GIS技术在人工影响天气作业气象探测资料分析中的应用

笔者以焦作市人工影响天气作业指挥系统为实例,分析了气象探测资料在人工影响天气作业指挥中的综合处理应用,介绍了组件式GIS技术在人影作业指挥系统中应用的总体思路,并阐述了该系统中GIS应用的主要方面,包括离散点探测资料的分析处理、雷达资料处理显示、各类探测资料的融合叠加、精细化预报产品的图形化显示及火箭安全射击范围管理、区域协作区管理等。实现了人工影响天气作业指挥中气象探测数据、预报预警信息、火箭射击区域等数据的空间管理,基于GIS可以对作业效果进行科学评估。     

奎屯河流域“2016·5·17”强雹暴天气雷达回波特征分析

研究分析奎屯河流域不同区域、不同时间雹暴的生成过程及演变特性,是提高第七师人影防雹减灾的重要基础工作。本文利用2016年5月17日奎屯河流域出现的一次较强雹暴天气的多普勒雷达探测回波资料,以及当日相关场(镇)受灾情况的统计资料,综合分析了雹暴天气雷达回波平显(PPI)和高显(RHI)的演变规律和回波特性,为奎屯河流域防雹减灾工作提供参考。     

WRDPS-Dopler自动遥测定位系统在第七师天气导变中的应用研究

应用WRDPS-Dopler自动遥测定位系统数据处理技术,将新一代天气雷达探测雹暴天气资料进行同化,深入分析回波流场和雹暴发展成因,研究提高第七师在天气导变中对较强对流天气云水含量自动遥测定位的准确率,为联防区前沿防雹作业站(点)有效作业提供技术支持。     

应用数字化天气雷达Wrdps处理系统的“三维时变”识别雹云技术提高第七师防雹减灾效果的研究

应用数字化天气雷达wrdps(x21)处理系统的"三维时变"识别雹云技术,结合第七师气象局局域网搭载平台的三维分析系统,共享数字化雷达wrdps(x21)系统处理的强对流天气产品,并结合第七师气象台的卫星影像资料,分析在时间尺度上的强对流天气演变过程,研究强对流天气发生及特征与环境条件的关联性,增强对雹云天气的预判能力,从而达到防灾减灾的目的,提高防雹作业效果。     

湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪关系研究

为了找出湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪特征以及关系,利用湖南省2007年闪电定位系统和长沙多普勒天气雷达探测资料,对湖南省周边地区闪电特征及其与雷达回波关系进行统计分析。结果表明：湖南省及周边地区云地闪分布具有明显时间分布不均特征,大多发生6、7、8月,月初和月末为高峰期,日分布呈双峰值变化,主峰在16:00—17:00,次峰在20:00—21:00,17:00左右日均频数最高,对应雷电灾害最为严重。雷达回波面积及强度与云地闪频数及强度存在明显对应关系,云地闪频数越大,强度越强,则雷达回波面积越宽,强回波出现几率越大。大于50 dBz雷达强回波中心形成前15 min到30 min时间内,一般都有云地闪发生。雷达回波位置与闪电发生区域具有很好的一致性。     

风廓线雷达晴空大气返回信号功率谱特征分析

风廓线雷达谱参数是生成基本数据产品的重要参数,谱参数的正确估算是风廓线雷达运用的基础。基于晴空大气服从高斯分布的假设,本文给出了判断晴空大气返回信号功率谱服从高斯分布的2个判据,一是均方差值,二是面积相对比,利用这2个判据统计分析了风廓线雷达晴空探测资料服从高斯分布的情况,并分析了可能出现的带有杂波的大气返回信号以及杂波剔除方法,得出晴空大气返回信号功率谱服从高斯分布的结论,为快速估算晴空大气谱参数提供了新的方法,即功率谱的波峰位置对应多普勒频移,相对波峰位置的半功率点对应谱宽。     

鲁西北一次农业致灾暴雨天气成因分析

为了揭示局地暴雨天气的成因,以期为此类农业灾害性天气的预报预警提供指示,笔者利用常规观测资料、加密自动站资料和多普勒雷达回波资料,对鲁西北地区2012年7月4—5日暴雨天气过程的环流背景、物理量场特征和中小尺度系统进行分析。结果表明：此次暴雨的主要影响系统是高空西风槽、切变线和低空急流;聊城地区水汽通量散度所揭示的强水汽辐合时间与垂直运动发展增强时间没有很好的对应,因此此次强降水时间较短;暴雨落区与强上升运动的发展区域在空间上相关性更好;对流层低层辐合线触发了不稳定能量的释放产生暴雨;此次暴雨过程的局地特点可以用中小尺度系统进行解释,而中小尺度系统的跟踪一定程度上依赖于区域站资料的开发应用;多普勒雷达的强雷达回波单体和阵风锋能较好地解释此次局地暴雨过程,多普勒雷达产品的应用有待近一步深化研究。     

第七师垦区雹云特征及预警信息化措施的研究

利用"XDR-X"型711数字化天气雷达1991—2014年24年的雷达回波资料、Tlog-p图和Y模式分析研究第七师垦区冰雹云路径分布变化,结果显示,冰雹天气在不同月份发生的概率统计、雹云变化情况和K、SI指数指标与降雹相关性较好,采用新技术新方法研究夏季冰雹防灾减灾效果,是提高区域防雹减灾能力,最大程度避免或减轻冰雹灾害的基础工作。     

车排子垦区一次冰雹天气雷达回波的特征分析

兵团第七师车排子垦区由于受特殊地理环境的影响,是奎屯河流域易生成雹暴天气的重点区域,特别是离散性、局部性雹暴天气出现较为频繁.本文利用2011年6月22日发生在车排子垦区一次受低涡分裂短波扰动影响的雹暴天气雷达回波资料,对此次雹暴的发生、发展及演变特征进行了研究分析.     

台风“海棠”减弱后对影响潍坊一次暴雨的特征分析

利用常规天气图、数值预报产品和多普勒雷达资料,对2017年第10号台风"海棠"减弱后的热带低压进行综合分析,主要针对2017年8月2—3日其影响潍坊的一次强对流天气过程进行个例研究,结果表明:(1)此次强对流天气过程主要由台风减弱后的热带低压、冷空气和地面气旋共同影响造成的,系统动力抬升条件好,水汽输送条件好,再加上列车效应导致潍坊多个站点出现暴雨和大暴雨天气;(2)几家数值预报产品对此次过程的天气系统预报差异较大,其中欧洲中心表现较好,对今后的预报有指导意义。     

CINRAD雷达与车辆智能监控系统指挥防雹减灾新技术的应用

利用CINRAD新一代天气雷达对第七师垦区对流作业天气条件进行连续监测,对雷达产品资料进行收集、归纳和分析,提高雷达识别冰雹的准确率,同时,针对七师垦区对流单体、弱多单体风暴、多单体风暴和超级单体的弱回波区(BWER)、垂直风切变、液态含水量等雷达回波的特征,研究冰雹的发生期、酝酿期、跃增期、降雹期和消亡期的各个时期的特点。根据雹云不同时期,利用GPS车辆智能监控系统合理指挥作业车辆,合理布局地面作业催化网络,以云顶高度、负温区厚度以及风向、风速、云内温度分布等云内物理条件,选择作业高度、作业部位和作业时机,将雹灾带来的灾害降到最低。     

应用环流形势图结合卫星云图等资料综合分析二次相同强度对流天气的成因

通过2015年7月4日、5日的高空环流形势图、卫星云图、地面气象观测和高空探测等资料,对比分析发生在北屯市一八五团二次强对流天气的成因,研究该区域强对流天气的气象预报指标和特殊地形物理量值,为今后及时准确预警强对流天气提供重要的气象数值。     

台风“海棠”减弱后影响潍坊的暴雨特征分析

摘要：[方法]利用常规天气图、数值预报产品和多普勒雷达资料,[目的]对2017年第10号台风“海棠”减弱后的热带低压进行综合分析,主要针对2017年8月2～3日其影响潍坊的一次强对流天气过程进行个例研究,[结果]结果表明：(1)此次强对流天气过程主要由台风减弱后的热带低压、冷空气和地面气旋共同影响造成的,系统动力抬升条件好,水汽输送条件好,再加上列车效应导致潍坊多个站点出现暴雨和大暴雨天气;[结论]（2）几家数值预报产品对此次过程的天气系统预报差异较大,其中欧洲中心表现较好,对今后的预报有指导意义。     

冀东地区“9.27”雷暴大风的雷达回波特征

为提高唐山地区雷暴大风的预报和监测能力,利用常规气象资料、秦皇岛站多普勒雷达资料和每6 h 1次的NCEP FNL 1°×1°再分析资料,分析了2012年9月27日（简称“9.27”）在冀东出现的大范围雷暴大风天气过程。结果表明：近乎垂直的西来槽和上干下湿的结构是此次天气产生的环境背景,地面冷锋和干线触发了此次天气过程。低层辐合、高层辐散以及充足的水汽条件使系统进一步加强,强大的倾斜上升气流使系统得到维持。雷达回波图上可识别出明显的穹窿结构、阵风锋、前侧入流和后侧出流回波特征和大风区,垂直速度剖面存在明显的辐合区。根据雷达回波特征演变推断,这次雷暴大风主要由强回波高度的快速下降,强冷空气入侵和回波的快速移动产生。     

石河子垦区一次持续性强对流天气成因分析

利用常规资料、地面加密资料、FY-2C卫星及多普勒雷达等资料,对2013年6月10~14日石河子垦区傍晚时分的持续性的强对流天气过程的大尺度环境背景、物理量场进行分析和研究,结果表明:(1)这次持续性的强对流天气发生在西伯利亚冷涡的大尺度环流背景下,从冷涡底部不断分裂短波,是强对流天气的影响系统。(2)对流层低层850 h Pa有逆温层和强垂直风切变形成,有利于对流活动的发生。(3)石河子处于低层辐合、高层辐散的上升运动区。有利于对流不稳定能量释放,产生强对流。通过探讨造成石河子垦区强对流天气的中小尺度天气系统发生、发展的环境场条件,可提高对此类强对流天气发生发展的认识水平,为今后此类强对流天气预报提供参考依据。     

2014年夏季内蒙古通辽市局地暴雨中尺度特征分析与讨论

利用常规天气资料、卫星、雷达及地面自动站等资料对2014年7月15日内蒙古通辽市局地暴雨过程进行了分析和讨论。结果表明,本次暴雨过程强降水范围小,强度集中,短历时特点显著,具有局地性和突发性,预报难度较大。此次局地暴雨主要由中、小尺度系统引起,卫星云图上表现为中-γ尺度、中-β尺度到中-α尺度对流云团,最后发展为MCS复合体的演变过程,对流云团的合并、发展、加强导致了短时强降水的发生。雷达的回波形态与对流云团的合并有很好的对应关系。强的垂直风切变和中层干冷空气的入侵为本次暴雨提供了有利条件。地面中尺度辐合系统是本次局地暴雨的触发机制。研究后发现,应加强对高分辨率监测产品的分析和解读,结合对天气形势、周边环境特点的充分了解和把握,可以有效地提高预报员对局地强天气的预报预警能力。     

江淮流域3次致涝大暴雨过程的对比分析

为了掌握2011年梅汛期江淮流域强降水频发特征,揭示大暴雨天气发生发展机理,为今后暴雨预报提供有益参考。利用常规探测资料、中尺度加密站资料、雷达资料和数值模式产品资料对比分析了6月25日、7月5日和7月12日发生的3次大暴雨过程。结果表明：6月25日、7月12日强降水发生受西风带冷空气南下与低空倒槽发生相互作用,倒槽东侧的偏南气流提供充足的水汽,前者为弱冷空气与强热带风暴“米雷”外围云系结合的降水,属稳定性降水,后者为对流性降水;7月5日强降水发生于副高边缘,主要由上冷下暖的不稳定层结以及低空西南急流提供的充足的水汽供应所致。多普勒天气雷达基本反射率图可以较好地追踪强降水回波,在开展大暴雨天气联防和短时临近预警中凸现作用。     

七师垦区一次对流天气的多普勒雷达回波特征分析

利用七师新一代多普勒天气雷达回波资料、气象台地面观测资料对2015年7月2日七师垦区一次强对流天气进行分析,天气资料分析显示,当日该地区处于不稳定层结状态,为风向弱辐合区;雷达回波资料分析显示,初期对流单体为一南北带状体,左侧不断降水减弱,右侧合并发展加强,成为较强单体降水回波一次天气过程。     

浙江一次副高边缘强对流天气过程分析

为进一步探究浙江强对流天气的成因,提升气象为农服务能力,利用常规观测资料、NCEP再分析资料及多普勒天气雷达资料等分析了2017 年8 月17 日浙江发生的一次大范围大风及冰雹天气过程,结果表明：（1）此次强对流天气过程产生于弱对流条件下,高空槽东移、西南气流增强改善了动力条件、热力条件和水汽条件,加强了不稳定层结;局地热对流、低层切变和地面辐合线为触发条件。（2）雷达垂直积分含水量密度是产生冰雹的一个重要指标,浙江本地VIL/ET≥3.9 时产生冰雹概率极大。（3）雷暴回波质心快速下降标志着大风天气的产生。雷暴后侧较干入流急流利于系统的发展加强,形成飑线。雷暴单体减弱后的大片层状降水回波长时间维持是强降水的主要成因。（4）大风天气爆发主要有2 个阶段,一是由飑线东移造成,二是飑线减弱后的单体风暴入海增强造成。飑线内部的弱中气旋是造成杭州湾沿岸大风的主要成因之一。飑线减弱后入海增强可能为海陆热力性质差异导致。     

沈阳一次强冰雹天气中尺度特征分析

为了研究沈阳地区局地强雹暴的中尺度特征,寻找致雹物理参量特征及雷达临近预警指标,利用辽宁省常规观测资料、新一代多普勒天气雷达资料、LN-LAPS同化系统资料等,从热力、动力条件、雷达回波PPI和反射率因子垂直结构等方面,分析了2017年9月22日上午沈阳一次冰雹过程。结果表明：雹暴发生在东北冷涡背景下,条件不稳定和水汽含量大的湿润环境中,近地面风场辐合,高空反气旋辐散。雷达资料显示,降雹前有回波悬垂特征,同化的雷达资料分析场能揭示冰雹事件较精细的垂直结构,对冰雹中小尺度系统有较强的解释应用能力。