GPS/MET与气象卫星反演大气可降水量的比较

介绍了GPS/MET与卫星红外遥感大气可降水量的基本原理以及COSMIC和AIRS的工作方式及反演原理,并对COSMIC与AIRS反演的大气可降水量进行比较。结果表明,COSMIC具有覆盖范围广、垂直分辨率高、全天候的观测特点,COSMIC反演的大气可降水量比AIRS与无线电探空值更接近,但受掩星事件发生时所能探测最低高度的限制,不能得到该高度以下的大气信息。AIRS在晴空时大气可降水量反演精度较高,但受云天的限制,在云层以下,反演精度就大大降低。     

基于深度LSTM神经网络的大气可降水量估算模型

基于深度长短期记忆(LSTM)神经网络,分别利用地面气象多要素(气温、气压、露点温度、相对湿度、水汽压、小时降水量)和单要素(水汽压)建立怀化地区GPS大气可降水量估算模型LSTM_5和LSTM_1,并对模型精度进行分析。结果表明,利用地面气象要素建立的2种大气可降水量深度LSTM模型有较好的估算精度,决定系数均大于0.94,均方根误差均值小于1.158 1 mm,平均绝对误差均值小于0.709 9 mm,平均绝对百分比误差均值小于4.54%,较基于水汽压的可降水量线性拟合或二次多项式拟合模型的估算精度提升了70%以上,且LSTM_1模型精度略优于LSTM_5模型;模型估算精度与大气可降水量条件相关,当可降水量较低或较高时,模型估算结果更为理想;同时模型估算精度与观测站海拔呈现正相关,观测站海拔越高LSTM模型精度越高。     

2013年7月4-5日鲁南纬向切变线强降水分析

应用常规观测资料、探空资料和大气可降水量(PWV)资料,对2013年7月4—5日山东中南部出现的大暴雨过程进行分析,并探索PWV与降水变化之间的联系。结果表明:1此次降水主要由副高边缘暖湿气流和低层纬向切变线影响,鲁中、鲁南出现大暴雨天气。2低层西南暖湿气流强盛,将水汽源源不断地输送到暴雨区,提供水汽条件,低层切变线辐合上升运动提供了很好的动力条件。切变线南侧西南暖湿气流强盛,前期强降水主要出现在切变线北侧冷区;后期冷空气从高空向下渗透,冷暖空气交汇在850 h Pa纬向切变线上,在冷暖空气相互作用剧烈,辐合上升强烈,强降水区主要发生在切变线的暖区一侧。3PWV的变化与降水的开始结束密切相关,是降水开始结束的前兆信号,开始的前兆信号比较明显,降水峰值与PWV的峰值相对应。PWV高值持续时间与降水持续时间大致相等。降水期间,PWV振幅与雨强大小成正比,振幅越大,雨强越强。     

1961—2010年庄河地区降水分布特征

利用1961—2010年庄河地区的逐月降水量数据,分析庄河地区降水年、季、月分布情况。结果表明,庄河地区近50年来降水特征为降雨量呈微小下降趋势,下降速率为29.83 mm/10年。季节降水变化特征为围绕均值上下波动,夏季降雨量最多,冬季降雨量最少。庄河地区降水月变化呈抛物线变化趋势,1—7月降水量逐月增加,7月降水量最大,达207.6 mm;7—12月降水量逐月减少,12月降水量最小,不足10 mm。     

塔克拉玛干沙漠及其周边山区水汽时空分布特征

利用沙漠腹地地基GPS数据、周边探空资料、MODIS近红外水汽数据,分别对塔克拉玛干沙漠的水汽进行初步分析,以期了解该区域的大气可降水量的时空分布特征。通过对塔克拉玛干沙漠及周边山区大气可降水量结果的分析可知,塔克拉玛干沙漠为西北地区大气可降水量的相对高值区,水汽值普遍高于其周边山区;沙漠西南部靠近青藏高原一带为水汽的低值区。无论是塔克拉玛干沙漠还是周边山区,大气可降水量的年内变化都是一致的,夏季最大,秋季高于春季,冬季大气可降水量最低。     

山西地区大气可降水量与实际降水量变化特征分析

利用2000～2013年NCEP/NCAR月平均再分析资料和实际降水量资料,分析了山西地区14年来整层大气可降水量以及实际降水量变化特征.结果表明,该地区全年大气可降水量月平均数值较低,其中,夏秋季节最多,春季次之,冬季最少,且秋季与春季基本呈反向变化趋势;实际降水量季节变化明显,春夏季节降水最多,秋季次之,冬季最少,实际降水量总体要多于大气可降水量;降水量年际变化明显,呈总体减少趋势,大气可降水量年变化与实际降水量年变化并不一致,但总体也为减少趋势.     

太湖典型地区雨养麦田的径流发生时间特征

明确农田径流发生的时间特征对因时因地制定径流养分削减策略具有重要意义。本文基于太湖流域典型地区(苏州、无锡、溧阳、湖州)60 a历史降水时序变化和12 a正常气象年份田间径流实际发生的时间特征,分析了太湖流域雨养麦田的径流发生时间特征。结果表明,太湖地区年均降水量和小麦生长季均值降水量分别为1 164.8 mm(657.7~1 643.7 mm)和514.6 mm(207.3~742.8 mm)。除个别年份,年降水距平百分率基本在±25%左右变化(正常)。剔除偏涝年和偏旱年后的小麦生长季降水概率和日均降水量月度时序变化均表现为先下降后升高的趋势,12月降水概率和日均降水量均最低。从小麦生长季12 a径流发生时间统计结果来看,2月(19.05%)和3月(18.10%)径流发生次数占比较高,12月(16.19%)、4月(13.33%)和5月(15.24%)径流发生次数的占比相当。不同年份驱动径流发生的实际最小降水量为8.1~19.4 mm,径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。结果表明,太湖地区雨养麦田驱动径流发生的最小降水量范围为8.1~19.4 mm,2月和3月是径流发生的高风险期,12月、4月和5月是次高风险期,径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。     

花溪区30年降雨量变化特征分析

降水是影响区域自然及经济社会变化的重要因素。本研究利用花溪区1987～2016年降水量实测资料,采用数理统计学方法、趋势分析等方法,对花溪区30年的降水量变化进行系统分析,找出花溪区降水变化的基本特征并分析其可能的原因。本文通过对30年降雨量资料的分析研究,结果得出30近多年来(1987～2016年)平均降雨量为1124.3mm,汛期(4～9月)平均降雨量为146.9mm。年降雨量主要集中在8001500mm。月降雨量分析的结果显示,平均6月降雨最多,12月降雨最少。     

TRMM降水数据在省级尺度的应用研究——以辽宁省为例

利用1998年1月~2010年12月空间连续分布的TRMM卫星3B43月降水量资料,借助气候倾向率指数和GIS空间分析技术,以辽宁省为例,对TRMM数据在省级尺度的适用性进行验证,并对辽宁省近13年来降水时空分布及其变化特征进行定量化分析。结果表明,TRMM降水数据与观测数据之间的线性相关性很高,数据具有较高的精度;辽宁省年降水量主要为425~1 082 mm,且总体上表现为由全区东南向西北依次递减的趋势;年内降水主要集中在5~9月,该时期的降水量占全年降水总量的70%以上,其中,7月份的降水量最大,为全年降水量的20%,而2月份最小,不足全年降水量的2%,季节性变化明显;近13年间,辽宁省平均年降水量总体上呈增加趋势,但在夏季降水量呈现减少的趋势,其中辽西区和辽中区尤为明显,说明近13年来这些地区春夏连旱的现象比较严重。     

1981-2014年南四湖流域极端降水阈值及极端降水日数变化特征*

为研究南四湖流域的极端降水特征,本研究利用1981—2014年南四湖流域9个气象站的逐日降水资料,研究分析了该流域降水阈值、极端降水日数等变化特征.结果表明:(1)对于第90、95和99百分位的极端降水事件,平均降水阈值分别为24.7、40.0、80.2 mm;(2)南四湖地区北部降水阈值较南部偏大,东部较西部偏大,极端强降水阈值的空间分布与年降水量的分布相似;(3)南四湖地区年平均极端降水量东北部以及北部较强,南部和西南部较小,这种分布和南四湖流域的降水气候平均态分布较为类似,反映了极端降水对于降水的贡献非常大;(4)南四湖地区极端降水日数平均为每年3.08~3.56天,表现出极端降水阀值大的站点,其极端降水日数较少,其相关系数达-0.893;(5)南四湖地区极端降水量对总降水量的贡献为34.2%~37.7%,且多年平均年极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似,说明阈值大的地方,其降水强度也大,形成灾害的风险也大;(6)南四湖地区极端降水多年平均日数为23.5天,且以4.5 d/10 a的速率上升;(7)南四湖地区20世纪80年代中后期年总极端降水日数发生突变,且存在2年和16年左右的振荡周期.     

贵州省基于地基GPS和MODIS技术的地区大气可降水量分析

随着大气监测技术的发展,联合地基GPS和MODIS作为一种新的遥感探测手段应用于大气水汽的研究具有很好的价值。基于此,通过比较贵州省站地基GPS探测与MODIS技术探测结果。首先,概述了地基GPS和MODIS技术的应用价值,分析了地基GPS和MODIS技术探测大气可降水量的理论应用,然后利用贵州省地基GPS和MODIS观测网络进行了探测大气可降水量的分析,取得了很好效果。     

黑龙江省空中水资源的时空分布特征

应用黑龙江省80个气象台站1960～2007年的逐日气象资料,分析了黑龙江省整层大气可降水量和自然降水效率的时空分布特征。结果表明,黑龙江省大气可降水量分布区域差异较大,总体上呈现由南向北递减的分布趋势;自然降水率分布存在明显的差异,大兴安岭北部、小兴安岭山脉及其南端年平均降水效率相对较高,大庆、齐齐哈尔南部、绥化南部较小;全省年大气可降水量存在不规则波动,年际变化不大;年大气可降水量主要集中在夏秋两季,占全年的78.2%;大气可降水量的月际变化呈单峰结构,全年的整层大气可降水量主要集中在5～10月,占全年的84.2%。     

陕西省渭南市大气降水分析与评价（英文）

根据渭南地区大气降水量的分布特征,设立渭南市大气降水监测站和临渭区南焦村大气降水监测站。利用长达一年的时间监测和分析了渭南市的大气降水状况,具体得出渭南市大气降水的降水量,p H值,以及电导率的变化特征。同时采用离子色谱法测定了渭南市与临渭区南焦村降水中5种阳离子(Ca~(2+),NH~(4+),Mg~(2+),Na~+,K~+)和4种阴离子(F~-,Cl~-,SO_4~(2-),NO_3~-)的离子浓度。由此得出渭南市大气降水种SO_4~(2-)、NO_3~-离子浓度的变化幅度较大,而F~-、C~l-、Mg~(2+)、K~+和Na~+的离子浓度在监测的一年中变化幅度不显著。     

基于GPS资料调整中尺度模式湿度场的应用研究

利用长三角洲地基GPS观测网中124个站点的可降水量（PWV）资料,对影响长三角洲降水的“0716”号热带风暴“罗莎”进行WRF模式湿度场调整试验。结果表明,经GPS／PWV资料调整后,上海宝山站的水汽混合比从地面至模式层顶均得到了相应的调整,且模式下层的调整幅度大于模式上层,在300hPa以下模式各层相对湿度调整幅度比较均匀,基本在5％～8％;调整后的850hPa水汽通量大值中心范围缩小．数值也有所减小,水汽通量中心北侧的水汽输送带明显南压,一方面表明江苏北部水汽输送减少,不利于降水,另一方面伴随水汽通量中心南侧的水汽输送带的略微北抬,使上海、杭州湾一带水汽通量梯度增大,有利于降水,与实况江苏北部降水较小、上海及浙北降水较大相吻合。综上所述,利用长三角洲地基GPS观测网资料对WRF模式湿度场调整可使其更好地反映湿度的局地变化特征,更为接近真实大气的水汽分布。     

降水量及气温对黔南州可利用降水量的影响

根据1962—2011年黔南州12个气象观测站的实况降水量、气温月资料,计算蒸发量及可利用降水量。分析出可利用降水量的分布特征及可利用降水量与降水量、气温的相关性。结果表明,降水量与可利用降水呈显著正相关,气温与可利用降水在7—8月呈负相关;设定降水量、气温的变化,计算可利用降水的变化量,在各月变化中,6月变化较小,12月变化最大,变化曲线可以用2次多项式拟合。     

1956—2014年铁岭县降水变化趋势分析

1956—2014年铁岭县年降水量呈现逐年减少趋势,减少速率为0.34 mm/10年,年平均降水量为670.9 mm。月平均降水最多的年份为2010年,平均降水量为103.4 mm;最少的年份为1999年,降水量为25.8 mm。分析月平均降水量得出,1月平均降水量最少为5.7 mm;7月平均降水量为最多177.2 mm。1—7月月降水量逐渐增加,7—12月降水量开始减少。分析四季降水量得出,春季平均降水量为35.5 mm,夏季平均降水量为143.0 mm,秋季平均降水量为40.4 mm,冬季平均降水量为6.8 mm。夏季降水较多,冬季降水量较少。     

宣城市GPS/PWV变化分析及其在降水预报中的应用

利用宣城市GPS站点2016—2018年的逐日小时水汽资料进行相关数理统计,对宣城降水过程中的PWV时间变化规律进行分析。结果表明:PWV存在一定的季节变化规律,夏季最大、春秋次之、冬季最小,月内变化幅度9月为全年中最大。结合降水过程进行分析发现:降水发生前,PWV常有明显的大幅急升,降水过程频繁的时段也对应PWV的高值短期。这表明大气中含有足够的水汽是降水的必要条件,当PWV从一个谷点持续上升并超过一定值时将有降水发生,因而PWV对降水预报具有指示作用。     

陕西省渭南市大气降水分析与评价

根据渭南地区大气降水量的分布特征,设立渭南市大气降水监测站和临渭区南焦村大气降水监测站.利用长达一年的时间监测和分析了渭南市的大气降水状况,具体得出渭南市大气降水的降水量,pH值,以及电导率的变化特征.同时采用离子色谱法测定了渭南市与临渭区南焦村降水中5种阳离子(Ca2+,NH4+,Mg2+,Na+,K+)和4种阴离子(F-,C1-,SO42-,N03-)的离子浓度.由此得出渭南市大气降水种S042-、N03-离子浓度的变化幅度较大,而F-、C1-、Mg2+、K+和Na+的离子浓度在监测的一年中变化幅度不显著.     

河西地区近58年降水时空变化特征分析

[目的]分析河西地区近58年降水的时空变化特征。[方法]依据河西地区1951～2008年月降水资料,运用滑动平均、小波分析及气候趋势系数等方法,分析了河西地区近58年来降水的变化规律。[结果]河西地区多年平均降水量为130.4 mm,降水主要集中在夏季,占全年降水量的59.08%,6～9月降水量占全年的72.57%。河西地区降水年代际变化不剧烈,各年代平均降水量为120.8～139.0mm。河西地区1951～2008年降水系列存在5、10、21和32年左右的周期。未来,河西地区年、春、夏及冬季降水将呈小幅增加趋势,其中,疏勒河流域年降水增幅较大(5.231～0.062 mm/10a);黑河流域南部和东南部比西北部增幅相对较大;石羊河流域年降水增幅最小,为3.280～0.098 mm/10a。[结论]该研究可为当地社会经济与生态环境协调发展提供有益参考。     

雷达和GPS水汽资料在人工增雨指标中的应用

利用雷达、GPS大气可降水量等综合分析了云物理特征参数在一次对流降水中实施人工增雨的指标,根据对流过程的演变,将其细分为生成、发展、成熟、减弱、消亡5个阶段来分析各物理参数的变化特征。结果表明,GPS大气可降水量对降水的产生有较好的指示作用;组合反射率、回波顶高、垂直积分液体水含量与降水相关性好,能表示对流云总体发展情况;成熟阶段是实施人工增雨的最佳时段。