山东省春季一次积层混合云降水雨滴谱特征分析

利用2010年3月14日山东省出现的一次积层混合云降水过程中观测获取的雨滴谱资料,对此次降水过程中的雨滴微物理参量特性、雨滴谱特征等方面进行了较详细的分析,总结此次积层混合云降水的主要特征。结果表明,此次春季积层混合云降水强度较弱,雨滴微物理量普遍偏小,雨滴数密度较小,一般在1 000个/min以下;雨滴直径小,平均直径为0.444 mm,最大直径平均值仅为1.489mm;此次降水以直径〈1 mm的雨滴为主,占总数浓度的90%以上;对雨强贡献作用最大的是1～3 mm的雨滴。此次过程中微物理量随时间变化趋势基本一致,雨强与最大直径和数密度的相关性均在80%以上,其中雨强与数密度的关系更为密切,相关系数达96.02%;在降水开始和结束时以及弱降水时段（I〈1 mm/h）,滴谱一般呈单峰结构,而降水中间则呈双峰结构,同时雨滴谱变宽。     

山东秋季积层混合云云物理结构个例分析

[目的]分析山东秋季一次积层混合云云物理结构。[方法]综合利用多普勒雷达资料、激光雨滴谱仪观测的雨滴谱资料、L波段探空秒数据以及其他常规资料,分析了2009年8月29日积层混合云云物理结构。[结果]这是一次典型的积层混合云降水过程,主体降水持续10 h,雨强最大为6.5 mm/h,一般雨强3.0 mm/h,雨强随时间有明显的起伏变化。雨滴浓度为5～300个,雨滴谱以双峰和多峰型为主。探空秒数据分析的云垂直结构显示,降水云以冷云为主,暖层发展不充分。多普勒雷达资料分析表明,整个降水过程可以分为4个阶段:降水前期、初始、发展成熟和减弱阶段,不同阶段的回波结构明显不同。[结论]该研究为探讨此次降水机制和人工增雨潜力奠定了理论基础。     

乌鲁木齐地区新一代天气雷达降水回波特征

利用乌鲁木齐新一代多普勒天气雷达资料,对2003年7月～2005年6月的回波资料和5个气象观测站的地面资料中的云状、云量、降水量及降水时段资料进行对比分析,总结出层状云、对流云及混合云降水的时空分布特征。结果表明,层状云是乌鲁木齐地区降水的主要云系,降水次数明显多于对流云和混合云,混合云常常造成大降水,3类降水云的季节变化有明显差异。     

积层混合云降水过程地面雨滴谱特征分析——以2011年6月湖北省某次降水为例

针对2011年6月9～10日湖北省东南部一次积层混合云降水过程,应用自动雨量计对Thies Clima激光雨滴谱仪的测雨精度进行了分析,并分析了逐小时地面雨滴谱特征以及Z-I关系.结果表明,地面雨滴谱仪测雨精度较高,与自动站雨量相关系数达0.997,测弱降水时优于自动雨量计,测强降水时有一定误差;整个降水过程雨滴平均直径0.435 mm,中数体积直径2.5 mm,降水最集中的时段大粒子数最多,小粒子数也显著增多,与降水量相关性最好的是众数直径个数和粒子总数,其次是中数体积直径;雨滴直径越小,数量越多,粒子落速在0.8～1.8 m/s以及3.4 m/s的粒子数较多;同一次降水天气过程不同时段Z-I关系差别很大,对于降水较集中的时段拟合出的Z-I关系效果较好,因此应用雨滴谱对Z-I关系进行校正是可行的.     

一次高空槽降水过程的地面雨滴谱特征研究

本文通过对吉林省2014年7月5日一次降水性层状云雨滴谱的连续观测,分析了高空槽降水天气过程中层状云雨滴谱的特征量,并为进一步开发空中水资源、研究成云至雨的过程、探测云的宏微观特征提供科学资料。     

两次春季暴雨过程的对比分析

对山东2003年4月17-18日（以下简称4·17）和2008年4月20～21日（以下简称4·20）两次春季暴雨进行对比分析。环流形势对比分析表明,两次降水过程中500hPa具有相似的环流背景,但850hPa和地面具有不同的环流形势,低空急流的类型和切变线的位置不同以及地面是否形成气旋与这两次降水量级是密切相关;物理量参数对比分析表明,4·17过程中各种物理量级别较4·20偏大偏强;雷达回波对比分析表明,4·17降水过程表现为积云层状云混合降水回波,并出现了逆风区,降水中伴有雷暴,而4·20降水过程表现为层状云降水回波,以稳定性降水为主。     

河南一次层状云宏微观物理特征分析

利用2007年3月23日PMS机载云粒子测量系统所观测的河南层状云微物理资料,结合雷达、卫星、探空等资料,分析了云宏微观物理结构特征。结果表明,在云的暖层,FSSP-100测量的小云滴平均直径多在5～12μm,平均7.33μm;小云滴最大直径变化在14～47μm,平均27.80μm;小云滴总数浓度取值范围为47.73～352.00个/cm3,平均160个/cm3。在云的冷层,FSSP-100测量的小云粒子（包括云滴、冰晶）最大直径平均24.8μm;小云粒子总数浓度取值范围为0.899～641.000个/cm3,平均297个/cm3。机载King热线液态含水量仪观测云中存在过冷液态水,过冷云水含量变化在0.02～0.20 g/m3,平均0.093 g/m3。最大值0.202 g/m3,出现在4 368 m（温度-8.5℃）高度。云中粒子谱型主要为负指数型和单峰型。     

雷达资料在青海省东部人工增雨效果检验中的应用研究

利用2013—2014年青海省东部农业区人工增雨作业期间雷达资料,根据层状云和对流云2种类型云的地面增雨作业,分析了作业云体(或对比云体)催化前后的组合反射率、回波顶高和垂直积分液态水含量等雷达参数的变化规律。结果表明,层状云地面增雨作业后各雷达参量在一定时间内处于上升趋势,第5~7个体扫时达到最大,之后才出现下降趋势。因此,可考虑对此类降水云系的重复作业时机应选择在作业后第5~7个体扫,即作业后30~40 min。在对流云增雨过程中,通过对照对比云,增雨作业有助于延长对流单体的生命史,具有较大的增雨潜力。     

山东一次适宜增雨作业的雨滴谱特征分析

为了解降水微物理特征,更好地为增雨抗旱气象服务提供技术支持,本文以2015年4月18~19日发生在山东的一次适宜人工增雨作业的降水过程为例,利用激光雨滴谱仪获取的观测资料对雨滴微物理参量的连续演变特征、雨滴谱微物理参量特征以及降水不同阶段雨滴谱特征等方面进行分析。结果表明,降水强度决定于雨滴谱谱宽和雨滴数浓度,三者随时间变化趋势大致相同,峰区和谷区出现的位置基本一致;各谱特征参量与降水强度间均呈正相关性,即都随雨强的增大而增大;在雨强基本小于1 mm/h的降水第一阶段,谱宽仅为1.75 mm,而进入到雨强多数大于1 mm/h的降水第二阶段时,谱宽为3.5 mm;对于雨滴数浓度而言,降水第二阶段各档粒径数浓度远大于降水第一阶段中各粒径档数浓度值,仅粒径在0.375~0.5 mm之间时,降水两个阶段的雨滴数浓度值基本相同,在102量级。     

铜仁市一次暴雨天气过程成因特征分析

2018年6月21—22日在铜仁市南部出现了一次较长时间的暴雨天气过程。本文利用MICAPS实况资料、气象自动站监测数据和铜仁多普勒天气雷达资料对此次暴雨过程成因进行诊断分析。分析结果表明,降水区在潮湿不稳定的西南季风气流控制下,受高空低槽和中低层切变线共同影响,加上弱冷空气南下与南海输送的暖湿气流汇合,气流辐合形成垂直上升运动触发不稳定能量的释放,是导致铜仁市此次暴雨过程的主要成因。分析雷达回波反射率因子资料发现,降水区主要降水时段的反射率因子在40 dBZ以上,这次暴雨过程以积状云为主的积云层状云混合降水回波。     

四平地区一次强降水过程分析及雨滴谱特征分析

雨滴谱是云和降水物理观测的重要内容之一,基于2014年7月21日四平地区发生的强降水,分析强降水发生的环境条件,同时通过分析此次过程四平观测站雨滴谱观测资料,计算空间数浓度N、立方根直径D3、雨强I、液态含水量Q、雷达反射率因子Z等降水特征参量。通过分析这些降水参数给出该过程的雨滴谱变化特征。     

华北玉米农田大气/植被界面氨气和铵盐动态变化研究

为系统研究大气/植被界面还原性氮(氨气和铵盐,NHx)的动态变化,选择华北典型玉米农田生态系统,于2016年8月和9月开展了2次综合观测实验,同步采集并测量了植被冠层大气中氨气和铵盐浓度(气溶胶和降水)、玉米叶片和土壤中铵盐含量。结果表明:实验期间(玉米抽穗期和花粒期),植被冠层氨气和铵盐浓度的平均值分别为30.6±6.8μg·m~(-3)和5.9±3.3μg·m~(-3),变化范围分别为21.1~37.6μg·m~(-3)和2.1~8.0μg·m~(-3);降水过程造成植被冠层的气溶胶铵盐浓度下降了75%,这一比例(被降水湿清除的效率)显著高于氨气。玉米叶片中铵盐含量从植株顶端到底部呈现下降趋势,变化范围为0.17~0.25 mg·g~(-1)(抽穗期)和0.74~1.20 mg·g~(-1)(花粒期),且呈现随温度升高而升高的日变化特征。抽穗期植株氨气补偿点为1.9±1.4μg·m~(-3),远低于大气氨气浓度31.4±4.8μg·m~(-3);花粒期植株氨气补偿点52.0±30.7μg·m~(-3),高于大气氨气浓度29.3±11.7μg·m~(-3)。8月10—13日玉米抽穗期,大气活性氮通过降水、气体和气溶胶3种途径输入到农田的总量约25 mg N·m~(-2)·d~(-1),是农田土壤和作物可利用氮的重要来源。农田氮管理中需要充分考虑植被与冠层大气氨的交换过程。     

沈阳一次西风槽降水过程的雨滴谱特征分析

利用粒子激光探测仪、翻斗式自动雨量计和新一代天气雷达对沈阳春季一次西风槽降水天气进行了同步观测研究,对3种仪器观测信息的分析结果表明:翻斗式自动雨量计观测的降雨强度和累积雨量与粒子激光探测仪(Parsivel)的观测结果一致,表明粒子激光探测仪在不同速度、直径等级观测的雨滴数是可信的;谱宽和降水粒子数随时间变化同步,决定了降雨强度.且直径大于1mm的雨滴是降水的主要部分;建立了反射率因子和雷达回波强度与降雨强度和空中雨水含量的指数关系式,为雷达探测降雨强度和空中雨水含量提供了计算模式;在谱宽随时间变化平缓时,粒子激光探测仪观测的回波强度与雷达观测的回波强度基本一致,可用激光探测仪观测的回波强度标校雷达观测.     

都兰县气候变化对气候生产潜力的影响

利用都兰县1961—2018年气温、降水量资料,基于Miami和Thornthwaite Memorial模型计算气候生产潜力,分析了都兰县近58年中气温、降水量及气候生产潜力的变化特征,探讨了气候生产潜力对气候因子的敏感性。结果表明,都兰县年平均气温升高显著,升温率为0.3℃/10 a;降水也呈显著增加趋势,增幅为17.8 mm/10 a。都兰县气温、降水生产潜力均呈显著增加趋势,增加倾向率分别为19.9 g/(m~2·10 a)、30.8 g/(m~2·10 a),2011年以来较20世纪60年代相比,气温、降水生产潜力分别增加90.0、126.3 g/(m~2·a)。都兰地区气候生产潜力呈明显增加趋势,增加倾向率为7.2 g/(m~2·10 a),2011年以来较20世纪60年代相比气候生产潜力增加138.6 g/(m~2·a)。气候生产潜力对降水量变化敏感,降水量增加对提高气候生产潜力有利。     

白城市降水雷达回波特征分析

利用白城市多普勒天气雷达探测的回波强度资料,分析了白城地区层状云、积层混合云、对流云、降雪云的回波特征,并讨论了径向速度场代表的环流特征,为进一步发挥天气雷达在防灾减灾中的作用奠定基础。     

上海市典型化工园区VOCs特征及臭氧生成潜势分析

该文利用在线气相色谱监测系统对上海市某典型化工园区大气挥发性有机物(VOCs)进行了自动连续监测,对VOCs浓度特征和臭氧生成潜势进行了分析。结果表明,2015年8月,该区域VOCs每1h平均浓度水平为144.5μg/m~3,其中,烷烃、烯炔烃、芳香烃和卤代烃的每1h平均浓度分别为71.4、18.8、36.8和17.4μg/m~3。该区域VOCs最大臭氧生成潜势量(Φ_(OFP))为450.1μg/m~3,其中,烷烃86.7μg/m~3,烯炔烃192.4μg/m~3,芳香烃166.4μg/m~3,卤代烃4.5μg/m~3。烯炔烃和芳香烃是该区域大气VOCs中的关键活性组分。     

2020年石嘴山市一次暴雨过程的诊断分析

主要利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料及多普勒雷达等气象资料,对石嘴山市2020年8月11日暴雨天气过程主要影响系统、降水过程发生前后其影响区域的动力、热力、水汽等物理演变特征进行了天气学诊断分析。结果表明：此次石嘴山市暴雨天气过程是由500 hPa冷槽,700 hPa暖式切变线、低空急流共同影响形成的;其中,上干冷、下暖湿的不稳定层结,低层辐合高层辐散是本次暴雨发生和维持的主要指标,从雷达回波来看,此次降水为层状云与对流云叠加的混合型降水,是由新的对流单体不断产生使回波发展引起的。     

黔南“3·18”冰雹天气演变过程分析

2018年3月18日夜间黔南出现强对流天气,为今后类似天气的短时临近预报提供参考,利用多普勒天气雷达图形产品资料,对黔南"3·18"冰雹天气形成发展演变过程进行了分析。结果表明:此次冰雹天气过程主要机制受高空槽、低层切变线和地面冷空气共同作用;反射率因子上有大于55dBZ(雷达回波强度)强回波出现,同时反射率因子中层的三体散射特征、低层V形入流缺口特征明显,可作为判定冰雹的定性指标;径向速度上存在逆风区,体现了对流云体内气流的运动特性,为对流云的发展和加强提供了前提条件;垂直风廓线上垂直风切变的维持,有利于冰雹发生;垂直液态含水量发生跃变由最小值5千克/平方米逐渐增至最大值50千克/平方米,可以作为降雹的潜势指标。     

暴雨空报过程原因分析

基于多普勒雷达产品基数据,运用雷达UCP和PUP的链接进行基数据反演,得到反射率、径向速度、回波顶高、风廓线速度方位角显示以及风暴追踪信息等产品,结合区域内站点气温、气压等资料模拟的海平面气压场,对一次暴雨空报过程进行回波结构、径向速度和风廓线速度方位角及气压场结构特征分析。结果表明,此次暴雨空报过程主要由于云团分裂导致,其在雷达回波反射率图上可以直观地演示,分裂得到的对流云回波强度、最大回波顶高、最大回波强度位置等与层状云存在很大差异,并且对流云是造成强降水的主导因素;云团的径向速度场和风廓线速度方位角分布场,能够很好地说明其分裂的具体地点、原因以及分裂后层状云团、对流云团的演变发展和结构特征参数据,与实况降水资料相符合;构建云团的海平面气压场,可以近似印证出云团的雷达回波结构和径向速度场,且能很好地解释云团的分裂原因和移动方向,但还需要从大量的实例中去寻找其共性的规律。     

昆明地区夏季冰雹云多普勒雷达定量判别指标

利用昆明市探空资料、多普勒天气雷达资料、地面观测资料,对2010—2014年昆明地区19次典型降雹天气过程进行综合分析,重点对冰雹云发展初期的雷达判识指标进行研究,对原有的冰雹云发展阶段雷达判识指标进行更新、细化、完善,总结得出基于雷达资料的人工防雹作业判识新指标,并利用2015年发生的冰雹天气过程检验了指标。结果表明,昆明防雹作业指标为组合反射率回波强度达45dBZ、强回波H_(45dBZ)中心强度跃增≥5dBZ、回波顶高≥8 km、强回波中心顶高﹥6 km。利用强回波H_(45dBZ)中心顶高﹥6 km和强中心强度跃增≥5dBZ能很好地识别冰雹云,但提前预警时间太短,预警作用有限。