雷达影像提取垄行结构土壤含水率方法研究

目前通过主动微波法建立的土壤含水率反演模型都是针对非周期的随机粗糙地表,而不适用于周期性垄行结构的地表。通过对全极化雷达影像和野外采样数据的分析,证明了同极化（hh和vv）后向散射强度受垄行观测方位角的影响可达4 dB,而交叉极化（vh）对方位角不敏感,据此建立了同极化后向散射强度随方位角变化的响应函数。在hh和vv极化模式下,构造的采样点到响应函数曲线的距离参数与土壤体积含水率的相关系数分别为0.7095和0.8723,分离出了方位角的影响。同时通过3种极化组合方案消除了粗糙度参数的实测误差对反演精度的影响。18个检验点的反演值与实测值之间的相关系数为0.9461,标准差为0.0366 cm3/cm3。证明了该模型对垄行结构土壤含水率的反演是有效并可靠的。     

农田作业机械测速方法试验

实时对地速度测量是精准农业智能装备必备的一项功能。该研究的目的是评价不同农田作业机械地速测量传感器的性能情况,选用多普勒雷达、霍尔元件、RTK-GPS、RTD-GPS和单点定位GPS 5种不同测速设备,在小麦地、翻耕地、未耕地和水泥地等4种典型地表环境下进行农田作业机械测速性能试验。试验结果表明：在作业机械匀速行驶过程中,差分GPS（RTK-GPS和RTD-GPS）输出的速度值变异系数较大,单点定位 GPS、雷达与霍尔元件传感器输出的速度值相对稳定,与平均速度接近。而在作业机械加速和减速过程中,各种传感器测速误差均增大,其中单点定位GPS速度误差和测速延迟显著增大。田间试验和分析表明,低成本单点定位GPS和霍尔元件在正常旱田作业条件下,可以作为精准农业智能装备有效的测速手段。     

基于Fisher判别准则的雷达产品识别降水方法

利用2006-2007年合肥多普勒天气雷达和安徽省全省自动雨量站的较长时间序列观测数据,基于Fisher多因子二级判别方法建立判别函数,以雷达产品数据作为预报因子来识别降水。结果表明,春、秋季和夏季的雷达产品数据与自动雨量数据具有较好的相关性;Fisher判别函数对降水的识别准确率较高,雨天的历史回报准确率分别达到76.16％和82.38％。     

辽宁省2008年8月11日暴雨过程能量条件诊断

利用常规观测资料、新一代多普勒雷达资料、自动站气象要素资料,对2008年8月11日的环流背景、物理量场等分析,初步探讨了2008年8月11日鞍山地区暴雨形成原因。结果表明：该次暴雨发生前东亚地区高空环流形势呈两脊一槽型,8：00辽宁所辖区域整层大气维持上升运动,次级环流建立,有利于辽宁上空上升运动的维持,在此背景下产生中尺度气旋,气旋中蓄积了大量的层结不稳定和位势不稳定能量,上升运动导致能量释放,形成暴雨。     

宁夏中北部暴雪过程分析

2007年3月2日08:00~3日20:00,久旱的宁夏迎来了一场喜雪,全区降雪量3.0~18.3mm,其中,中北部普降大到暴雪,12h和24h降雪量为宁夏最近30年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报(MM5)模式产品、多普勒雷达探测资料、卫星云图,对本次降暴雪的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统等进行分析。结果表明:这次中北部大到暴雪具有明显的中小尺度系统特征。主要影响系统有地面河套热倒槽,500hPa西南暖湿气流和700hPa兰州的低涡及地面中β尺度,为此次降雪的持续提供了有利的水汽和动力条件。     

福州2020年首次暴雨过程初步分析

综合使用地面自动站加密观测资料,常规观测数据、垂直风廓线等资料,分析2020年3月12日福州市一次暴雨天气过程,结果表明：此次暴雨过程大气层结较稳定,垂直风切小,对流性活动弱,以系统稳定降水为主;垂直风廓线上低层扰动和低空急流发展与高度下降,一般2～3 h后降水会较明显,预示降水有一定的延迟性;毫米波测云雷达在一定程度可以识别降水和非降水状态;此次暴雨模式预报华南区域模式表现最好,但强度预报偏强,模式调整幅度最大,能力也最强;FJ-WRF模式比较稳定,强度预报也偏强,位置略偏北;ECMWF模式强度预报适中,但位置比较偏北,这与预报的低层切变线较偏北有重要关系。     

2021年11月锡林郭勒盟一次极端暴雪天气过程分析

2021年11月5—8日,锡林郭勒盟（以下简称锡盟）出现秋末冬初第一场强降雪天气,此次大暴雪天气过程影响范围广、强度大、持续时间长,存在雨雪转换特征,伴有雾霾、大风、暴风雪天气。西乌珠穆沁旗日降雪量突破历史极值,二连浩特、苏尼特左旗、正镶白旗、太仆寺旗、正蓝旗、多伦县日降雪量超过极端阈值。研究表明：此次强降雪天气过程中,高层西南气流配合低层东北气流的相互作用,使得暖湿空气沿着冷垫爬升,有利于强降雪天气的发生。高空急流加强,锡盟处于出口区左侧,“抽吸作用”加强,高空槽、低层风向风速切变、地面冷锋影响,促使上升运动加强,有利于暴雪天气的发生;锡盟西部地区低层辐合高层辐散,而东部地区低层辐散高层辐合,叠加冷锋锋区影响,存在明显的次级环流,有利于上升运动的进一步加强,造成强降雪天气;比湿达到2～4 g/kg,水汽通量散度为负值影响,850 hPa存在一支风速>12 m/s的东北风急流,有利于将鄂霍次克海的水汽源源不断地输送至锡盟上空,提供充足的水汽条件;雷达产品显示,降雪天气过程基本反射率因子最大回波强度为35dBz,回波影响时间长,径向速度显示近地层风力为39 m/s,组合反射率最大强...     

贵阳市一次大范围冰雹天气过程综合分析

利用国家气象站常规观测资料和地面加密气象观测资料、多普勒天气雷达产品、FY-2D卫星云图、ERA5逐小时再分析资料对2021年5月9日贵阳市一次大范围冰雹天气过程进行综合分析。结果表明：对流在850 hPa切变线南侧、急流前侧以及地面辐合线附近触发,强对流沿地面辐合线不断东南移影响贵阳。强对流发生时,贵阳上空有强上升气流和明显的高层辐散、中低层辐合的结构。逆温层、700 hPa暖脊、热低压使得不稳定度增强,贵阳地区强雷暴发生概率增加。回波具有典型的冰雹回波特征。冰雹天气主要出现在TBB梯度大值区和TBB大值区之间。     

高邮边界层风廓线雷达数据获取率分析

数据获取率是评价风廓线雷达探测性能的一个很重要的指标。利用高邮2020年8月—2021年8月的边界层风廓线雷达资料,对该风廓线雷达的探测性能和风场数据的可靠性进行了统计与对比分析。结果表明：风廓线雷达获取率存在一定的高度、季节、日变化特征,同时降水会对其产生影响。     

地球物理方法在土壤水文过程研究中的应用与展望

土壤水分的多尺度高效监测是土壤水文过程研究的基础.近些年以电阻率成像法、探地雷达法和电磁感应法为代表的地球物理方法,凭借多尺度适用性和微扰动原位监测的优势被广泛用于土壤水文学研究.本文在介绍以上3种代表性地球物理技术工作原理的基础上,初步总结了地球物理方法应用于水文学研究中的进展,讨论了地球物理手段未来应用于土壤水文学...