简介:干旱是一种损失最大、影响人口最多的自然灾害。陆面过程中,白天水分通常从土壤输送到植被与大气中,夜间相反,水分又部分回流到土壤中。这种水分在土壤、植被和大气之间的流动可以看作是一个回路,而构成该回路的土壤、植被和大气3个部件通过水分的纽带作用构成了一个表象上的完整开放系统,称为回路系统。由此系统可以对气象干旱、农业干旱和水文干旱进行统一研究,干旱是该系统内在矛盾运动状况的外在反映。对该回路系统的分析表明,该系统主要通过内外2个过程与温度控制过程维持。基于含水量、水分流量和热量3个物理量,给出回路各部件与系统统一的水分热动力学方程组,并给出描述无旱涝过程的正态方程与描述旱涝过程的差量方程。最后,在含水量不变、流量不变、无植被的裸地、植被覆盖密集的地方以及水分运动停止等特殊情况下对干旱进行理论分析。结果表明:(1)对于干旱半干旱地区或无植被的裸地,干旱发生与否取决于水分源差量S'的符号;(2)对于湿润区或植被覆盖度很大的地区,干旱发生与否取决于S'和W'/t的符号,其中W'/t是含水量差量的时间偏导数。随后简单讨论了干旱检测的问题。总之,以回路系统和水分热动力学方程组可以对干旱进行系统和定量研究,这对于干旱的基础理论研究、干旱模式以及干旱的预测具有重要意义。
简介:在当前中国城市化进程愈演愈烈的情形下,城市热岛冷却效应的研究对于确立城市生态环境可持续化发展的正确途径等有重要意义。采用离线城市冠层模型分析了城市冠层中街区形态和屋顶材料的变化对辐射热量、表面温度及冠层内气温的影响。研究发现:建筑物高度、宽度以及街道宽度等参数的改变对冠层各表面温度的影响较大,当街道宽度增加3m时,地面温度升高约3.5K。但是街道宽度增加,多重反射导致的辐射截陷效应减弱,墙面上更多的热量释放出去,各墙面温度降低约1.5K;冠层气温先增加,日出后降低约0.4K。屋顶材料的改变对辐射及热通量和表面温度也有较大影响,与灰色水泥屋顶相比,采用高反照率白色涂料冷却屋顶后,屋顶净辐射热量损失约380Wm?2,屋顶表面温度降低约10K。冠层内街区形态和屋顶材料对城市辐射热环境产生直接的影响。
简介:利用常规探测资料、多普勒雷达资料、高时空密度自动气象站地面观测网等实况资料,对2017年8月7日呼和浩特地区一次飑线过程进行详细分析,结果表明:(1)由于常规观测站资料时空分辨率低,数值预报难以准确描述中小尺度系统,因此在实际业务中,很难在短时预报中给出飑线的发生发展预报;(2)常规探空资料计算的CAPE值对于飑线发生潜势的指示性是非常有限的;(3)目前业务中,对飑线的预报只能通过大尺度环流背景结合加密自动气象站,以及短时临近雷达监测来实现;(4)高空槽前和东北冷涡后部的西北和偏北气流汇合南下,以及低空切变线带来的偏南气流北送,是这次飑线形成的环流背景。