摘要：介绍了低空风切变识别的研究情况,提出了一种基于激光测风雷达的机场低空风切变识别算法,针对性设计了重点监测区域和告警方式;并于2016年春季和2018年春夏季,在气候、地形复杂度不同的多个机场进行低空风切变监测试验,通过分别与国外某型激光测风雷达以及同时段航空器报告结果做对比,评估本文算法的切变识别能力。试验结果表明,本文算法可以有效监测到激光测风雷达探测范围内的低空风切变,命中率可达88%以上。

摘要：基于成都市2013年6月至2014年2月Mie散射激光雷达探测数据的分析表明,混合层顶附近大气消光系数自下而上均存在显著下降区、整体缓变区以及二者之间的过渡区.利用logistic曲线对上述变化特征进行拟合,通过计算该曲线曲率最大值对应的高度,据此提出识别混合层高度的新方法.该方法的设计思想符合混合层的定义,即为湍流特征不连续界面以下湍流充分发展的气层;另外,相应的计算结果不仅和探空曲线得到的混合层高度总体一致,也与地面细颗粒物浓度的变化特征保持高度的相关.

摘要：中间层大气温度及时空演变特征对研究青藏高原中高层大气动力、热力学结构具有重要的科学意义。利用大气物理研究所设计建造的MARMOT激光雷达对青藏高原地区中层大气温度进行探测。介绍了MARMOT激光雷达的瑞利测温原理、系统构成及主要功能参数;并利用格尔木夏季大气温度的激光雷达探测资料分析该地区中间层大气温度,并与MSIS-00大气模式和SABER卫星数据进行对比分析,获得了夏季格尔木地区中间层大气温度的初步结果,并对激光雷达的温度数据进行验证。结果表明:MARMOT激光雷达探测温度与MSIS-00模式和SABER卫星结果整体上均具有较好的一致性;在上中间层和低中间层,激光雷达均比MSIS-00模式值、SABER卫星数据偏高;在中中间层,激光雷达与卫星数据均略低于模式值。

摘要：阴阳网格上的质量守恒算法对于阴阳网格在全球模式构建和应用具有重要意义,是模式长期稳定积分和保证计算效果的重要性能指标。本研究在已有的质量均匀分布假定下阴阳网格守恒强迫算法的基础上,构建网格内质量的双线性分布和边界通量线性分布的质量守恒强迫算法,以提高阴阳网格平流计算的精度和模式积分的稳定性。运用CIP-CSLR平流方案对通量形式平流方程数值求解,分别通过"余弦钟"平流试验、正弦波试验和变形流试验对质量双线性分布、边界通量线性分布的新方案与质量和通量均匀分布的原方案进行了对比,标准化误差和标量场分布均表明新方案可有效提高阴阳网格守恒算法的计算效果,且计算负担没有明显增加,具有较好的实用价值。

摘要：推进教学信息化和数字化并建立优质金课是加快建设教育强国的重要部署。本文以大气科学核心课程《大气物理学》为例,介绍了基于虚拟仿真实验的线上线下混合式课程设计,以期推进线上线下混合式课程教学模式在其他相关专业和课程中的应用。

摘要：在大气科学专业课教学中引入虚拟仿真技术,不仅使得复杂的大气过程变得更为生动具体,提高了学生学习的主动性,并且可以降低实验成本,消除了实验的时间和空间局限。本文以大气物理学中大气长法观测实验为例,介绍了虚拟仿真实验的设计目的、原理和操作过程,以期推进虚拟仿真实验在其他课程和专业中应用,提高学生综合实践能力。

摘要：不同初始值对多年冻土水热过程的模拟有着深刻的影响。本文利用青藏高原三江源多年冻土区西大滩站观测数据,驱动通用陆面模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对该站多年冻土进行为期14个月的模拟研究。设计三组试验,检验CLM4.5模式对多年冻土模拟性能,探究不同初始土壤温度、液态水含量以及含冰量对模拟结果的影响,并对土壤初始含冰量的计算进行改进,提高了模式对多年冻土水热过程的模拟。通过对比土壤含冰量模拟值,液态水含量和土壤温度观测值与模拟值,结果表明:(1)初始土壤温度、液态水含量会通过影响初始土壤含冰量进而影响CLM4.5模式对多年冻土水热过程的模拟。(2)CLM4.5默认初始土壤温度、液态水含量时,计算出的初始含冰量为0 m^(3)·m^(-3),这使得模式不能准确模拟出多年冻土的特征。在2015年11月上旬至2016年8月上旬土壤含冰量大于0.01 m^(3)·m^(-3),其余时段土壤含冰量几乎为0 m^(3)·m^(-3);整层土壤液态水含量从冬季开始减少,春季开始增加;土壤温度在2.8 m以下全年大于0℃,0~2.8 m呈现“冬冻夏融”的季节性冻土特征。(3)修改初始土壤温度和液态水含量为观测值后,模拟结果呈现多年冻土特性。在1.8 m以下土壤含冰量常年大于0.01 m^(3)·m^(-3);在0~1.0 m土壤液态水含量冬季开始减少,春季开始增加,在1.0 m以下土壤液态水含量常年维持在0~0.01 m^(3)·m^(-3);2.8 m以下土壤温度常年低于0℃,活动层厚度约2.8 m,高估约115.4%。(4)在修改默认值为观测值的基础上,进一步修改初始含冰量的计算,使得模拟的含冰量整体增加。在1.1 m以下土壤含冰量常年大于0.025 m^(3)·m^(-3);在秋季和夏季0~2.3 m土壤液态水含量有所增加,与观测值偏差进一步缩小,2.3 m以下常年维持在0~0.1 m^(3)·m^(-3);活动层厚度减小到1.7 m,高估约30.8%,各层土壤温度模拟偏差较前两组试验均明显改善。

摘要：Fortran语言程序设计作为一门简洁高效的计算机高级编程语言,在大气科学专业中被广泛使用。文章在充分厘清了Fortran语言程序设计传统教学中存在的短板弱项后,从教学设计、教学方式及专业融合三个方面提出了针对性的建议,旨在激发学生对该课程的学习兴趣,加强学生的上机实践,加速相关专业课的有效融合,以期为大气科学专业学生以后顺利开展业务科研工作打下坚实基础,同时也为高等院校涉及计算机程序设计的其他专业进行类似的教学改革提供借鉴和参考。

摘要：选用由美国国家环境预报中心NCEP和美国国家大气研究中心NCAR联合开发的新一代中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式,采用两重网格单向反馈嵌套的方法对扎陵湖和鄂陵湖区域的大气边界层特征进行数值模拟,并把湖泊水体下垫面替换为草地下垫面以设计另一组去除湖泊的敏感性试验与有湖的模拟结果进行对比。结果发现,WRF模式能较好地模拟出2 m高度温度、感热和潜热的日变化特征。扎陵湖和鄂陵湖在白天(夜晚)具有很好的降温(保温)作用,表现出明显的冷(暖)湖效应,进而在湖-陆间产生温度差。这样的温度差异会影响局地风场,白天在扎陵湖和鄂陵湖的中心区域分别有强度为1.0 m·s^(-1)和0.5 m·s^(-1)的下沉气流。而周围地区的上空出现了强度达到2.5 m·s^(-1)的上升气流。扎陵湖和鄂陵湖对感热和潜热的影响均有显著的日变化,扎陵湖和鄂陵湖使得白天湖面感热和潜热值低于周围陆地,而夜晚两湖对感热和潜热的影响与白天相反。对大气边界层高度而言,白天由于扎陵湖和鄂陵湖有效降低了湖区上空的大气边界层高度,而夜晚扎陵湖和鄂陵湖对大气边界层高度的影响不明显。

摘要：本文用GRAPES_Meso中尺度区域模式模拟了2015年8月2—4日的一次华北锋面带状降水过程,在模拟结果与实况比较吻合的情况下,用高分辨率模式输出资料对降水过程中的对流稳定度、惯性稳定度和条件性对称不稳定(CSI)进行了分析,并诊断出降水过程中的条件性对称不稳定区域。个例分析的结果表明:(1)带状降水过程中CSI的发展伴随着对流不稳定的减弱和惯性不稳定的增强。(2)根据不稳定量的变化情况,把降水过程分为3个阶段:在第一个阶段,降水区域上空-?θ_e/?p<0,降水主要受对流不稳定的影响;在第二个阶段,对流不稳定、惯性不稳定与CSI发展增强,此阶段的降水受3种不稳定量的影响;在第三个阶段,3种不稳定能量均逐渐减弱,但仍然影响着降水的持续。(3)发展旺盛阶段的CSI在平面上呈带状分布,与雨带、对流不稳定区域平行,在剖面上CSI主要活跃在对流层低层。(4)用湿位涡结合对流稳定度与惯性稳定度诊断CSI区域的方法比M-θ_e剖面图方法更准确有效。