关中盆地近地面风场和大气输送特征分析
发布时间：2021-06-06 17:49
利用2017年151个地面气象站的逐时观测数据和相关高空资料分析关中盆地近地面风场与输送特征。首先分析盆地内代表性站点的风速和风向观测事实,然后用CALMET风场诊断模式和轨迹计算模式获取当地逐小时风场和每日逐小时传输轨迹,分析风场类型。结果表明:关中盆地内日平均风速约1～3 m s-1,夏季风速高、秋冬季低;盆地中央的主导风向以沿地形走向的东北风和西南风为主,盆地四周测站的主导风向表现出顺着地形向盆地中央汇流的趋势。各站主导风向的季节变化不大。盆地内风场分为系统控制型、弱天气背景型和局地环流型3类,全年出现日数比例分别占8%、17.3%和74.7%。以山谷风日夜循环为特征的局地环流型风场最多。以西安城区为源点的大气输送轨迹显示,系统控制型风场以偏东北方向的输送为主,弱天气背景型和局地环流型风场的轨迹输送都大致以偏东北和偏西（以及偏西南）沿盆地走向以及偏东南朝向秦岭山地这三个方向为主。局地环流型的轨迹影响范围小,集中于盆地中央和南侧山地之间,表明这是一种不利于污染扩散的风场类型。
【文章来源】：气候与环境研究. 2020,25(06)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5个代表站分别在（a）春季、（b）夏季、（c）秋季和（d）冬季的风玫瑰图。灰色部分为风速，风玫瑰图的圆圈范围代表风向频率是10%
山谷盆地等复杂地形的气象条件与具体地形特征密切相关。实际地形走向、相对高差、位置错落等千差万别，使山地气象条件各有特色。即使在很小的水平范围内，气象、气候条件也会很不相同（Lutgens and Tarbuck,2013）。复杂地形的大气边界层和污染过程更是研究的难点（Chow et al.,2013）。美国早年开展“复杂地形大气研究”（ASCOT）计划，大大增进了对山地大气输送与扩散性质的了解（Dickerson and Gudiksen,1983;Clements et al.,1989）。其后Whiteman(2000）系统总结之前的研究成果，全面描述山谷地形环流及其热力结构。山地边界层湍流特性、边界层与地形风的相互作用以及山地边界层大气与上层自由大气的交换作用等进一步成为关注的课题（Rotach and Zardi,2007）。近年一些特殊气象过程与现象，如盆地地形的冷池效应（cold-air pool）对空气污染的影响也受到广泛重视（Dorninger et al.,2011;Lareau et al.,2013）。我国山地分布很广，但山地气象的研究针对大地形影响（如青藏高原）较多，对其他许多富有地方特色的情况了解仍很不足。关中盆地也是这样，已有文献的结果较为零散，甚至对于污染过程最为重要的近地面风场和输送特性也缺乏系统的分析。这与当地大气污染防治的现实需求是不相适应的。本文用当地实际气象观测资料，结合数值模式进行长时间的风场和轨迹分析，揭示风场类型和季节变化以及盆地内污染物的可能输送形态。2 模式、资料与方法
各季系统控制型风场均以盆地内的偏西南风最为常见。如图3a可见，该个例的西北来流受盆地南侧秦岭山脉阻拦，在盆地内转为系统性的偏西南气流。这一天，以模式中心（对应西安城区位置）为原点逐时出发的24条轨迹都沿地形的走向快速从盆地东北部出口离开（图3b）。少数情况下系统控制型风场也会以翻越山地的形式出现（如图3c）。这是夏季西北系统风的例子。虽然盆地南侧的秦岭山地也对流动有明显的阻拦、扰动作用，整体风场却保持着向东南的流动态势。这一天的轨迹也基本维持向东南的方向，而且有多条轨迹的确跨越了东南山地（图3d）。3.2.3 弱天气背景型风场特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WRF/CALMET的关中盆地中部典型风场模拟[J]. 张侠,程路,王琦,吴琼. 陕西气象. 2019(04)
[2]西安地区一次重污染过程的气象条件及轨迹分析[J]. 杨晓春,杜萌萌,吴其重,程龙,毕旭,翟园. 干旱气象. 2016(03)
[3]关中地区低能见度事件变化特征分析[J]. 胡琳,王琦,张文静,陈建文,曹红丽. 干旱区地理. 2016(01)
[4]陕西省关中地区霾天气时空分布特征[J]. 周辉,权文婷,赵青兰. 陕西气象. 2015(04)
[5]西安雾区垂直结构气象要素特征分析[J]. 王雯燕,曹红丽,张颖梅,杭崇星,王夏. 甘肃科学学报. 2014(03)
[6]西安城区大雾气候特征分析[J]. 王雯燕,张颖梅,曹红丽,王夏. 陕西气象. 2014(03)
[7]1960—2012年西安地区雾霾日数与气象因素变化规律分析[J]. 王珊,修天阳,孙扬,孟小绒,徐军昶. 环境科学学报. 2014(01)
[8]海南岛地区大气输送和扩散特征的数值模拟[J]. 张振州,蔡旭晖,康凌,吴彬贵. 环境科学学报. 2014(02)
[9]珠江三角洲区域大气扩散和输送特征诊断分析[J]. 何启超,蔡旭晖,宋宇,胡敏. 北京大学学报(自然科学版). 2013(06)
[10]西安大气SO2/NOx污染时空变化的分析[J]. 孙根年,吴晓娟,周立花. 干旱区资源与环境. 2006(05)
本文编号：3214860
【文章来源】：气候与环境研究. 2020,25(06)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5个代表站分别在（a）春季、（b）夏季、（c）秋季和（d）冬季的风玫瑰图。灰色部分为风速，风玫瑰图的圆圈范围代表风向频率是10%
山谷盆地等复杂地形的气象条件与具体地形特征密切相关。实际地形走向、相对高差、位置错落等千差万别，使山地气象条件各有特色。即使在很小的水平范围内，气象、气候条件也会很不相同（Lutgens and Tarbuck,2013）。复杂地形的大气边界层和污染过程更是研究的难点（Chow et al.,2013）。美国早年开展“复杂地形大气研究”（ASCOT）计划，大大增进了对山地大气输送与扩散性质的了解（Dickerson and Gudiksen,1983;Clements et al.,1989）。其后Whiteman(2000）系统总结之前的研究成果，全面描述山谷地形环流及其热力结构。山地边界层湍流特性、边界层与地形风的相互作用以及山地边界层大气与上层自由大气的交换作用等进一步成为关注的课题（Rotach and Zardi,2007）。近年一些特殊气象过程与现象，如盆地地形的冷池效应（cold-air pool）对空气污染的影响也受到广泛重视（Dorninger et al.,2011;Lareau et al.,2013）。我国山地分布很广，但山地气象的研究针对大地形影响（如青藏高原）较多，对其他许多富有地方特色的情况了解仍很不足。关中盆地也是这样，已有文献的结果较为零散，甚至对于污染过程最为重要的近地面风场和输送特性也缺乏系统的分析。这与当地大气污染防治的现实需求是不相适应的。本文用当地实际气象观测资料，结合数值模式进行长时间的风场和轨迹分析，揭示风场类型和季节变化以及盆地内污染物的可能输送形态。2 模式、资料与方法
各季系统控制型风场均以盆地内的偏西南风最为常见。如图3a可见，该个例的西北来流受盆地南侧秦岭山脉阻拦，在盆地内转为系统性的偏西南气流。这一天，以模式中心（对应西安城区位置）为原点逐时出发的24条轨迹都沿地形的走向快速从盆地东北部出口离开（图3b）。少数情况下系统控制型风场也会以翻越山地的形式出现（如图3c）。这是夏季西北系统风的例子。虽然盆地南侧的秦岭山地也对流动有明显的阻拦、扰动作用，整体风场却保持着向东南的流动态势。这一天的轨迹也基本维持向东南的方向，而且有多条轨迹的确跨越了东南山地（图3d）。3.2.3 弱天气背景型风场特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WRF/CALMET的关中盆地中部典型风场模拟[J]. 张侠,程路,王琦,吴琼. 陕西气象. 2019(04)
[2]西安地区一次重污染过程的气象条件及轨迹分析[J]. 杨晓春,杜萌萌,吴其重,程龙,毕旭,翟园. 干旱气象. 2016(03)
[3]关中地区低能见度事件变化特征分析[J]. 胡琳,王琦,张文静,陈建文,曹红丽. 干旱区地理. 2016(01)
[4]陕西省关中地区霾天气时空分布特征[J]. 周辉,权文婷,赵青兰. 陕西气象. 2015(04)
[5]西安雾区垂直结构气象要素特征分析[J]. 王雯燕,曹红丽,张颖梅,杭崇星,王夏. 甘肃科学学报. 2014(03)
[6]西安城区大雾气候特征分析[J]. 王雯燕,张颖梅,曹红丽,王夏. 陕西气象. 2014(03)
[7]1960—2012年西安地区雾霾日数与气象因素变化规律分析[J]. 王珊,修天阳,孙扬,孟小绒,徐军昶. 环境科学学报. 2014(01)
[8]海南岛地区大气输送和扩散特征的数值模拟[J]. 张振州,蔡旭晖,康凌,吴彬贵. 环境科学学报. 2014(02)
[9]珠江三角洲区域大气扩散和输送特征诊断分析[J]. 何启超,蔡旭晖,宋宇,胡敏. 北京大学学报(自然科学版). 2013(06)
[10]西安大气SO2/NOx污染时空变化的分析[J]. 孙根年,吴晓娟,周立花. 干旱区资源与环境. 2006(05)
本文编号：3214860
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3214860.html
