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沙尘PM_(10)质量浓度与气温的关系初探被引量：6: 2012年; 利用甘肃民勤自动气象站观测的2004～2006年夏季的5 min一次的气温与沙尘PM10浓度资料,通过将数据分为实验组与对照组,研究了气温与沙尘天气之间的统计关系。个例显示,气温与沙尘PM10浓度之间存在降温、升温和混合型3种对应关系。实验组统计分析表明,气温及其变化(每5min间隔气温变化绝对值和每24 h间隔气温变化绝对值)与沙尘PM10浓度及其变化呈现出非常显著的正相关关系;沙尘暴天气下日平均气温变化与相应沙尘PM10浓度变化呈显著负相关。对照组结果表明,实验组统计关系是非常显著的。; 赵建华Kyle TietzeHongjun Zheng隆霄; 关键词：气温统计关系

冲击起沙的概念模型被引量：4: 2012年; 冲击起沙是最重要的起沙方式。鉴于Lu和Shao提出的体积模型的不足,通过分析沙床受到冲击后应力的传递规律,类比于电子的跃迁模型,提出了冲击起沙的跃迁模型来解决冲击起沙问题。该模型的基本思想是,沙粒冲击沙床时,能量会沿冲击点向周围粒子扩散,当某一粒子获得的能量大于跃出所需要的能量时,该粒子即从床面跃出;多余的能量将转化为该粒子的跃出初动能。冲击起沙问题由此变成了一个研究跃出能量的大小和能量传输规律的问题。根据该模型,基于能量传输的吸收系数法和传输方程近似法,给出了两维和三维情形下冲击起沙释放的粒子数、速度分布和冲击坑形状的表达式。两维情形下显示,冲击坑的大小与释放的粒子数和粒径大小正比,而且伴随着冲击坑的形成,可能会发生崩塌现象。吸收系数法显示,两维冲击坑随着吸收系数的增大是先增大,后反而出现了收缩。传输方程近似法显示,两维冲击坑的大小正比于k槡t。; 赵建华张强隆霄; 关键词：粒子数冲击坑

沙尘大气物理约束方程研究被引量：3: 2010年; 基于风沙两相流的相互作用和气块质量变化的观点,推导出了闭合的沙尘大气物理约束方程组.理想状况下对之分析发现:沙尘大气密度比同体积洁净大气大,一定程度上会减缓气块的运动速度;沙尘与空气间的速度差异会使得细粒子处于高流速区,而粗粒子位于低流速区;温度差异会使得沙尘在上升运动中充当热源,下沉运动中充当冷源,从而加强对流;沙尘大气质量定容热容会在等压面上诱发新的温度梯度,促进沙尘云边界处的夹卷;沙尘大气气体常数会在等温面上诱发新的气压梯度,促进沙尘云边界处的夹卷;质量变化会对气块密度、速度和温度造成较大影响.总之,沙尘云要比基于被动标量的方程组模拟结果更高大、内部对流更强、边界处夹卷更活跃、水平运动更迟缓.; 赵建华张强; 关键词：两相流被动标量

中性层结下局地平缓地形起沙的次网格参数化研究: 2013年; 局地地形起沙对沙尘模式的预报精度具有重要影响。基于狭管与下滑效应以及气流过山的已有研究成果,研究了中性层结与局地平缓地形条件下风速在这两种效应下次网格参数化问题,然后基于平坦地形的起沙公式、引入局地地形的摩擦速度,得到了相应的次网格起沙公式,最后对狭管效应、下滑效应以及两效应的叠加进行了理想试验。试验表明:(1)对于狭管效应的次网格参数化问题,风从狭管的阔口进(出)、窄口出(进)时,风速、跃移通量与起沙量均增大(减小);(2)下滑效应致使风速、跃移通量与起沙量均增大,且山脚增幅大于山坡;(3)对于两种效应的叠加,当气流从狭管的阔口进、窄口出时,风速、跃移通量和起沙量同时增大,山脚风速大于山坡,大粒径沙粒跃移通量增幅大于小粒径沙粒。反之,窄口进、阔口出时,出入口宽度之比存在一临界值,大于此临界值,风速减小;反之增大。而且,除了在山脚的小粒径沙粒在一定风速条件下跃移通量会增大外,其余情况均减少。最后,提出了本参数化方法与数值模式耦合的分算法与整算法。; 赵建华张强隆霄

西北半干旱区感、潜热通量特征及近50年来的变化趋势被引量：14: 2010年; 在对比分析2007年兰州大学SACOL测站观测值和NCEP模式产品的感、潜热等变化特征的基础上,用观测资料和NCEP感、潜热通量资料的误差对1961—2008年的NCEP感、潜热通量资料进行了订正。分析了近50年西北半干旱区感、潜热的年际变化趋势。结果表明:平均而言,在半干旱区,4月感热最大,7月潜热最大;在过去的近50年间,年平均潜热通量大于感热通量。近50年来,潜热通量有减小的趋势,感热通量有增加的趋势。; 王澄海王蕾迪; 关键词：感热通量潜热通量

GRAPES沙尘数值预报系统对一次沙尘暴沙尘浓度同化模拟试验分析被引量：8: 2012年; 为了提高沙尘模式的预报准确率,通过在区域天气数值模式GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)的三维变分同化系统中增加沙尘浓度这一控制变量的方法建立了GRAPES_3DVAR_DUST沙尘同化系统。利用中国北方8个观测站提供的沙尘PM10数据和沙尘模式(GRAPES_CUACE/Dust系统)提供的背景场,对2008年2月29日-3月1日发生在中国北方的一次沙尘暴天气进行了控制试验和一次同化与间断同化的敏感性试验,结果表明:(1)引入该同化系统后,一次同化和间断同化试验模拟的地面沙尘浓度分布较未同化的控制试验结果更接近卫星监测,而间断同化的结果又好于一次同化;(2)一次同化试验与控制试验对单站PM10浓度的演变预报较差;(3)间断同化试验较准确地再现了单站PM10浓度的连续演变;(4)间断同化试验效果整体上优于一次同化试验。总体而言,引入沙尘同化系统在一定程度上可以提高沙尘模式对沙尘天气的预报准确率。; 赵建华李耀辉蒲朝霞刘世祥张良段海霞; 关键词：PM10浓度

1955-2011年兰州沙尘暴、浮尘天气事件发生概率的Markov模型研究被引量：4: 2013年; 依据甘肃兰州市1955-2010年沙尘暴、浮尘天气事件年变化资料,划分年强度分级,应用Markov模型对其不同强度发生概率进行分析,在此基础上预测和检验了2011年兰州沙尘暴浮尘天气事件的发生概率.结果显示:2011年沙尘暴发生的特强年、强烈年、强发生年、一般发生年和少发年的概率为[0.022,0.00,0.044,0.044,0.888],而事实上2011年发生沙尘暴0次,属于少发年,符合预测结果;2011年浮尘天气发生的特强年、强烈年、强发生年、一般发生年和少发年的概率为[0.20,0.1,0.00,0.30,0.40],而事实上2011年发生浮尘9次,介于平常年和少发年范围,符合预测结果.随着时间序列的延长,Markov模型可成为短期沙尘暴浮尘天气变化预测的有效途径.; 蔡忠兰孙宏义董海涛隆霄; 关键词：气候变化 MARKOV模型

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国家自然科学基金(40975060)