逆温,并时常出现短时的双层结构,雾发展成熟时逆温则脱离地面。与非雾日相比,雾日平均雾顶之上温度日较差增大,雾顶之下则减小。平均风速的时间—高度分布在雾日和非雾日类似,在稳定性边界层中风速随高度出现一个或者两个极大值区。温度和比湿在非雾日没有显著的对应性,而在雾体内具有较好的对应关系,在雾顶升降过程中反相关。较强的逆温、较低的温度和较小的近地层风速是南京冬季成雾的背景条件。 | 陆春松 牛生杰 岳平 岳治国 项磊 | 2011 | 大气科学学报2011，34，1： | 28 |
| 13 | 新中国成立70年来的中国大气科学研究:大气物理与大气环境篇显示文摘新中国成立以来,中国大气物理与大气环境学科不断发展,为大气科学的发展提供了重要支撑,为国民经济的发展提供了重要保障.文章着重介绍新中国成立70年以来中国大气物理与大气环境学科发展的总体概况,梳理改革开放40年大气物理与大气环境学科的主要研究进展,总结21世纪以来的突出研究成果,指出面临的重大问题和挑战,提出未来的重点方向和发展建议. | 王体健 高太长 张宏昇 葛茂发 雷恒池 张培昌 张鹏 陆春松 刘超 张华 张强 廖宏 阚海东 冯兆忠 张义军 郄秀书 蔡旭晖 李蒙蒙 刘磊 佟胜睿 | 2019 | 中国科学:地球科学2019，49，12： | 28 |
| 14 | 塔中春季晴天近地层温度、湿度和风速廓线特征显示文摘利用最新安装的塔中“80m观测塔梯度探测系统”资料,详细分析了塔中春季晴天近地层80m高度内平均温度、湿度和风速廓线日变化分布特征,得出以下一些结果:(1)温度廓线有夜间辐射型、早上过渡型、白天日射型和傍晚过渡型四种。夜间近地层大气层结稳定,呈逆温特征;最强逆温出现在凌晨06时,此时,80m高度温差为11.1℃。白天,近地层80m内温度递减率在2.7—5.2℃/100m之间,大气一直处于超绝热不稳定状态。(2)湿度廓线有日夜之分。夜间,30m以下比湿随高度增高急剧变小,30m以上比湿随高度增加而增大,大气呈逆湿特征。白天,比湿随时间一直逐渐变小。在近地层30—50m之间有一个厚度约20m的逆湿层,全天都存在。(3)风速廓线也有日夜之分。夜间稳定层结,廓线风速值以比对数关系更快的速度向上递增,曲线弯向风速轴。白天不稳定层结,廓线风速值以比对数关系较慢的速度向上递增,曲线弯向高度轴。只有在10m以下高度,日夜间的风廓线近似遵循对数律关系。 | 李祥余 何清 艾力.买买提明 李帅 李红军 吴新萍 郑伟 | 2008 | 干旱区地理2008，31，3： | 24 |
| 15 | 城市环境空气污染预报研究进展显示文摘主要介绍了城市环境空气污染预报的方法,综述了城市环境空气污染预报的国内外研究现状,主要介绍了美国第三代Momdel-3 CMAQ模式系统和中国科学院大气所的嵌套网格空气质量预报系统(NAQPMS),以及最新的多模式污染预报技术,本文最后指出中国目前的大气环境形势比较严峻,城市环境空气污染预报模式还存在一些问题,并探讨了今后的发展方向。 | 任万辉 苏枞枞 赵宏德 | 2010 | 环境保护科学2010，36，3： | 22 |
| 16 | 台风莫拉克(0908)影响期间近地层风特性显示文摘通过对台风莫拉克(0908)影响范围内的33座测风塔观测资料的分析可知:台风莫拉克越靠近陆地,风场的非对称性越明显,其行进方向的左侧测风塔风向呈逆时针旋转,右侧测风塔风向顺时针旋转。在远离台风莫拉克的地方风向稳定,湍流强度变化较平稳;在台风莫拉克登陆点附近,风向、风速和湍流强度均会出现突变。台风莫拉克影响期间,湍流强度与风速的关系未出现IEC标准曲线那样随风速增大稳定减小,其I_(15)达B级和A级及以上的平均湍流强度会在风速7~17 m·s^(-1)形成一个峰值;无论南风或北风,风速越大,各层湍流强度差异趋于减小,同等风速、高度的湍流强度偏南大风均大于偏北大风。位于台风莫拉克登陆点北侧测风塔湍流强度随风速的增加先减小后增大,最终各高度全部超过IEC标准A级曲线,而位于南侧测风塔湍流强度随风速的变化比北侧小,并随风速增大趋于标准A级曲线;另外北侧测风塔湍流强度大于南侧,且各高度偏北大风湍流强度之间的差异比南侧相应风向明显,表明北侧垂直方向的扰动更强。台风莫拉克阵风系数为1.2~1.7,其随高度变化与地形有关,一般情况下随高度升高而减小,在复杂地形条件下不符合随高度升高减小的规律。 | 张容焱 张秀芝 杨校生 吴金城 曲海滨 | 2012 | 应用气象学报2012，23，2： | 23 |
| 17 | 基于卫星资料的北京陆表水体的热环境效应分析显示文摘应用不同分辨率的卫星资料对北京水体类别、密云水库及城区典型水体的热环境特性及城区水体对其周围热环境影响进行研究分析.利用2006年的MODIS卫星地表温度产品对北京不同类型的地表温度研究显示:就北京四季平均状态来说,水体类别在白天具有降温作用,在秋季和冬季夜晚具有保温作用,在春季和夏季夜晚具有降温作用.利用NOAA/AVHRR卫星资料对密云水库的研究分析显示:密云水库在夏季白天具有'冷湖效应',夜晚具有'暖湖效应';密云水库在冬季未结冰时白天和夜间具有'暖湖效应',在结冰时白天具有'冷湖效应'而晚上无冷暖效应.利用FY-3A/MERSI、NOAA/AVHRR和Landsat-TM卫星资料对北京城区典型水体监测结果显示:城区水体不会有热岛现象出现,大面积的水体易出现'冷岛效应'.利用2008年夏季Landsat-TM卫星资料对城区典型水体和天坛公园绿地500 m范围内的建筑地温研究分析显示:城区水体温度明显低于天坛公园绿地.城区各水体周边100 m范围内建筑区地温平均下降1.2℃;100~200 m内下降0.6℃;200~300 m内下降0.4℃,300 m范围外无明显变化.天坛公园绿地周边仅100 m内的建筑区地温下降,下降值为0.4℃.这些研究结果表明:卫星资料能有效监测水体的热环境效应,大面积的水体是降低城市地表热岛效应的重要来源,北京城区水体对周边最大300 m范围内的建筑区地表温度具有降温效应. | 刘勇洪 轩春怡 权维俊 | 2013 | 湖泊科学2013，25，1： | 23 |
| 18 | 青岛冬季pm2.5持续重污染天气的大气边界层特征显示文摘鲜有出现空气质量问题的北方沿海城市青岛近年来也频频出现重污染天气.2014年1月青岛市总计出现7 d重污染天气,其中1月15—18日是持续4 d的PM_(2.5)重污染,其余的则分别出现在1月6日、11日和30日.为了获得气象条件对持续重污染天气发展、维持和消除的影响机制,利用激光雷达、大气稳定度仪探测数据以及地面、高空气象观测和空气质量监测数据,重点分析了1月15—18日持续重污染期间青岛市大气边界层气象要素的时间和空间特征.结果表明,2014年1月影响青岛冷空气势力弱、青岛近地面低于3 m/s的风速不利于污染物扩散,66%以上的相对湿度有利于污染物浓度增大.在污染源稳定的背景下,气象要素的差异性导致了污染物浓度时空分布的差异.在持续的弱偏北风下污染物浓度居高不下;在偏南风影响下,污染物浓度趋于下降.边界层内存在高层干冷弱北风和低层暖湿弱南风的风切变、稳定层结、低层相对湿度为70%的高湿大气以及交替出现的近地面南北风是此次重污染持续的主要原因.大气边界层高度变化对污染物浓度具有6 h左右的延迟影响;而低边界层高度、大稳定度因子,低云的存在和较高的污染物浓度之间具有较好的一致性变化趋势.当近地面温度升高、相对湿度减小以及增大的偏南风和存在弱不稳定层结时,有利于提高青岛局地大气扩散能力. | 马艳 黄容 时晓曚 王建林 孙萌 | 2018 | 环境科学研究2018，31，1： | 20 |
| 19 | 基于L波段雷达探空资料的重庆市区低空逆温特征分析显示文摘利用重庆市沙坪坝气象站2005—2009年L波段雷达探空观测资料,研究重庆市区接地逆温和悬浮逆温的出现频率、逆温厚度、垂直分布特征和强度状况,对本地低空大气的逆温分布特征进行了详细分析。分析结果表明:重庆市区低空大气全年均不同程度存在逆温层,低空逆温出现频率为93%,夏季发生的频率最高,冬季最低;逆温强度总体不大,07:00和19:00接地逆温多年平均强度分别为0.53℃/hm和0.6℃/hm,为同时段悬浮逆温强度的2倍;从垂直分布特征来看,低空逆温呈现厚度薄且层次多的特点,层次最多时达6层。 | 唐家萍 谭桂容 谭畅 | 2012 | 气象科技2012，40，5： | 19 |
| 20 | 大气边界层物理与大气环境过程研究进展显示文摘总结了近5年来中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室(LAPC)在第二代超声风速温度仪研制、城市边界层研究、复杂地形大气边界层探测与数值模拟、湍流机理研究、大气污染模式发展与应用等领域的主要进展,其中,第二代超声风速温度仪的野外对比测试结果表明其主要性能完全达到了国际先进水平;北京城市化发展使得北京325m气象塔周边近地面流场已经具备了典型城市粗糙下垫面的流场特征,近地面夏季平均风速呈现非常明显的逐年递减趋势;北京沙尘暴大风时期湍流运动主要是小尺度湍涡运动,而大风的概率分布偏离高斯分布,风速较大的一侧概率分布呈指数迅速衰减,大风中风速很大的部分具有分形特征;珠穆朗玛峰北坡地区两次综合强化探测实验是迄今为止在青藏高原大型山地中实施的针对山地环流和物质/能量交换最为全面和连续的大气过程探测实验;白洋淀地区的观测研究表明,非均匀边界层具有一般边界层不具备的特点,无论是边界层结构还是湍流输送方面,水、陆边界层之间存在一定的差异,凸显其地表非均匀性的作用;为了解决不同尺度、不同类型的大气污染问题和实际应用,研制或发展完善了多套大气污染模式系统,包括全球大气化学模式、区域大气污染数值模式、城市大气污染数值模式和微小尺度(如街区尺度)范围内污染物输送扩散模式。 | 张美根 胡非 邹捍 洪钟祥 赵翼俊 高志球 | 2008 | 大气科学2008，32，4： | 18 |
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