“冬奧”主題國(guó)家自然科學(xué)基金資助論文選編

■ 匡鈺 張萌

（作者單位：中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院）

以“冬奧”為主題詞，在中國(guó)知網(wǎng)進(jìn)行檢索，通過(guò)人工篩選，獲得與氣象學(xué)密切相關(guān)的國(guó)家自然科學(xué)基金資助論文共計(jì)15篇，其中歸屬于D05編碼下的共有10篇，含期刊論文9篇、會(huì)議論文1篇。9篇期刊論文所關(guān)注的研究領(lǐng)域主要集中于復(fù)雜地形的氣象要素特征、觀測(cè)試驗(yàn)、預(yù)報(bào)模式的改進(jìn)與檢驗(yàn)、舉辦地的大氣污染特征等。

延慶－張家口地區(qū)復(fù)雜地形冬季山谷風(fēng)特征分析

《氣象學(xué)報(bào)》 2019年第77卷第3期

中國(guó)氣象科學(xué)研究院賈春暉等，基于2016—2017年兩年冬季的自動(dòng)氣象站逐時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)以及探空數(shù)據(jù)分析延慶－張家口一帶復(fù)雜地形的風(fēng)場(chǎng)精細(xì)化時(shí)空分布特征。結(jié)果表明，根據(jù)小風(fēng)天風(fēng)持續(xù)性日變化特征差異，可將區(qū)域內(nèi)所有站點(diǎn)分為10種類型；不同地形特征下的風(fēng)場(chǎng)、風(fēng)持續(xù)性存在明顯不同的日變化特征，山風(fēng)和谷風(fēng)相互轉(zhuǎn)化的時(shí)間也不同；晴朗小風(fēng)天實(shí)測(cè)風(fēng)反映了實(shí)際風(fēng)場(chǎng)的特征，而排除環(huán)境背景風(fēng)場(chǎng)，弱化地形動(dòng)力作用后整個(gè)冬季的局地風(fēng)作為理論山谷風(fēng)，更能反映熱力作用下的山谷風(fēng)特征。

資助信息：不同氣象環(huán)境條件下城市下墊面對(duì)降水的影響研究——以北京夏季降水為例（41605012）

研究區(qū)域10種風(fēng)持續(xù)性類型站點(diǎn)分布（不同顏色代表不同類型，色階為海拔高度）

小海坨山冬奧賽場(chǎng)氣象觀測(cè)試驗(yàn)及初步結(jié)果分析

《氣象》 2020年第46卷第9期

北京城市氣象研究院李炬等，于2017年1—3月，針對(duì)北京2022年奧運(yùn)氣象服務(wù)和保障需求，在北京延慶小海坨冬奧賽場(chǎng)周邊開(kāi)展了復(fù)雜地形綜合氣象觀測(cè)試驗(yàn)。建立了由7個(gè)自動(dòng)氣象站、17個(gè)便攜溫濕度觀測(cè)儀（HOBO）和2個(gè)綜合觀測(cè)站組成的觀測(cè)網(wǎng)，開(kāi)展了為期7 d的GPS探空加密觀測(cè)。并針對(duì)小海坨半山腰云的形成機(jī)制進(jìn)行了初步分析和討論，認(rèn)為背風(fēng)坡下沉氣流形成的懸浮逆溫層以及大范圍偏東風(fēng)水汽輸送可能是產(chǎn)生半山腰云的主要原因。

資助信息：公里級(jí)分辨模式中次網(wǎng)格地形動(dòng)力效應(yīng)參數(shù)化研究（41875123）

冬奧會(huì)小海坨山賽區(qū)邊界層風(fēng)場(chǎng)大渦模擬研究

《高原氣象》 2018年第37卷第5期

中科院大氣物理研究所劉郁玨等，針對(duì)小海坨山地區(qū)構(gòu)建在線耦合中-微尺度WRF-LES模式系統(tǒng)，采用四重單向嵌套將水平分辨率從中尺度1 km降至微尺度37 m，對(duì)發(fā)生在該地區(qū)2017 年1月13日晴天大風(fēng)個(gè)例開(kāi)展邊界層風(fēng)場(chǎng)的精細(xì)模擬。結(jié)果表明，由于LES能解析大氣湍流中部分湍渦能量，百米或更高分辨率WRF-LES能捕捉更多大氣小尺度運(yùn)動(dòng)特征，刻畫(huà)出局地流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，獲得更精細(xì)、準(zhǔn)確的近地面風(fēng)場(chǎng)信息。為實(shí)現(xiàn)精確模擬，模式需引入與水平分辨率相匹配的高分辨率地形高程數(shù)據(jù)，結(jié)合計(jì)算資源能力設(shè)置垂直網(wǎng)格距。

資助信息：復(fù)雜地形邊界層中尺度氣象與大渦模擬耦合模式研究（41705006）

2017年1月13日14:00 SRTM-LES-82試驗(yàn)不同分辨率模擬的10 m風(fēng)速水平在d4區(qū)域的分布

北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)歷史同期氣溶膠污染的高空環(huán)流特征研究

《北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》 2020年第56卷第5期

中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室繆育聰?shù)龋ㄟ^(guò)分析北京和張家口地區(qū)長(zhǎng)期地面氣象資料、氣溶膠濃度數(shù)據(jù)和探空數(shù)據(jù),研究冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)歷史同期的氣象條件和氣溶膠污染過(guò)程。結(jié)果表明, 北京和張家口兩地的氣溶膠污染過(guò)程與近地面的暖、濕和小風(fēng)條件有關(guān)，且兩地PM2.5濃度及位溫垂直結(jié)構(gòu)的變化有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)不利環(huán)流出現(xiàn)時(shí),河北南部、山西北部和內(nèi)蒙古中部等地區(qū)排放的污染物會(huì)通過(guò)輸送過(guò)程影響北京。張家口地區(qū)海拔較高,影響其空氣質(zhì)量的污染氣團(tuán)主要來(lái)自西部的上游地區(qū)。

資助信息：京津冀地區(qū)局地環(huán)流對(duì)邊界層結(jié)構(gòu)和污染物輸送的影響研究（41705002）

北京和張家口地區(qū)重污染事件在不同環(huán)流類型中的發(fā)生頻率

冬季高海拔復(fù)雜地形下GRAPES-Meso要素預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)評(píng)估

《氣象》 2012年第38卷第6期

成都信息工程大學(xué)陳超君等，利用GRAPES對(duì)2010年溫哥華冬奧會(huì)6個(gè)場(chǎng)館氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)及降水量的預(yù)報(bào)結(jié)果，采用預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、平均誤差、平均絕對(duì)誤差、Alpha Index、TS和ETS評(píng)分等統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行了較詳細(xì)的評(píng)估。結(jié)果表明：GRAPES-Meso預(yù)報(bào)相對(duì)濕度的準(zhǔn)確率最高，且隨預(yù)報(bào)時(shí)效的增加，其變化趨于穩(wěn)定。與其他模式預(yù)報(bào)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，GRAPES-Meso對(duì)復(fù)雜地形下要素預(yù)報(bào)還存在一定的不足。

資助信息：一種正交地形追隨坐標(biāo)系的理論構(gòu)建及其模擬研究（41175064）

溫哥華6個(gè)場(chǎng)館氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速的平均絕對(duì)誤差檢驗(yàn)結(jié)果

一種基于高斯模糊的復(fù)雜地形下高分辨率三維插值方法的研究與試驗(yàn)應(yīng)用

《高原氣象》 2020年第39卷第2期

中國(guó)海洋大學(xué)陳康凱等，提出了一種用于復(fù)雜地形下，綜合考慮模式地形與實(shí)際地形的精細(xì)化三維插值方法，并將該方法應(yīng)用于北京冬奧會(huì)重點(diǎn)區(qū)域的100 m高分辨率精細(xì)化溫度產(chǎn)品釋用中?；谠摬逯捣椒ǖ玫降母叻直媛梳層卯a(chǎn)品比原始數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的各類誤差均顯著減小，同時(shí)該方法還可以保證釋用產(chǎn)品的美觀性和精細(xì)化。

資助信息：復(fù)雜地形對(duì)京津冀地區(qū)降水的影響及參數(shù)化算法研究（41605031），基于深度學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)的對(duì)流新生臨近預(yù)報(bào)方法研究（41875049）

RMAPS-ST系統(tǒng)和RISE系統(tǒng)的2 m溫度時(shí)間序列及其與觀測(cè)值的對(duì)比（單位：℃）

CMA高分辨區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)支撐北京冬奧會(huì)氣象服務(wù)保障的評(píng)估分析

《氣象》2022年第48卷第2期

中國(guó)氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)中心鄧國(guó)等，在國(guó)家級(jí)區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化初值擾動(dòng)和側(cè)邊界擾動(dòng)構(gòu)建方法，針對(duì)北京冬奧會(huì)比賽時(shí)段開(kāi)展了連續(xù)試驗(yàn)，可以為賽事關(guān)注的氣象要素閾值提供概率預(yù)報(bào)產(chǎn)品，以便提前做好規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備；開(kāi)展了試驗(yàn)期間高分辨區(qū)域集合預(yù)報(bào)對(duì)主要高影響天氣過(guò)程的天氣檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，評(píng)估了高分辨集合預(yù)報(bào)對(duì)冬奧高影響天氣過(guò)程的預(yù)報(bào)能力；針對(duì)北京冬奧會(huì)賽事影響的關(guān)鍵要素開(kāi)發(fā)了能見(jiàn)度、陣風(fēng)、降水相態(tài)等概率預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

資助信息：斜壓不穩(wěn)定大氣擾動(dòng)的非地轉(zhuǎn)平流對(duì)華北夏季持續(xù)性極端暴雨中尺度過(guò)程影響機(jī)理研究（42175012）；探索多時(shí)空尺度集合預(yù)報(bào)擾動(dòng)方法減緩數(shù)值模式預(yù)報(bào)的跳躍性研究（41975137）

北京冬季奧運(yùn)會(huì)歷史同期大氣PM2.5污染特征分析

《環(huán)境科學(xué)》2022年網(wǎng)絡(luò)首發(fā)（2022-01-21）

北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院劉玥晨等，基于2015—2021年的1—3月北京市大氣PM2.5濃度與化學(xué)組成長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了2022年北京冬奧會(huì)和冬季殘奧會(huì)歷史同期的PM2.5污染態(tài)勢(shì)、化學(xué)組成特征以及潛在源區(qū)。2015—2021年的1—3月超長(zhǎng)重污染過(guò)程（連續(xù)重污染超過(guò)5 d）平均每年發(fā)生2～3次。在同時(shí)段重污染期間，PM2.5化學(xué)組成均以二次組分為主，例如在PM2.5可測(cè)組分中，2020年NO3-質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)46%，較同年清潔天（11%）顯著增加；SO42-質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%～19%，說(shuō)明當(dāng)前硫酸鹽污染仍不容忽視。北京市1—3月PM2.5主要貢獻(xiàn)區(qū)域包括內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部、河北省、天津市、山西省、陜西省、山東省中西部和河南省北部。

資助信息：氣溶膠含水量及其對(duì)有機(jī)氣溶膠氣-粒分配的影響（41875149）

基于大渦模擬的冬奧賽區(qū)風(fēng)環(huán)境精細(xì)化評(píng)估

《應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)》2022年第33卷第2期

北京城市氣象研究院劉郁玨等，以北京冬奧會(huì)延慶賽區(qū)為中心，將2009—2021年冬奧賽事月份（2—3月）天氣環(huán)流場(chǎng)進(jìn)行客觀天氣環(huán)流分型（分為93組），采用北京城市氣象研究院睿圖-大渦模式系統(tǒng)對(duì)各組的典型個(gè)例開(kāi)展37 m×37 m分辨率風(fēng)場(chǎng)模擬。利用賽道周邊12個(gè)自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示：2 m溫度、10 m風(fēng)速和風(fēng)向平均偏差分別為0.45 ℃，1.51 m·s-1，11.23°，預(yù)報(bào)技巧較高。基于分型模擬數(shù)據(jù)獲得賽場(chǎng)平均風(fēng)、極大風(fēng)分布及大風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)概率，高山滑雪賽場(chǎng)賽道起點(diǎn)平均風(fēng)速為15 m·s-1，超出影響決策點(diǎn)概率為60%，風(fēng)險(xiǎn)較大；而賽道中、后段風(fēng)險(xiǎn)較小，超過(guò)影響決策風(fēng)速概率小于2%。

資助信息：復(fù)雜地形邊界層中尺度氣象與大渦模擬耦合模式研究（41705006）

2009—2021年2—3月延慶賽區(qū)小類環(huán)流型