国家自然科学基金(41371222)
- 作品数：13 被引量：31H指数：3
- 相关作者：赵巧华王玲任妍秦泉魏瀛珠更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学苏州市气象局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项江苏省“青蓝工程”基金更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程水利工程生物学更多>>
- 太湖梅梁湾下行漫衰减系数的Monte Carlo模拟及分析
- 2017年
- 漫衰减系数常用于计算水体浑浊度和划分水体等级,是水中生物进行光合作用等生态过程中的重要参数。本文假设水体固有光学特性(IOPs)不随垂直剖面变化,水体表面为镜面。通过Monte Carlo方法模拟追踪光子在水中的运动过程,统计大量光子在不同深度上的能量分布,计算出下行漫衰减系数Kd值。结果表明:在450 nm,550 nm和650 nm波长处模拟的Kd值基本上小于实测Kd值,对应后向散射概率为3%的散射相函数模拟的相对误差最小,适合用于构建太湖水体的Kd值反演模型。进一步分析入射天顶角、b/a值对Kd值变化的影响,结果发现:在b/a较大的情况下,散射相函数成为影响Kd值变化的主要因素。当b/a值大于9时,入射天顶角从10°变化到80°时,Kd值的变化率小于10%,可忽略入射天顶角的变化对Kd值的影响。利用单一散射相函数模拟不同波长处的Kd值,发现悬浮颗粒物浓度较高且以无机颗粒物为主体时,450—550 nm内模拟值大于实测值,550—650 nm内则相反,说明随着波长的增加,水体中颗粒物的散射呈现出前向散射减弱、后向散射增强的变化趋势。在反演不同波长处的Kd值时需考虑到散射相函数的光谱变化所造成的误差。
- 姜勃赵巧华
- 关键词：MONTE数值模拟漫衰减系数
- 长三角城市群冬季一次重污染天气过程分析被引量：7
- 2019年
- 利用NCEP/NCAR和FNL再分析资料,并结合长三角城市群地面气象观测数据,探讨了2014年1月18日~25日长三角城市群一次重污染天气过程的气象成因以及污染物路径分析。结果表明,污染期间随着相对湿度和PM2.5浓度的升高,大气能见度明显降低。2014年1月影响我国的东亚冬季风势力偏弱,导致重污染期间冷空气活动偏弱;此外,垂直方向上出现逆温,限制垂直运动的发生、发展。上述因素有利于长三角地区污染物在近地面层堆积,导致重污染天气的发生发展。污染物从温度高的地方向温度低的地方扩散。低空气温低时,不易形成对流,促使污染物在长三角地区堆积。HYSPILT模式模拟显示污染物主要来自山西、河北一带,以平流和弱辐散的方式向长三角地区输送。大气化学模式WRF-Chem可较好地模拟出PM2.5浓度的变化过程,可用作长三角城市群重污染天气预报的业务模式。
- 刘玲赵巧华汪靖
- 关键词：长三角城市群PM2.5浓度
- 太湖水体势能异常及水体层化的特征及其机制
- 2014年
- 大型浅水湖泊的水体势能异常和层化对水生生态环境演变、局地天气及气候系统有着重要的影响。基于2009年8月11—22日和3月17—28日的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常和表层混合层深度的变化规律及其机制。结果表明:太湖水体势能异常呈现明显的日变化特征,晚间水体势能异常消失,而白天逐步凸现出来;水—气之间的热量交换是影响水体势能异常和水体层化程度的关键性因子;夏季水体势能异常和层化程度远强于春季,其主要原因是夏季风场引起的混合作用比春季弱,而夏季水—气热量交换对水体势能异常的增强作用比春季强;水体势能异常程度与表层混合层深度存在显著的指数关系。
- 赵巧华秦泉杭蓉蓉王玲
- 关键词：太湖
- 垂向湍流扩散和光耦合对下沉藻增长的影响——基于内陆混浊湖泊(太湖)分析被引量：2
- 2019年
- 在假设温度恒定?弱化营养盐限制作用的条件下,利用太湖背景漫射衰减系数?日变化太阳辐射等数据,通过下沉藻生长与水环境相结合的耦合模型,模拟下沉藻增长过程中垂向湍流扩散和光之间的耦合.结果表明:在相对清洁水体中(背景漫射衰减系数小于1.1/m),下沉藻类无需垂向湍流扩散均可维持增长;混浊水体中(背景漫射衰减系数介于1.1～3.0/m)下沉藻类增长需垂向湍流扩散维持,且最低垂向湍流扩散值随背景漫射衰减系数增大而增大,二者间存在指数函数关系;最低垂向湍流扩散(D)?水深(z)与藻类下沉速度(v)间的佩克莱数应位于0.38～13.89,否则垂向湍流扩散对比其他因素(藻类沉降和光衰减),对水柱中下沉藻类的增长的作用甚小;当背景漫射衰减系数大于3.0/m,水柱平均光能可能难以满足藻类增长,藻类持续消亡.该研究有助于厘清气候变化背景下水生生态系统中的浮游植物种群演替机制.
- 周妍赵巧华刘鹏
- 2021年5月宿迁市一次暖区强降水过程的诊断分析
- 2021年
- 2021年5月14—15日宿迁地区强降水过程具有短时雨强大、强降水持续时间短的特点。本文利用自动观测站逐时常规地面资料、MICAPS高空资料、NECP FNL 1°×1°逐6小时的全球再分析资料、雷达回波、卫星云图资料,从水汽、动力、热力不稳定以及雷达卫星等方面对此次降水过程进行了诊断分析。结果表明:影响宿迁地区的弓形回波自西南向东北推进,强度高达57 dBZ,加上雨滴的拖曳作用产生的下击暴流,给该地区带来大风和强降水天气;宿迁地区处于切边线南侧西南暖湿流场中,随着高空冷涡甩下的冷空气侵入,冷暖气流交汇,产生暖切变型短时强降水;低层辐合、高层辐散的形势,加上底层高能高湿的配置,有利于不稳定能量的释放,导致强降水的发生。
- 刘玲徐昝敏殷华仲杰邵月红
- 关键词：物理诊断雷达回波
- 太湖湍流动能耗散率的廓线分布及其可能机制
- 2019年
- 湍流不仅是导致物质、动量等在水气交界面的交换、水柱内部输送的关键过程,也是促进浅水湖泊中底泥再悬浮及水生生态系统演变的驱动力;其中湍流动能耗散率(ε)不仅是描述湍流动能变化的关键物理量,也是刻画水体中湍流产生机制的关键过程.基于2017年10月29日—11月2日位于太湖梅梁湾采集的高频三维流速廓线和水温廓线观测资料,结合东山气象站同期的风场和辐射等气象资料,探讨太湖中ε的分布特征及其变化的可能机制.结果表明,0.7 m深度以下水平方向上ε介于10^-8~10^-7 m^2/s^3之间,比垂直方向大一个数量级左右.尽管大型浅水湖泊几何深度浅,但其ε的深度廓线依然存在典型的3层:ε随深度递减的风浪直接作用层,深度从水面至1.0 m左右;ε基本不随深度变化的常数层,分布区间为水深1.0~1.9 m;随后是ε随深度递减的底边界混合层.热力分层的强弱(垂向温差)、位置对常数层和底部边界中ε的贡献显著,甚至造成ε的常数层起始深度下移.本研究有利于进一步理解大型浅水湖泊的动力学过程及其对水生生态系统演变的驱动效应.
- 赵巧华刘鹏陈纾杨周妍王健健汪靖
- 关键词：湍流太湖
- 夏季太湖水体势能异常的空间分异特征及其机制被引量：1
- 2015年
- 基于2013年6月7日～8月28日在大浦口、梅梁湾、避风港、平台山及小雷山附近湖体中获取的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常的空间特征及其可能机制.结果表明：太湖水体势能异常不仅存在日变化,而且呈现明显的空间差异：湾区附近的梅梁湾和避风港,较易形成相对稳定的水体层化,且可能维持多天;而位于西岸的大浦口、湖心区的平台山及湖南部的小雷山区域的水体势能异常呈典型的日分层现象,即白天可能形成层化,晚间基本消失.水体获得的热量存在空间差异,但差异度较小,而动力混合作用的空间差异明显.动力混合作用的空间差异是造成水体势能异常或层化空间分异的主要成因.
- 赵巧华杭蓉蓉王玲秦泉
- 关键词：太湖空间分异热力作用
- 垂向湍流、温、光对浅水湖泊下沉藻类垂向分布的影响被引量：2
- 2021年
- 垂向湍流、温、光等是影响藻类生长和垂向分布的关键因素。基于大型浅水湖泊(太湖)的背景物理场(辐射、水深、水温和消光等),利用藻类生长-扩散模型的敏感性试验,探讨物理过程对浅水湖泊中下沉藻的垂向分布的影响机制。水温是次表层叶绿素峰值(Subsurface Chlorophyll Maxinmum:SCMax)或谷值(Subsurface Chlorophyll Minimum:SCMin)形成的限制性条件;当水温大于阈值时,随深度的增大,过强光能抑制藻类的生长转变为弱光限制藻类的生长是SCMax形成的关键;垂向湍流的裹挟作用是弱化SCMax强度的关键过程。该研究有利于厘清物理过程对藻类群落演替的作用机制,强化对水生态系统的修复效果。
- 赵巧华徐嘉刘玲王健键
- 关键词：湍流
- 太湖真光层深度谱的分布特征及其介质影响探究被引量：3
- 2016年
- 基于2010年5月份全湖28个站点分层测量的水体下行辐照度以及各光学介质（有机悬浮物LOI、无机悬浮物ISS、叶绿素a Chl-a）浓度的实测数据,本文运用岭回归分析法,分析了不同湖区5月份真光层深度谱的分布特征及其影响因素.结果表明整个有效光合辐射范围内,3种因素对真光层深度的贡献均为负,ISS浓度是真光层深度的主要贡献因子,贡献率达0.48-0.62;其次为LOI浓度,贡献率为0.34-0.45;Chl-a浓度的贡献最小,贡献率为0.05-0.09.675 nm处,ISS的贡献具有谷值,Chl-a与LOI的贡献却为峰值;520-650 nm处Chl-a贡献值保持低值.此外,按各采样点的真光层深度谱分布的线型向量空间余弦相似度（cosine）进行分步聚类（Ascending Hierarchical）,将全湖分为二类,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾以及胥口湾以北区域为第一类,其余区域为第二类.结合全湖所有采样点的各介质浓度数据,发现第一类采样点LOI与Chl-a的相对浓度大于第二类,此两类介质浓度凸显了650 nm、675 nm处真光层深度谱分布曲线的波谷特征.
- 赵巧华王玲杭蓉蓉
- 关键词：太湖真光层深度悬浮物浓度
- 1971～2013年我国四季开始日期及生长期长度的变化特征分析被引量：9
- 2017年
- 利用中国气象局国家气象信息中心提供的中国584个气象站点1971~2013年的逐日气温数据,采用线性倾向估计和经验模态分解(EMD)等方法,以地理信息系统为数据处理平台,分析我国43年来四季起始日以及生长期的变化特征。结果表明:新疆、云南和四川地区的四季起始日变化呈现明显的南北差异;全国大部分地区春、夏季起始日提前,春季比夏季提前趋势更明显,江苏、安徽、湖北大部和云南北部春季提前显著,提前率为4.1~7.2 d/10 a;夏季提前的区域更广,新疆东部、甘肃西部、华南大部和云南南部夏季提前显著,提前率为2.9~4.6 d/10 a;全国大部分地区秋、冬季起始日推迟,秋季比冬季推迟的范围更大,新疆南部和四川西部秋季推迟明显,推迟率为4.4~8.6 d/10 a;冬季推迟趋势更显著,新疆东南部和青海大部冬季推迟明显,推迟率为4.7~13.8d/10 a;全国各地区生长期均有延长,最显著的是云川交界处和新疆东南部地区,延长率为20.1 d/10 a。EMD和线性倾向估计的结果基本一致,但EMD得到的春季起始日推迟地区的范围更大,夏、秋、冬季起始日以及生长期的变化趋势更显著。
- 任妍赵巧华
- 关键词：生长期气候趋势系数
