高原气象
论文
- 一次高原低涡过程的数值模拟与结构特征分析
- 宋雯雯-;李国平-*
- 2011 Vol. 30 (2): 267-276.
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利用非静力中尺度数值模式MM5, 模拟了2009年7月29~31日的一次高原低涡过程, 结果表明, TBB卫星资料显示出在低涡发展过程中具有同热带气旋类低涡相似的涡眼结构。MM5模式能较好地模拟出低涡的降水落区、 强度以及内部结构, 正位涡区随着低涡的东移而东移。在动力结构上, 低涡发展过程中, 涡心处散度和涡度的变化不大, 垂直速度由上升运动变为下沉运动。涡眼处涡度的垂直分布与位涡较一致, 即涡心位于一个倒Ω型的区域内, 两侧各有一个正涡度(正位涡)柱; 涡心从低层到高层有辐散下沉运动; 在热力结构上, 涡区为“南暖北冷”结构, 涡眼位于相当位温垂直剖面上的相对低值区。
- 青藏高原东北部MODIS地表温度重建及其与气温对比分析
- 柯灵红-;王正兴*;宋春桥-;卢振权
- 2011 Vol. 30 (2): 277-287.
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通过遥感获取地表温度(地温, LST)可以弥补气象站LST数据局地性的不足。但受某些因素影响, 遥感LST影像存在噪音像元, 影响了LST数据的应用。本文提出了一种基于高程-温度回归关系的空间重建算法, 对2008年青藏高原MODIS LST影像异常低值像元进行了重建, 得到空间完整的LST时间序列。分别将原始LST和重建LST与研究区62个气象站最高气温进行对比分析, 结果表明, 重建前后LST与最高气温一致性很好, 相关系数分别为0.88和0.91, 各气象站平均相关系数达到0.898, LST一般高于气温, 平均偏差为6.98 ℃。地气温差与海拔、 土地覆盖、 季节和噪音水平有关。海拔越高, 地气温差越大; 植被覆盖越好, 地气温差越小; 温度越高, 温差越大。研究还发现, 重建后的数据在森林覆盖区仍然残留噪音, 这需要结合LST的质量控制信息做进一步研究。
- 青藏高原雷暴弱降水云微物理特征的卫星反演分析
- 戴进;余兴*;刘贵华;徐小红;岳治国;孙伟;杨馥祯
- 2011 Vol. 30 (2): 288-298.
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选取青藏高原3个雷暴弱降水过程, 以极轨卫星反演云微物理特征分析方法为主, 结合地面实况和探空资料, 探讨了云微物理特征及这类雷暴形成的可能原因。结果表明: (1)这类云的云底温度较低, 为0 ℃左右, 离地面1~2 km, 属冷云底的对流云。与暖云底(云底温度15~20 ℃)相比, 冷云底导致云中的水成物少, 释放潜热少, 这可能是该区域强对流灾害少的主要原因之一; (2)冰化温度较高(高度低), 云粒子在-20~-25 ℃高度上基本完全冰化, 可能与云底粒子有效半径(Re)较大有关; (3)Re=15 μm的高度到冰化高度是主要起电层对应的温度, 为-10~-25 ℃, 这一层为冰、 水共存区; (4)云的主体高度均在0 ℃层以上, 降水以冷云过程为主, 冰相参与的增长过程为主要的云雨粒子增长过程。
- 敦煌戈壁地区近地层风的变化特征
- 王超;韦志刚;李振朝
- 2011 Vol. 30 (2): 299-308.
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为了解敦煌戈壁地区近地层风向、 风速的变化特征, 利用2002-2008年“敦煌试验”在戈壁的微气象观测资料, 分析了西北极端干旱的戈壁地区风向、 风速的概率分布特点和日变化、 年变化\, 年际变化的特征。结果表明: (1)该地区多为东、 西风, 威布尔分布能很好地拟合风速频率分布。(2)风向有明显的日变化, 白天多为东风, 晚上多为南风; 风速有较明显的日变化, 白天风速较大, 夜晚风速较小。(3)风向有明显的年变化, 夏季多为东北风, 冬季多为西南风; 风速的年变化明显, 4月最大, 1月最小。(4)风向没有明显的年际变化, 每年各个方向出现的频率大致相同; 风速有较弱逐年递减的年际变化趋势。
- 近50年环贝加尔湖区变暖对中国华北夏季降水的影响机理
- 徐康-;祝从文*;何金海
- 2011 Vol. 30 (2): 309-317.
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利用1951-2007年中国722站逐月降水观测资料、 NCEP/NCAR再分析资料及1958-2002年逐月欧洲中心的ERA-40再分析资料, 分析了近57年中国华北夏季降水的年代际变化特征, 重点讨论了全球变暖背景下环贝加尔湖地表气温升高对中国华北夏季降水长期变化的影响机理。结果表明, 华北夏季降水长期减少趋势与全球变暖存在密切联系, 环贝加尔湖地区的地表气温升高是影响中国华北夏季降水长期变化的关键因子之一。根据热成风原理, 该地区地表气温的持续升高导致蒙古国和中国华北区对流层温度经向梯度和纬向风垂直切变的减小, 从而对流层的大气斜压性减弱, 易维持暖性异常反气旋环流, 导致环贝加尔湖地区气旋活动的频率和华北地区夏季降水持续减少。
- 2008年初中国南方低温雨雪冰冻天气的季节内振荡特征
- 马宁;李跃凤;琚建华
- 2011 Vol. 30 (2): 318-327.
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利用中国气象局国家气象中心750站逐日平均气温和降水资料\, NCEP/NCAR再分析的逐日风场和近地面气温资料\, 以及NOAA逐日向外长波辐射资料, 分析了2008年1月我国南方发生的低温冰冻雨雪天气异常\.结果表明, 这次冰雪灾害伴有异常的季节内振荡特征, 整个过程共包括4次降温\, 降水过程, 这4次降温过程都在近地面气温30~60天振荡的负位相控制下, 而10~20天振荡的同位相叠加使第一、 三次过程的降温更加明显。冰雪灾害前期(第一、 二次过程)我国南方主要受由北向南传播的两种尺度(30~60天、 10~20天)近地面气温季节内振荡的共同影响, 以剧烈的降温天气为主; 后期(第三、 四次过程)主要受近地面气温和风场30~60天振荡的影响导致持续低温, 同时伴有明显的降水, 造成了严重的雨雪冰冻灾害。此外, 热带季节内振荡(MJO)的活动对这次低温冰冻雨雪也有一定的影响, 冰雪灾害前期赤道东印度洋到孟加拉湾一带MJO对流活动受抑制, 西南风和水汽输送不足, 没有为我国南方带来明显的降水; 后期赤道东印度洋MJO对流异常活跃, 对流层低层有暖湿空气流入我国南方, 配合近地面冷空气的持续影响产生大范围的低温冰冻雨雪灾害。
- 两个不同降水量级的MCC对比分析
- 井喜;高青云;杨静;屠妮妮;万红卫;井宇
- 2011 Vol. 30 (2): 328-338.
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为提高MCC致洪暴雨的预报能力, 利用卫星云图、 MICAPS系统提供的实况资料\, 物理量和NCEP再分析资料, 对2008年5~6月发生在四川东北部和重庆西部的两次MCC降水过程进行了对比分析。结果表明, 大降水MCC, 200 hPa影响系统中尺度特征明显, 大气层结是对流不稳定的, 且邻近上游对流层低层出现的中尺度强下沉运动为不稳定能量的释放提供了触发机制; 而小降水MCC, 大气层结是弱对流不稳定的; 大降水MCC的触发机制不同于小降水MCC的触发机制; 降水强度与云顶红外亮温TBB最大值之间关系不明显, 而与云团北边界TBB梯度有很大关系; 在200 hPa等压面上, 大降水MCC有来自青藏高原的高值湿位涡舌伸向MCC发生区, 并与位于川中的中尺度切变线耦合; 而小降水MCC, 在MCC发生区西北方只看到有伸向西南方向的高值湿位涡扰动; 在300~200 hPa等压面上, 大降水MCC负螺旋度值远大于小降水MCC负螺旋度值。
- 近46年西南地区云量的时空变化特征
- 张琪-;李跃清;陈权亮;任景轩-
- 2011 Vol. 30 (2): 339-348.
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利用中国西南地区85个测站1960-2005年的月平均云量资料, 采用小波分析、 线性趋势分析和SVD分析等方法, 分析了我国西南地区云量的时空分布和变化趋势等特征。结果表明, 西南地区云量变化具有明显的季节特征, 冬、 春和秋季总云量和低云量分布均呈“东多西少”型, 夏季相反, 呈“东少西多”型; 总云量和低云量均呈减少趋势, 并存在较明显的准8年周期变化\.年平均总云量及夏季总云量在西南大部分地区呈逐年递减趋势, 冬季总云量在川西高原西北部和云南南部、 东部呈减少趋势。而低云量的变化趋势比较一致, 主要在四川盆地呈减少趋势; 西南地区的温度场与总云量场呈明显的负相关关系, 但温度场与低云量场的相关关系不显著。
- Variable Coefficient KdV Equation for Amplitudeof Nonlinear Solitary Rossby Waves in a Sortof Time-Dependent Zonal Flow
- 2011 Vol. 30 (2): 349-354.
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- 树轮记录的伊犁地区近354年帕尔默干旱指数变化
- 陈峰;袁玉江*;魏文寿;喻树龙;赵勇;范子昂;李杨;张瑞波;张同文;尚华明
- 2011 Vol. 30 (2): 355-362.
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利用伊犁两个采样点的雪岭云杉树轮样本, 采用X-Ray树轮密度分析方法, 提取出7种树轮宽度和密度参数, 建立了7种树轮参数的年表, 并以其为基础进行气候序列的重建。通过相关分析发现1~8月的帕尔默干旱指数(PDSI)与树轮晚材宽度年表具有良好的相关性, 相关系数达到0.66(建模期, 1970-2005年)。利用树轮晚材宽度年表重建了过去354年来1~8月平均PDSI指数的变化, 方差解释量高达48.6%(全时段, 1940-2005年), 且方程稳定。重建的1~8月PDSI指数序列与中亚广大地区PDSI指数的变化趋势比较一致, 具有很强的空间代表性, 而且西风环流对这一地区的干湿变化有重要影响。重建序列经历了6个偏湿阶段和5个偏干阶段。利用多窗谱分析, 发现重建的伊犁地区PDSI指数序列具有64年(99%)\, 10年(95%)\, 8.3年(99%)\, 6.2年(95%)\, 4.3年(95%)\, 3.3年(95%)和2.1年(95%)的准周期变化。
- 多模式集合对中国气温的模拟效果及未来30年中国气温变化预估
- 刘珂-;许吟隆-*;陶生才-;潘婕-;杨红龙-
- 2011 Vol. 30 (2): 363-370.
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利用1961-1999年中国区域701个气象站气温观测资料, 分析了20个全球气候模式(IPCC AR4)在中国区域地面气温的模拟能力; 利用三因素统计方法, 先确定各模式气温模拟的权重因子, 最后对多模式做不等权重和等权重的集合模拟\.在此基础上分析了A2, A1B, B1排放情景下未来时段(2011-2040年)中国区域的气温变化。结果表明: (1)全球模式对中国区域年平均气温的空间分布模拟较好, 特别是在低纬地区及东部地区; 但年平均气温演变趋势的模拟值较观测值偏差较大; (2)两种不同集合方法都可以模拟出中国区域的升温趋势, 但不等权重集合效果略好于等权重集合; (3)2011-2040年, 相对于1961-1990时段, 多模式集合预估结果表明, 3种温室气体排放情景下中国区域年平均气温的增幅均在1 ℃以上, 其中华南地区的增幅最小, 增幅<0.8 ℃, 而西北和青藏高原南部地区增幅均在1 ℃以上。
- 近50年我国西北区外核拍频涡与强雨区的关系
- 郭俊琴-;汤懋苍;李万源;张凯;郭维栋
- 2011 Vol. 30 (2): 371-375.
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根据强震成因的外核对流上升体顶托说, 一个强震的震中下面是外核的一个对流上升脉冲点, 从物理学的“拍频原理”可知, 两个强震的中点也是一个外核脉冲点, 将其称为“外核拍频(地热)涡”。仔细分析了近50年来出现在我国西北区的外核拍频涡, 发现它与降水距平百分率R′>100%的强雨区相配合, 这为水灾的短期气候预测提供了科学依据。
- 西南地区降水日变化特征分析
- 唐红玉;顾建峰;俞胜宾;张焕;何慧根
- 2011 Vol. 30 (2): 376-384.
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利用1960-2000年西南地区包括(川、 渝、 黔、 滇四省(市))91个气象站的小时降水量自动记录信息化资料, 计算和分析了西南地区过去40年间逐月逐日逐时的降水频率和降水比率\.结果表明, 西南地区各地各季逐时降水最大频率出现的时间较为分散, 但四川、 重庆和贵州部分地区夜雨频繁, 而云南的降水则以白天降水为主; 西南地区逐时降水相对集中出现在某个时段的特点较为明显, 尤其是夏季, 这与西南地区夏季多短时强对流天气有关; 重庆的降水在秋、 冬、 春三季多发生于凌晨到中午以前, 但在夏季, 除了凌晨到中午降水较为集中和东南部在午后降水也较为集中外, 在傍晚到午夜以前降水也较多。
- 西北地区近50年气温及降水的时空变化
- 赵传成;王雁;丁永建;叶柏生;姚淑霞
- 2011 Vol. 30 (2): 385-390.
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利用1959-2008年间的实测地面气温和降水资料, 通过计算气候趋势系数和气候倾向率等统计量分析了西北地区气候的时空变化特征。结果表明, 50年来该区气温有明显的上升趋势, 年平均气温以0.32 ℃·(10 a)-1的幅度升高, 全年和四季气温都在上升, 冬季升温最明显, 达0.37 ℃·(10 a)-1, 夏季升温幅度最低, 约0.24 ℃·(10 a)-1。20世纪60年代初气温较高, 60年代后期气温有所下降, 80年代中期显著上升, 90年代以后上升更明显。气温升高程度存在区域差异, 升温幅度最大的地区在青海西北部\, 新疆阿尔泰山地区和内蒙古中部; 增幅最小的地区为青海海南和甘肃西南部。年降水量变化趋势存在显著的区域差异, 西北地区西部和中部降水量呈显著增加趋势, 而东部区域降水呈减少趋势。年降水量增加较显著的地区为新疆塔里木盆地南部、 阿尔泰山和天山、 青海北部和甘肃河西的中东部; 年降水量减少区为青海南部、 甘肃河东(黄河以东)、 宁夏、 陕西及内蒙古西部。
- 1961-2008年新疆地区旱涝时空分布特征
- 吴友均;师庆东*;常顺利
- 2011 Vol. 30 (2): 391-396.
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根据新疆地区53个气象站1961-2008年降水和温度资料, 采用降水温度均一化指标确定各站旱涝等级, 然后借助各站降水温度均一化指标和每年干旱站比例、 洪涝站比例及旱涝站比例变化趋势, 分析了新疆地区旱涝灾害的时间分布特征。同时通过各站48年间的降水温度均一化指标线性变化趋势值、 干旱频率、 洪涝频率及旱涝频率和相应的空间分布, 分析了新疆地区旱涝灾害空间分布特征。结果表明: (1)新疆地区整体上趋于干旱化, 且东南部比西北部严重。(2)新疆地区洪涝灾害有减轻趋势, 干旱灾害有扩大趋势。(3)新疆地区旱涝灾害频发, 其中南疆地区最为严重。
- 长江中下游两次罕见连阴雨强降水的对比分析和模拟
- 陈丽芳;陈勇明
- 2011 Vol. 30 (2): 397-405.
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利用中尺度数值模式MM5和实况资料, 对比分析了分别发生在2008年秋季和2009年春季长江中下游历史罕见的强连阴雨天气过程\.结果表明, 欧亚地区500 hPa“两槽一脊”型是长江中下游春、 秋季出现强连阴雨过程的典型环流形势。连阴雨过程低空急流异常活跃, 存在风向\, 风速的辐合\.比较该两次过程显示, 2009年春季连阴雨过程低层风速辐合明显, 而2008年秋季则风向辐合明显。两次连阴雨过程都存在宽广而强大的水汽输送带, 其北侧是与之相平行的θse锋区。水汽输送范围越广, 强度越强, θse锋区的强度越强, 越容易在连阴雨过程中产生强对流天气。连阴雨过程的水汽源于孟加拉湾、 南海和西太平洋。该两过程湿层深厚, 中层存在湿中性层结。θse等值线都出现类似于鞍形场的结构, 水汽通量的大值区出现在鞍形场中间部位, 与大降水的发生位置吻合。两次连阴雨过程辐合上升运动明显, 强中心位于600 hPa高度。
- 无旋转风分量在台风“桑美”急剧增强和急剧减弱过程中的分析和应用
- 邓涤菲-;周玉淑
- 2011 Vol. 30 (2): 406-415.
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利用日本气象厅区域谱模式(RSM)的20 km分辨率再分析资料, 对2006年第8号台风“桑美”在近海急剧增强和登陆后急剧减弱时的高低层辐散\, 辐合特征进行了对比分析\.结果表明, 利用调和—余弦计算方法得到的无旋转风分量较散度场能更明显地反映台风“桑美”在近海急剧增强和登陆后急剧减弱时的风场变化特征。在台风急剧增强过程中, 台风“桑美”的无旋转风分量在850 hPa层上有一个从辐散变为辐合的过程; 而在台风急剧减弱过程中, 高层的无旋转风分量变化不明显, 中低层的辐合层厚度降低, 低层无旋转风分量的辐合大大加强, 辐合最强区从台风外围转移至台风中心, 使得低层辐合大于高层辐散, 并最终导致台风中心逐渐被填塞。对台风“桑美”无旋转风分量变化的分析表明, 无旋转风分量的变化对台风急剧增强和急剧减弱有一定的指示作用。当资料分辨率较高时, 用无旋转风分量的分布来分析台风低层辐合\, 高层辐散的动力结构较以前只用一个标量场(散度)的分析更为清晰, 且分解后的风分量可以直接给出台风中无旋转风和无辐散风分布的结构特点。
- 上海特大暴雨热带低压结构的数值模拟及其加强机制的分析
- 杨引明;朱雪松;陶祖钰
- 2011 Vol. 30 (2): 416-427.
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利用NCAR/PSU非静力中尺度模式MM5, 模拟了上海0185特大暴雨第9号热带低压(TD)结构, 发现中层中尺度涡旋(Midlevel Mesoscale Vortex, 简称MMV)是此次TD的主要特征之一。在上海特大暴雨发生时段内TD的气旋性环流、 最大低压扰动中心和最大正涡度中心主要位于对流层中层(850~400 hPa), 近地面气旋性环流或低压中心并不明显, 对流层顶是反气旋环流, 这一结构与经典台风结构不同。敏感性试验表明, 潜热释放对中尺度对流复合体发展的反馈作用非常明显, 而对TD的直接影响较小。涡度方程分析结果证实, 散度项对TD加强的贡献最大\.TD加强的原因是其移入到了一个有利于自身加强的大尺度辐合环境场中, 在地转偏向力的作用下辐合运动转换为正涡度倾向, 导致加强。
- 沪宁高速公路一次大雾过程的数值模拟及诊断分析
- 严明良-;缪启龙;袁成松;包云轩;万小雁
- 2011 Vol. 30 (2): 428-436.
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利用新一代中尺度数值预报模式WRF和NCEP 1°×1°再分析资料, 对2007年10月26日发生在沪宁高速公路区域的一次大雾天气过程进行了数值模拟, 同时采用沪宁高速公路自动气象监测站的实时资料对模拟效果进行了验证, 发现WRF模式较成功地模拟了此次大雾过程。结果表明: (1)此次大雾是一次典型的辐射雾, 其形成主要原因之一是成雾之前的降水过程给近地层大气带来了充足的水汽, 空气相对湿度达到90%以上, 雾区内近地层基本上为弱的水汽辐合区; (2)弱的负涡度场有利于气流下沉, 在垂直方向上可以确保湿空气不外流; (3)地面辐射冷却和低空冷平流是此次大雾形成、 发展和维持的重要因素, 地面辐射冷却在热力条件中起主导作用, 冷平流作用远小于地面辐射冷却作用。
- 机载W波段测云雷达回波强度衰减订正仿真研究
- 王振会-;纪雷-;黄兴友;滕煦;赵凤环
- 2011 Vol. 30 (2): 437-444.
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考虑到大气和云对W波段雷达波的衰减, 数值仿真4种非降水云的机载W波段雷达(94 GHz, 3.2 mm)回波强度; 基于雷达回波强度Z与云衰减系数k之间的经验关系, 进行雷达回波衰减订正。结果表明, 在云厚、 云滴粒子浓度和含水量参数的一般取值情况下, 可以获得比较好(相对误差<15%)的订正效果。随着云体加厚、 云中大滴增多和含水量增加, 云体对雷达回波的衰减增强, 透过率降低, 雷达测量值偏离真实值的程度增大, 云下部衰减订正难度加大。雷达测量误差会对衰减订正效果造成一定影响。与常规测雨天气雷达回波的雨区衰减订正相比, 定性来说是一致的。
- 气溶胶对冰雹云物理特性影响的数值模拟研究
- 杨慧玲;肖辉;洪延超
- 2011 Vol. 30 (2): 445-460.
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利用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)数值模式, 研究了气溶胶数浓度的改变对半干旱地区春季出现的一次较大范围的降雹天气云微物理特性和降水过程的影响, 模拟结果表明: (1)气溶胶对云中液态含水量垂直分布影响明显。气溶胶浓度改变使云中水成物的空间分布发生调整。(2)清洁大气环境的冰雹云中的冰雹形成主要是通过过冷雨水冻结, 污染云中冰雹的形成主要来源于过冷雨水冻结和霰撞冻过冷云水的转换, 而严重污染的云中冰雹则主要是通过霰撞冻过冷云水形成的。(3)气溶胶浓度增加时, 地面累积降水量减少。(4)在污染云中冰相降水量最大, 冰相降水对总降水的贡献随着污染加重而增加。(5)清洁云和污染云中降雹对冰相总降水的贡献起主要作用, 而严重污染云中霰和雹对冰相总降水的贡献相当。(6)污染云中上升气流速度最大, 但并不是气溶胶浓度越大, 上升气流速度越大。
- FY-3A/VIRR反演云微物理特征及与TERRA/MODIS反演结果的比较
- 刘贵华;余兴*;师春香;戴进
- 2011 Vol. 30 (2): 461-470.
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利用FY-3A/VIRR多光谱资料反演了云微物理参数, 针对2009年4月18日和5月21日两个个例, 选取深厚积云、 高、 中、 低云作为分析对象, 并与TERRA/MODIS反演结果进行了比较, 分析了FY-3A的可靠性和稳定性\.结果表明: (1)FY-3A反演的云微物理参数形成的可视化RGB合成图, 色彩层次较为丰富, 与TERRA RGB合成图的云外形特征基本一致, 可以定性地应用于云降水特征分析。(2)与TERRA相比, FY-3A可见光反射率偏低5%, 云顶平均温度偏低1~5 ℃, 变化范围减小, 4、 5月个例反映的偏低程度稳定, 基本可以用于定量分析。(3)FY-3A对粒子有效半径(Re)反演的问题较多, 一是同一顶高Re的分布层次少, 反映的粒子大小不充分; 二是Re小值端偏大明显, 有时甚至达8 μm(5~13 μm); 三是Re大值端有时偏大, 有时偏小; 四是5月个例比4月的偏差增大。因此, 在用FY-3A反演的Re定量分析时, 容易造成部分特征不明显, 甚至丢失。
- 宁夏夏季层状暖云降水观测研究
- 张丰伟;刘晓莉;桑建人;张逸轩;李义宇;乔晶煜
- 2011 Vol. 30 (2): 471-481.
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采用Micaps资料和机载PMS实时探测资料, 分析了2007年8月26日宁夏银川地区一次层状云降水过程的宏微观物理特征\.结果表明, 这次降水是由弱锋面云系产生的, 整个云层温度在0 ℃以上, 云中没有冰晶质粒存在, 为暖云降水, 而且云中的分层结构明显; 降水的雨滴直径均在2~3 mm以下, 降水与云中大粒子的增加有密切关系。暖性层状云降水的可能机制主要是云滴凝结与碰并增长。
- 大连市人工防雹作业与概念模型的研究
- 李红斌;何玉科;孙红艳;濮文耀;张家伟
- 2011 Vol. 30 (2): 482-488.
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对大连地区2003年以来多普勒雷达观测到的29个降雹个例雷达体扫资料进行了PUP软件计算, 得到每个个例的回波强度、 顶高、 30 dBz强中心高度、 强回波顶高和垂直积分液态水含量的主要雷达参数值, 将冰雹(强对流)云分为单体、 多单体和强(超级)单体雹云三类, 并总结了防雹作业判据指标; 对3种类型实例的多普勒雷达PPI和RHI雷达回波强度和速度场进行分析, 总结了3种不同类型冰雹云实例的防雹作业概念模型; 集成了最新防雹催化理论和研究成果, 结合作业实践, 研究和设计了大连市防雹作业技术方案, 以期为雹云判别和防雹概念模型及作业提供参考依据。
- 济南地区超级单体强度和流场结构分析
- 刁秀广;杨传凤;李静;高慧君;孙殿光;朱君鉴
- 2011 Vol. 30 (2): 489-497.
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利用济南多普勒雷达资料, 对54个超级单体风暴的最大反射率因子(DBZM)、 单体顶高(TOP)、 最大反射率因子高度(HT)和基于单体的垂直积分液态含水量(C-VIL)等参数及中气旋的底部、 顶部、 最大切变等参数进行了统计分析。结果表明, 孤立类超级单体DBZM、 C-VIL、 HT、 TOP分别比镶嵌类的高出4 dBz、 14.8 kg·m-2、 1 km和1.3 km。连续5个体扫出现中气旋的孤立类超级单体与镶嵌类超级单体风暴参数相比, 前者明显高于后者, 差值分别为5 dBz、 20 kg·m-2、 1.7 km和2.2 km。中气旋形成于中空, 之后底部逐渐下传, 厚度也随着增厚, 后期底部抬高, 厚度变薄。镶嵌类超级单体的中气旋底部和顶部明显低于孤立类。中气旋参数的差异性决定了超级单体风暴结构和天气现象的不同, 中气旋持续时间越长, 厚度越厚, 对风暴长时间维持越有利, 极易造成极端性强灾害天气。两类在气流结构上也明显不同, 孤立类主要是中层入流绕到风暴右后部而产生地面大风天气, 镶嵌类主要是后部下沉气流与下传的中气旋环流叠加而产生地面瞬时大风。
- 偏振多普勒雷达定量测量降雨精度的改进
- 赵果;楚荣忠;张彤;贾伟;沈瑾;吴忠元
- 2011 Vol. 30 (2): 498-507.
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提高雷达估测降雨的精度一直都具有非常重要的实用意义, 但是由于雨滴谱的地域差异性使得雷达测雨公式并不具有广泛的适用性。利用黑河流域遥感-地面观测同步试验(WATER项目)期间获得的大量不同类型降雨的雨滴谱资料, 通过提取大量的雨滴直径D和对应的下落速度v, 分析得到了它们之间的关系: v(D)=4.67D0.53。同时还得到了对应层状云和对流云雷达定量测量降雨的Z-R关系。利用滴谱数据计算得到对应X波段的双偏振雷达参数: 差分反射率ZDR和差分传播相移常数 KDP。并运用ZDR和KDP分别得到了适应层状云和对流云降雨的R(Z)、 R(KDP)、 R(Z,ZDR)和R(KDP, Z, ZDR)关系。通过降水过程获得的地面雨量筒数据和雷达实测数据, 对各测雨方法进行了检验, 发现组合参数的测雨公式能够很好地提高雷达测雨的精度\.
- 人工触发闪电中的M分量特征
- 赵阳;郄秀书;陈明理;孔祥贞;张广庶;张彤;张廷龙;冯桂力
- 2011 Vol. 30 (2): 508-517.
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利用2005-2008年期间在山东开展的人工触发闪电试验中所观测到的通道底部电流\, 不同距离垂直电场及高速摄像光学资料, 对人工触发闪电10次回击之后的33次M分量电流波形进行了分析\.结果表明, 典型的M分量电流波形具有较对称的结构特征, 峰值电流的几何平均值为743 A(标准偏差为0.55); 波形10%~90%上升时间的几何平均值为241 μs(标准偏差为0.46); M分量的半峰值宽度的几何平均值为318 μs(标准偏差为0.36); M分量持续时间的几何平均值为1.1 ms(标准偏差为0\^24)。人工触发闪电的回击与其后发生的M分量相比, 波形明显偏窄, M分量的幅值明显小于回击。对M分量参数之间的相关性分析表明, M分量的上升时间、 半峰值宽度和持续时间3个参数之间具有很好的相关性, 上升时间与半峰值宽度和持续时间的相关系数分别为0.84和0.73; 持续时间和半峰值宽度的相关系数为0.7。M分量的峰值电流与半峰值宽度、 上升时间和持续时间之间具有负相关性, 相关系数分别为-0.47, -0.45和-0.37。
- 闪电多参量高速大容量实时数据采集、显示和分析系统
- 曹冬杰-;田立言;肖瑾;杨静;王俊芳;王东方
- 2011 Vol. 30 (2): 518-524.
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阐述了如何提高系统数据记录与波形显示速度, 快速捕捉闪电快\, 慢电场、 磁场或人工引发闪电的回击电流等参量的亚微秒变化, 以实现对闪电多参量数据的高速大容量实时采集、 显示和分析。基于NI公司的PCI-5105数据采集卡, 采用Labview 8.5图形化编程软件在Windows XP平台上开发研制了闪电多参量高速大容量实时数据采集、 显示和分析系统, 并应用于闪电观测试验。该系统最大采样率可达60 MS·s-1, 可8通道同时采集。程序设计采用多线程编程技术, 文件记录格式采用TDMS格式。将该系统应用于快\, 慢电场多站定位观测, 增加了高精度GPS同步时钟授时装置后, 各子站记录的信号触发时间精度可达到50 ns。2008年和2009年夏季分别在北京、 西藏羊八井地区和东北大兴安岭地区开展了野外观测试验, 获得了大量的快\, 慢电场观测资料。观测试验采用快\, 慢天线闪电电场变化仪对该系统进行了测试, 采样的时间长度达到1 s, 能够完整地记录一次闪电过程, 动态捕捉闪电引起的时域电场变化的精细特征。
- 唐古拉地区高寒草甸生态系统CO2通量特征研究
- 赵拥华;赵林;杜二计;刘广岳;岳广阳
- 2011 Vol. 30 (2): 525-531.
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采用涡动相关法对青藏高原唐古拉地区高寒草甸生态系统在2007年CO2通量及活动层水热动态进行了连续观测。结果表明, 各月CO2通量日变化均呈单峰型, 日通量峰值一般出现在中午, 最大排放峰值出现在5月, 为0.29 g·m-2·h-1; 最大吸收峰值出现在8月, 为-0.25 g·m-2·h-1, 除7月和8月CO2通量日变化表现出吸收特征外, 其余各月均表现为排放特征。与青藏高原连续多年冻土周边地区相比, 唐古拉地区CO2通量日变化峰值明显偏小。CO2通量季节变化呈双峰型, 表现为春\, 秋季强排放、 夏季弱吸收和冬季弱排放。5月为CO2通量全年最大排放月, 排放量为132.4 g·m-2; 8月为CO2通量全年最大吸收月, 吸收量为-37.7 g·m-2。春\, 秋季, CO2通量与5 cm土壤温度和未冻水含量变化呈显著的正相关关系, 而夏季与5 cm土壤温度变化呈显著的负相关关系, CO2通量对光合有效辐射变化基本没有响应。
- 融合特性层观测资料推算探空站海拔高度的方法
- 阮新;朱艳峰;鞠晓慧
- 2011 Vol. 30 (2): 532-537.
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探空站的海拔高度信息对于探空资料的质量控制至关重要, 准确的台站信息也是资料正确使用的保障。测站海拔高度信息不随台站观测资料上传全球通信系统, 各种来源的台站高度信息都可能存在错误\.为了核准测站的海拔高度信息, 本文提出了融合特性层观测资料推算探空站海拔高度的方法, 该方法能够提高推算精度, 并能克服不同天气气候条件对推算测站海拔高度准确性的影响。利用2008年中国110个探空站观测资料对该方法进行了检验, 结果表明, 特性层记录的利用明显提高了推算测站海拔高度的准确性, 尤其是对于青藏高原地区的探空站, 不用特性层记录推算的测站高度在某些月份与真实高度相差高达20~40 m, 而融合了特性层记录后最大误差不超过11 m。通过对推算测站海拔高度时间序列的分析, 可以准确检测出测站高度发生变化的时间和幅度。
- 酒泉风电基地高分辨率风能资源的数值模拟
- 惠小英;高晓清*;桂俊祥;刘建彪;邓国卫
- 2011 Vol. 30 (2): 538-544.
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利用酒泉地区气象观测资料和NCAR/NCEP再分析资料, 结合中尺度WRF模式, 研究了酒泉千万千瓦级风电基地(39.5°~41.5°N, 94.5°~97.5°E)的高分辨率(3 km×3 km)风能资源。结果表明: 在模拟区域内主要有3个风速和风功率密度大值中心; 该区域大部分地区冬季风速和风能密度最大, 夏季较小\.经比较, 模拟的风能密度与实际观测结果较为一致。
- 四川新津机场地面风场的特征分析
- 申辉;何慧根-*;郝丽;荀学义;孙俊
- 2011 Vol. 30 (2): 545-551.
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利用2005年1月\_2010年2月自动气象站的地面风观测资料, 分析了四川新津机场地面风的平均日变化、 月变化\, 季变化及年际变化等, 讨论了地面瞬时风与机场跑道的关系, 并对≥5 m·s-1地面瞬时风的预报进行了探索。结果表明: 机场主要受偏北风、 偏西南风和偏东南风影响, 且偏北风和偏东南方向风速较大。全年较大风主要出现在春季。各季节均盛行偏北风, 秋\, 冬季偏北风出现的频率远大于春\, 夏季。下午风速大, 早晨和夜间风速小。全年平均风速小, 年际差异小, 微风和静风频率高。持续时间较长的≥5 m·s-1地面瞬时风的预报重点在于天气系统的预报上。