2014—2022年古田人工增雨随机试验物理检验

基于2014—2022年福建古田地面火箭人工增雨随机试验样本,利用回波强度、回波顶高和负温层厚度等雷达宏观参量以及双偏振参量差分反射率和差分相位差,开展人工增雨随机试验物理检验及催化个例的物理响应研究。结果表明:与作业后非催化样本回波强度小幅上升后快速减弱相比,81.6%的催化样本在作业后回波强度增强,其中52.6%的样本最大增幅为0～20%(不含0),21.1%的样本增幅为20%～50%(不含20%),7.9%的样本增幅超过50%;作业后52.6%的催化样本出现回波顶高升高和负温层增厚现象,其中36.8%的样本增长0～20%(不含0),13.2%的样本增长20%～50%(不含20%),2.6%的样本增长超过50%;催化样本的双偏振参量差分反射率和差分相位差在作业后也出现持续增强;个例分析显示,催化作业有助于云体发展、增强和维持,促使降水量显著增加,不仅降水粒子增多增大,云体生命史也延长。     

一种在人工防雹中判别冰雹云的方法

利用滨州地区１９８８－１９９７年的雷达回波,降雹资料及有关的高空探测资料,对冰雹云的雷达回波参数和环境场要素进行了统计分析。结果表明：降雹与雷达回波顶温度,回波强度,０－２０℃之间云体的厚度,７００ｈＰａ上的比湿及云体的冷暖厚度之比等参数有关。     

人工防雹中冰雹云的识别方法初探

利用滨州地区１９８８～１９９７年的７１１雷达回波、降雹资料及有关的高空探测资料,对冰雹云的雷达回波参数和环境场要素进行了统计分析。结果表明：降雹与雷达回波顶温度、回波强度、０～－２０℃之间云体的厚度、７００ｈＰａ上的比温及云体的冷暖厚度之比等参数有关。在此基础上,建立了冰雹的短时预报方程,并为人工防雹提供可作为依据的简明判据。     

利用SCIT算法分析江淮地区对流云特征

本文设计了一种运用SCIT算法提取雷达拼图中对流云特征量的方法:用SCIT算法识别并追踪云体,算法中只用一个反射率阈值识别对流单体、云体边界;使用模糊逻辑法区分层状云和对流云,提取对流云雷达特征量。使用该方法提取了2013—2015年江淮地区夏季对流云的雷达特征量,并对雷达特征量与降水量分布的关系进行统计分析。结果表明:江淮地区夏季对流云中生命史为13～30 min的对流云比较多,约占总数的60%;生命史大于30 min的对流云较少,并具有平均回波强度、VIL、冷层厚度较大的特征,其最大回波强度和VIL与降水量的相关性较好。     

河北春季一次飞机人工增雪的综合分析

2013年4月19日,河北省人工影响天气办公室在河北中南部地区根据云系特点首次采用多层次水平催化和垂直验证的方式对层状云进行人工催化和探测。本文利用机载仪器所取得的飞机探测资料,结合实时天气、卫星、雷达、探空和雨量观测资料,分析了河北春季层状云增雪作业的技术指标,探讨了航测微物理参量和卫星、雷达、探空等资料在作业中的应用。结果表明：云在发展期雷达回波由15 dBZ逐步上升到25-35 dBZ,卫星反演的云顶高度、云顶温度、有效粒子半径、光学厚度等都有增加;云在中后期有效粒子半径、光学厚度、液水路径迅速下降,雷达回波同时减弱。在高度3 177-5 723 m之间过冷云滴达100-700个/cm^3,含水量在0.01 g·m^-3左右,最大0.081 g·m^-3,云粒子主要在此增长,形成降水粒子,该区间适宜催化。作业后,影响区内云体发展,雷达回波增强,出现35 dBZ强回波,且强回波中心扩大;卫星反演的云顶高度、光学厚度等比对比区有明显增加。     

一次层状云火箭增雨作业效果分析

文章采用统计检验和物理检验方法对2015年4月12日大连市出现的一次层状云降水过程进行了火箭增雨试验和作业效果评估,结果表明,通过作业区和对比区雨滴谱分钟雨量观测值与拟合值的对比计算发现,被催化云体在催化后的30~50 min内产生了最大雨强和降水,其相对增雨量达到49%(α0.001),显著性较高;同时,催化云体的雷达回波强度、回波面积、降雨时间,以及雨滴谱的变化特征等均表现了很好的物理效应,增雨试验效果显著。     

一类三阶微分方程组边值问题特殊正解的存在性

采用地面降水资料、多普勒雷达数据、探空资料等,利用自主开发的系统软件对实测资料进行增雨效果统计检验,通过目标区作业前后雷达参量的演变或目标区与对比区的回波参量的差异,来完整的分析2010年8月11日海南西部多点作业情况的催化效果。物理统计分析结果显示,催化一般在作业后半小时内起到效果并达到最强,目标区的最大强度、强回波区面积、液态水含量、回波顶高的增大率大于对比区的值,催化作业确实延长了目标云的寿命。     

多普勒雷达数据在海南省人工增雨效果评估中的应用

采用地面降水资料、多普勒雷达数据、探空资料等,利用自主开发的系统软件对实测资料进行增雨效果统计检验,通过目标区作业前后雷达参量的演变或目标区与对比区的回波参量的差异,来完整的分析2010年8月11日海南西部多点作业情况的催化效果。物理统计分析结果显示,催化一般在作业后半小时内起到效果并达到最强,目标区的最大强度、强回波区面积、液态水含量、回波顶高的增大率大于对比区的值,催化作业确实延长了目标云的寿命。     

雷达在确定火箭高炮发射角中的应用

通过对作业云体的回波强度、温度、含水量等物理量的观测,可定性定量的给出人工催化的云体部位,并可通过雷达、火箭、高炮、云体作业点三点组成的三角形直接计算出地面火力点的作业方位角,同时根据雷达测定的云的作业部位高度和火箭、高炮本身的弹道轨道,给出地面火力点的发射仰角。在人工影响天气作业中可减少靠目测指挥作业的盲目性。     

北京1980—1983年夏季云和降水的分析研究

根据北京地区1980—1983年夏季的5cm雷达回波和地面降水资料,作者研究了北京地区云和降水的特征.结果表明:具有不同结构特征和降雨过程的对流型、积层混合型(简称混合型)和层状型三种类型云体,产生了相应时空特征的地面降水过程.文章给出了它们的统计结果.     

多普勒天气雷达产品在人工增雨效果检验中的应用

利用湖南省境内的多普勒天气雷达探测资料,结合湖南省中小尺度地面降雨量资料,对催化作业前后日标云与对比云的多普勒天气雷达参数(回波顶高、最大反射率因子、垂直积分液态水含量、回波面积等)的变化特征进行对比分析.结果表明,催化后,目标云体雷达回波参数值均增大,约20～30 min后都能达到最强,而对比云增大率比目标云要小;作...     

两块冰雹云催化防雹效果分析

为了研究防雹技术、客观评价人工防雹效果和减轻冰雹灾害损失,采用物理效果检验方法中的对比方法,分析了2007年7月24日两块冰雹云防雹作业前后动态雷达回波特征.对雹云A实施防雹作业1次,最大回波强度减少10 dBz,45 dBz回波顶部高度降低0.8 km,云体加宽、减弱.平面显示,回波面积扩大,云体分裂,移动停止,并与...     

机载W波段测云雷达回波强度衰减订正仿真研究

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(94GHz,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...     

基于云雷达和降水雷达资料的一次典型暖云降水成因及粒子类型演变

针对2020年8月9日南京市一次典型对流性暖云降水过程,结合云雷达和双偏振降水雷达资料,研究了此次短时强降水的雷达回波特征和成因;基于雷达参量和模糊逻辑算法识别了水凝物粒子类型,并分析了降水过程中水凝物粒子的性质和演变.结果 表明:此次降水强度大、效率高,雷达观测的云体回波呈现低质心、强回波的热带型结构.正负速度对的出...     

垂直探测雷达的降水云分类方法在北京地区的应用

风廓线雷达采用相干累积技术提高雷达探测灵敏度,用于对降水云体进行垂直探测,能获取高分辨率的云体返回信号的全谱信息。利用多年降水天气统计资料,针对北京延庆地区降水特征,提出了基于风廓线雷达谱参数(回波强度、速度和谱宽)的降水云分类方案。该方案将降水资料分为浅对流、浅层状云、深对流、深层状云、混合—排除和混合—包含等六种降水类型。根据该方案,利用风廓线雷达结合双偏振雷达和自动雨量站观测资料,对2012年9月1日和2013年6月27日发生在延庆地区的两次降水天气过程进行了分析。结果表明,风廓线雷达谱参数垂直廓线可以较好的描述降水云体的垂直结构,回波强度廓线发展趋势与地面降水量趋势吻合较好。当降水存在对流时,地面降水量出现明显增大,同时伴随着大速度值区和高空大谱宽值区。利用基于风廓线雷达的分类方案识别降水云,可以降低降水类型误判的几率。     

单体云的一种观测方法

自天气雷达问世以来，教科书和观测规范规定：在观测单体云时，先以一定仰角做PPI（平面位置显示，简称平显），然后再将雷达扫描线正对PPI扫描所得云体回波强中心做RHI（距离高度显示，简称高显），最终得出云体回波最大高度（顶高）及强度信息，这一观测方法是目前通用的观测规则，这里称为常规方法。但是，我们在实际工作中发现在某些特定的条件下用上述方法不能观测出云体回波的最大高度及强中心顶高，特别是在防雹观测指挥中由于用上述方法观测出的云体回波最大高度及强中心顶高低于实际高度值，容易发生错误识别。１环境风场对单…     

黔东北一次局地特大暴雨天气的雷达回波特征分析

使用铜仁本地CINRAD—CD多普勒天气雷达、地面加密自动站资料,对2014年6月3日傍晚至6月4日发生在铜仁市的特大暴雨进行雷达回波特征分析。结果表明：混合型降水回波的＂准静止状态＂和回波有组织地排列形成＂列车效应＂是产生此次特大暴雨最直观的特征;最强暴雨落区在多普勒雷达径向速度图上β中尺度逆风区附近;正负速度区的变化及逆风区附近强对流多单体的持续影响常常会产生局地暴雨;暴雨回波的强回波核总是位于云体的中下部是暴雨回波的典型特征;特殊的地形条件也是产生此次大暴雨的一个重要因素。     

基于火箭和高炮真实催化轨迹的一次对流云消减雨的数值模拟

效果评估仍是人工影响天气研究面临的困难问题，数值模式在催化效果的评估方面有望发挥更大作用，建立能够模拟真实催化过程的数值模式是一条可行的途径。本文对一套三维中尺度催化模式进行了改进，采用了新的碘化银核化计算方案，在模式中增加了人工冰晶预报量及相关微物理过程，并实现了对地面火箭和高炮作业方式的仿真模拟。使用改进后的模式，采用500 m的水平分辨率，模拟了2019年9月1日华北地区一次对流云系的人工消减雨作业过程，对催化作业的消减雨效果进行了数值评估，并对碘化银在对流云中的核化特征及其催化作用机制进行了分析。结果表明：（1）催化作业对目标云系的雷达回波强度产生了一些影响，催化导致较多降水粒子滞留在高空，使得云体上部的回波强度略有增加，云体中下部的回波强度减弱，但催化作业并未改变目标云系雷达回波的自然演变趋势。（2）催化作业达到了一定的消减雨效果，作业区下游出现大面积减雨区，降水总量减少，降水强度减弱，局地最大减雨量为0.27 mm，主要影响区的平均减雨率为5.1%。（3）碘化银催化剂主要的核化方式为凝结冻结核化，其次为接触冻结核化。（4）催化作业造成了过量播撒，人工冰晶的成长占据竞争优势，...     

对流云人工增雨雷达效果分析软件的应用

根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件.在此基础上,对2008年湖北省12次对流云增雨试验进行了效果检验:发现其中10个个例催化效果良好,具体表现为增雨作业催化后,目标云的物理参数发生了比较明显的变化,回波强度、回波顶高、液态含水量、强回波面积等均增大,约半小时内达到峰值,而相应的对比云回波参量增长幅度比目标云小,或者没有继续发展,大部分对比云的生命史比目标云短.最后,通过综合分析,提出基层作业站点适宜开展人工增雨的催化指标,在实际应用中取得了良好的效果.     

2009年天津地区首场降雪过程分析

基于NCEP再分析资料、多普勒天气雷达产品与风云卫星云参数反演产品,对天津地区2009年的首场降雪过程进行了分析,研究表明:①造成此次降雪的主要天气系统是东移高空槽和地面倒槽;②降雪回波具备典型层云稳定性降水回波的特点,最强回波不超过35 dBz,伴随着降雪结束,回波顶高有所下降;③降雪过程云粒子有效半径数值维持在20μm,云体过冷层厚度、云顶高度较大,云顶温度在-30℃左右.随着降雪结束,云粒子有效半径、云体过冷层厚度和云顶高度数值逐渐减小,云顶温度则有所升高;④地面降水量和云粒子有效半径、云顶高度、云体过冷层厚度呈现正相关,与云顶温度呈现负相关.