简介:使用UVic地球系统气候模式,在4种CO_2典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)情景下,对1800—2300年海洋环境变化及珊瑚礁周围海水环境进行模拟分析。结果表明,海洋将继续吸收大量碳,从RCP2.6到RCP8.5情景,海表温度将在21世纪末上升1.1~2.8K,pH值将下降0.14~0.42,[CO_3~(2-)]将减少20%~51%。珊瑚礁周围环境的文石饱和度(Ω)下降迅速。在工业革命前,99%的浅水珊瑚处于Ω〉3.5的外环境中,87%的深水珊瑚处于Ω〉1的海域。在21世纪末,除了RCP2.6,其他情景下均仅剩不到1%的浅水珊瑚还能被Ω〉3.5的水域包围。在RCP8.5情景下,21世纪末全球平均文石饱和线将从工业革命前的1138m水深提升到308m水深,使得73%的冷水珊瑚暴露在不饱和水域,而2300年这一比例将超过95%。
简介:为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响,建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块,研制气象-化学双向耦合器,以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS(NestedAirQualityPredictionModelingSystem)为基础,建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF(WeatherResearchandForecastingModel)的双向耦合模式(WRF-NAQPMS)。利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京-天津-河北地区一次秋季严重灰霾过程。结果表明,考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物(PM2.5)浓度与观测结果更为一致。灰霾期间,气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素,北京-天津-河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25%,2m高度的温度平均下降1℃,湍流动能下降20%,10m高度的风速降低超过0.2m/s,边界层高度下降25%,使得边界层大气更加静稳,进而造成了重污染地区污染进一步加剧,如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30%。分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制,采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程。
简介:利用中尺度气象模式模拟了特殊地形下的气象变化特征,通过CALPUFF模拟了大气环境风险事件的精细化扩散特征。结果表明:西宁市地面风特征与河谷地形走向基本一致,典型风场表现为湟水河谷盛行西北和东南风,北川河谷则多为偏北风。青藏高原昼间强烈的山坡辐射增热和夜间冷却效应致使低空出现逆温层频率高,全年逆温的频率约为36%,最高逆温强度达每百米增温2.0℃以上,不利于污染物在垂直方向的扩散,河谷剖面模拟温度场的结果显示相同高度山坡附近比河谷中心的温度大约高1.5℃。CALPUFF在西宁市大气环境风险模拟结果中能清楚描绘出污染物沿河谷输送与扩散的初始状况和细致分布,同时出现山体对烟团的阻碍效应、烟团因流场在山脊处形变以及山谷风环流影响等非定常扩散现象,扩散轨迹符合复杂地形和气象条件影响的特征和规律,模拟结果对准确预估大气环境风险事件在复杂地形和气象条件下城市中的扩散特征、影响范围和程度具有重要意义。
简介:氚(3H)作为一种重要的被动示踪物,经常被用于研究海洋中的物理过程及评估海洋环流模式的模拟性能。使用一个全球海洋环流模式(LICOM)来研究氚在海洋中的分布、存储和输送。模拟的全球氚通量表明,1975年之前氚主要由海气交换输入海洋,特别是在1963年,氚的气体交换输入约为降水输入的2.5倍,1975年之后两种方式的氚输入通量都大幅减少。比对GEOSECS(GeochemicalOceanSectionsStudy,1972~1978年)和WOCE(WorldOceanCirculationExperiment,1989~1995年)大洋观测计划期间的观测资料发现,我们的模式很好地模拟出了氚的海表分布、水柱总量、经向分布以及次表层的高值信号,主要缺点在于模拟的氚向深层的穿透不足,特别是在全球的两个副热带地区,表现尤为明显,氚输入函数的不确定性和模式物理场描述的不足可能是造成误差的主要原因。模式给出的海洋中氘储存总量的结果与基于观测得到的结果比较吻合,如北太平洋海区:19731974年模拟结果约为20.4妇,相同期间观测估计值为21.1±4.7kg,1989~1995年模拟结果为20.7蝇,相同期间观测估计值为23.4±2.0kg。氚在等密度面上高低纬的侧向通风明显,模式成功模拟出氚从中高纬的海表进入,沿等密度面向低纬的次表层输送,又经大洋环流和扩散分别向南半球和高纬输送的过程。
简介:利用NCEP/NCAR再分析资料和MM5模拟分析了2010年冬季辽宁中部城市严重灰霾天气时天气系统特征,应用CALPUFF模拟灰霾天气和2010年冬季沈阳、辽阳及本溪日平均PM10浓度分布。结果表明:500hPa位势高度场,辽宁处于弱暖脊的位置;850hPa位势高度场辽宁受辐散及下沉气流的影响,地面风场的风向不一致,多受辐散气流影响。在垂直剖面风场,地面上方有明显的位涡高值上升区,高度较低。地面至高空的温度廓线表明,低空有明显的逆温,逆温层顶的高度较低。2010年12月19—21日沈阳、辽阳和本溪PM10浓度分布向偏东、西北及东南方向发散,主要受地面风向影响。整个冬季平均PM10浓度分布向偏南方向发散。
简介:利用2006~2014年鲁西南地区菏泽、曹县和济宁3个国家级农业气象观测站气象及物候观测资料,采用国际上流行的ForcTT积温模型模拟了当地常见、广泛分布的9种木本植物和4种草本植物展叶始期和开花始期的最佳积温开始日期和基础温度。结果表明:(1)模拟的木本植物展叶始期的最佳积温累积开始日期主要为1月1日,最佳基础温度主要为1℃。开花始期模拟的最佳积温累积开始日期不同木本物种差异较大,开花期较早(3月)的毛白杨、旱柳和榆树的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃,开花期集中在4~6月的物种的最佳积温累积开始日期为3月1日,基础温度在3~5℃之间,开花期最晚(7月)的槐树的最佳积温累积开始日期为4月1日,基础温度为4℃;(2)就草本植物而言,展叶期较早(2~3月)的车前、苍耳和芦苇模拟的最佳积温累积开始日期为1月1日,最佳基础温度为1~2℃,展叶较晚(4月)的莲模拟的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃。开花期较早(4~6月)的车前和苍耳其开花始期模拟的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃,开花较晚(7~9月)的莲和芦苇模拟的最佳积温累积开始日期为4月1日,最佳基础温度分别为-1℃和2℃;(3)展叶始期和开花始期模拟的平均误差在2d左右。由此可知,无论是木本植物还是草本植物,ForcTT积温模型对展叶和开花始期的模拟效果均较好,预测值和观测值间的相关系数普遍在0.90以上,达高度相关。