近海海面上晴空回波的雷达观测

一、前言 近十几年来世界各地对晴空回波的观测，都有了进一步的分析和解释，虽然，他们所观测的晴空回波出现的空间各有不同，除个别是由于鸟与昆虫散射而来的回波外，基本上都是由于大气折射率的不均匀分布而引起的。我们在青岛近海的紧贴海表面大气中观测到几种晴空回波；它们虽然在表现形式上有所不同，但其来源根据目测和雷达观测的结果来看，证实是同出一辙。在下面就其中一种形式初步地加以分析和介绍。     

海面上空晴空层状回波的初步分析

我们使用设置在岸边3.2cm波长的测雨雷达每天监视天气变化的同时观测到了低空中的晴空层状回波,因它仅出现在海面的上空,情况比较特殊,所以对它加强了注意。这种类型的回波与紧贴海面的另一种晴空回波出现的情况有些不同,紧贴海面的晴空回波在一定的客观条件下,基本上可以掌握其出现的规律,而这种回波只有在大气中     

海面上空晴空层状回波的初步分析

我们使用设置在岸边3．2cm波长的测雨雷达每天监视天气变化的同时观测到了低空中的晴空层状回波，因它仅出现在海面的上空，情况比较特殊，所以对它加强了注意。这种类型的回波与紧贴海面的另一种晴空回波出现的情况有些不同，紧贴海面的晴空回波在一定的客观条件下，基本上可以掌握其出现的规律，而这种回波只有在大气中某一时刻某个空间里具备了一定合适的条件它才会出现，所以以前称这种雷达回波为仙波、鬼波，对这种回波的观测也存在着一定的难度。     

晴朗天气大气对微波的衰减

本文用两套公式，由标准大气的气象要素分别计算了０￣２ｋｍ、２￣６ｋｍ（不含２ｋｍ）、６￣１１ｋｍ（不含６ｋｍ）及０￣１１ｋｍ晴空大气层中氧分子、水汽分子和大气气体分子对微波的衰减。分析了各层大气吸收的特性。结果表明两套公式计算晴空大气衰减都是成熟的。     

2003年夏季华南持续高温天气过程及热力诊断

利用华南观测的逐日最高气温资料和NCEP逐日再分析资料,对2003年6月29日—8月15日华南持续高温过程的大气环流背景、动力和热力条件进行了诊断分析。结果表明,2003年6月29日—8月15日华南大范围持续高温的前2段高温峰期与副高有关,第3段高温期大陆高压有关,而且3次高温过程都与热带气旋外围下沉气流有密切联系,而前2次持续高温的缓解都与热带气旋登陆和影响华南地区有密切联系。热力诊断发现,3段持续高温期间,近地层大气的局地增温主要是由非绝热加热作用(白天地表感热通量和地面长波辐射加热)造成的,水平温度平流对局地增温作用有负贡献。高温天气过程的晴空少云天气背景有利于白天太阳辐射加热地面,并可造成明显的地面感热通量和地面长波辐射加热近地面层大气,从而导致了持续高温天气过程。     

利用纬度—时间剖面卫星云图分析西太平洋热带辐合带云系的结构和变化

一、引言热带辐合带(ITCZ)是南北半球两个副热带高压之间的气压最低气流汇合的带区,过去都是根据风场和气压场来定义的,自从卫星云图使用以来,已开始较多地根据卫星观测到的云带来定义。云是影响热带大气热源的重要因素,又可间接表示垂直运动情况,从而能够估计经向和纬向环流。但是,多云带和低压带在位置上是多少有些差异的,本文采用以热带地区东西向的多云带作为ITCZ,把南北纬30°附近的晴空和少云区作为副热带高压的位置。     

基于星载微波辐射低频双极化通道观测数据的微波辐射传输模型

微波辐射传输方程是海洋-大气微波遥感的理论基础,本文基于晴空条件下AMSR-E 10.7GHz水平与垂直极化亮温数据,将平静海面的亮温观测结果与4种海水相对电容率模型和2种大气水汽吸收模型的计算结果进行比较,确定了海水相对电容率模型与水汽吸收模型,基于上述模型和实测亮温数据反演了风致各项同性海面发射率,其与已有的经验模型结果基本一致,由此建立了星载微波辐射传输模型;利用建立的辐射传输模型计算亮温与AMSR-E观测亮温分别反演了海表面温度与海表面风速,验证了所建微波传输模型的有效性。本文的研究结果可为星载微波辐射计亮温定标、海洋地球物理参数提取奠定基础。     

基于MODIS资料反演海上能见度的经验模型

利用2002年10月~2003年8月的中分辨率成像光谱数据MODIS(ModerateResolutionImagingSpectrora-diometer)和华南沿海及海上能见度观测数据,对华南海域连续的、长时间序列的能见度遥感监测和定量反演进行了试验。将MODIS影像分为:晴空(Ⅰ);雾和低云(Ⅱ);有降水积云(Ⅲ)和其它(Ⅳ)4类,并按照通道间相关性最小和与大气水平能见度相关最大的原则进行通道筛选。初步分析表明,水平能见度确实与MODIS卫星表观反照率存在一定的函数关系。在此基础上,对每一类进行通道筛选和特征因子提取,建立分类的反演经验模型进行大气水平能见度的遥感反演,并与观测结果进行了比较。结果表明,在Ⅰ和Ⅲ类大气状况条件下,能见度的反演结果较好(相关系数分别达到0.6和0.9,远大于95%信度检验水平),而大气状况较为复杂的II类反演精度较低,相关系数只有0.5(仅达94.2%显著性检验水平)。由此可见,对于海上下垫面均一、而大气状况复杂的遥感反演问题,根据大气状况分类简化的统计反演是较为有效的1种方法。同时,对大气的辐射消光特性的了解和MODIS通道特性的分析,也是决定反演结果的重要因素。     

大气湍流引起飞机颠簸的理论分析和数值试验

基于飞机载荷因数变量方程、无量纲的大气垂直运动方程和热力学方程,建立起描述大气湍流和飞机颠簸的湍流模型,并对该模型进行理论分析和数值试验.研究指出,负的理查森数(Ri)对应着静力不稳定和动力不稳定流动,在不稳定大气层结条件下,当Ri<-Ra/PrRe2时,对流状态的大气运动必将由对流转变成湍流,并对运行于其中的飞机产生飞机颠簸.但在稳定大气层结条件下,当理查森数大于临界理查森数时(Ri>Ric=-Ra/PrRe2),正的Richardson数是动力稳定的,非对流状态的大气运动表现为重力波.当理查森数小于临界理查森数(O相似文献   

海洋-大气二氧化碳通量的观测技术

大范围稳定地获取海洋-大气系统中二氧化碳的精确数据,是海洋科学、大气科学以及全球变化科学和可持续发展科学计划中的重要任务.准确评估海-气CO2通量需要对海洋和大气中相关参数的同步精确连续观测,需要发展和建立海-气CO2通量的立体观测平台.该观测平台包括岸基、船基、航空、卫星和浮标等系统,主要技术包括走航大气和海水观测技术、浮标海-气CO2通量观测技术、极区海洋-大气CO2通量的观测技术和遥感海洋-大气CO2通量观测和评估技术.     

大气对微波散射计回波信号衰减的修正方法研究

为了使微波散射计测得的海面后向散射具有足够的精度，必须考虑大气对微波衰减的影响。大气对微波的衰减可以用微波射计来测定。本文将估算晴空、云和降雨天气下的衰减系，讨论计算海面发射率及用微波辐射计剩余亮温估算散射计工作频率下大气衰减的方法。     

台湾及其周围海域总云量的时空分布

云量是天气气候变化的一种重要现象。海面和陆面的蒸发是大气中水汽的“源”,而凝结成云则是大气中水汽的“汇”,所以云是水份循环中的重要一环,也是潜热释放的重要形式。全球地-气系统热量平衡模型图指出,地球表面对大气的感热加热仅7个单位,而潜热加热却达23个单位(相对于大气上界太阳辐射而言)。所以成云致雨释放的热量在大气非绝热加热以及相应的天气变化与气候异常中所起的作用是不容忽视的。过去,由于海面上常规观测资料很少,船舶观测云的精确度也较差,以致对海上云系的研究难度较大。近年来卫星云量资料的出现,给人们提供了方便,在研究热带地区     

基于海战环境的大气波导观测方法研究

海上作战一旦遇到大气波导,可使船载电子信息系统之间的短波通信距离增大数倍,同时通信距离范围内的部分区域会出现电磁盲区。该文以海上战场环境为背景,阐述了海上大气波导对未来海上作战的重要性。通过对大气波导的形成机制和影响机理进行研究,系统化概括了蒸发波导、表面波导和抬升波导的观测原理及常用观测方法。通过对比分析传统大气波导的观测方法,发现其在观测手段、观测精度、观测范围和观测成本方面存在局限性。基于此,该文提出一种多物理场协同探测的大气波导观测方法,该方法通过集合海上浮标网、船联网、星联网和岸基网等各类观测仪器和设备,可实时获取海上大气参数,构建海上大气波导预报系统。最终,通过该预报系统可实现海上大气波导大范围、高精度、实时性预报,对海上作战掌握制空权具有重要意义。     

青岛近海海面上的一种雷达回波

在青岛的近海海面上,使用设置在岸边的711雷达(图1),发现了一种雷达回波。回波是在一定的条件和情况下出现的,在出现回波的时间里,海面上及贴近海面的大气中,除船只,浮标以及海面上的小岛屿外,不见其他异物(包括鸟、虫群等)。当时的天     

黄海、东海上空春季气溶胶光学特性观测分析

2003年春季国家卫星海洋应用中心等几家单位在黄海和东海海区进行了为期40 d的二类水体信息测量试验,试验中使用手持太阳辐射计对海区上空大气光学特性进行了观测,并获得了大量晴空天气条件下的大气光学数据.利用本次试验获取的测量数据得到了黄海、东海海区春季的大气气溶胶光学特性,其中包括气溶胶光学厚度和气溶胶粒子谱分布.采用Langley方法对测量得到的太阳直射辐射量进行处理得到了海区上空气溶胶光学厚度,利用得到的气溶胶光学厚度来反演气溶胶粒子谱分布.反演结果表明无云情况下黄海、东海上空的气溶胶光学厚度在0.2~0.4左右,且气溶胶粒子谱分布的变化趋势也很接近;海区上空霾层较厚时测量得到的气溶胶光学厚度明显增大,最大接近0.8;气溶胶粒子谱分布的变化趋势发生了明显的变化.     

惠州大亚湾春夏季大气氮磷沉降的研究

通过对惠州大亚湾春夏季大气沉降的采样分析,探讨了大亚湾大气干湿沉降中氮磷营养盐的特征。结果表明,观测期间总氮和总磷的月均沉降通量分别为257.45和1.79kg·km-2·月-1,均以湿沉降为主。氮的干湿沉降都表现出了明显的春夏季变化差异,干沉降通量夏季比春季大,而湿沉降的结果与此相反;磷的干湿沉降在两季的观测结果均趋于稳定,无明显变化。在降雨冲刷、季风气候引起的大气传输和局部污染的共同作用下,大亚湾大气中的营养盐主要以NO3--N的形式存在。大亚湾大气中的氮盐是该地区大气污染的主要控制目标。     

船载多普勒声雷达

近20年来,声雷达已广泛地应用于陆地大气边界层的探测,并取得了很有价值的观测结果.由于在海洋上观察比较困难,声雷达在海上的观测还做得较少.在JONSWAPⅡ期间,Ot-tersten等[1]首先进行了船载声雷达的观测;在GATE(Global Atmospheric Research ProgramAtlantic Tropical Experiment)研究计划中,Mandics等[2]在美国NOAA的“海洋”号船上安装了单点声雷达,进行海洋大气边界层的温度层结探测.     

山东半岛秋季一次脉冲风暴下击暴流观测分析

利用山东威海CINRDA/SA多普勒雷达探测资料,结合常规天气图资料、地面自动气象观测站资料等,对2018年9月8日发生在威海文登机场附近的一次下击暴流天气特征进行分析。结果表明:1)此次下击暴流天气发生在高低空一致的西北气流背景下,午后太阳辐射使得低空大气加热显著,形成了强烈的不稳定层结。2)大气层结特征呈喇叭状温湿分布,850 h Pa以下接近干绝热的温度直减率,为下击暴流的发生提供了有利环境条件。3)地面辐合线为风暴单体的产生提供了动力抬升条件。4)从多普勒雷达产品上看,风暴初始回波发生在午后海风锋触发的晴空窄带回波上,通过单体间的合并加强,发展成为多单体风暴;下击暴流出现前,对流风暴回波强度及高度明显发展,成熟阶段的对流风暴伴有回波悬垂结构和三体散射特征,伴随着强反射率因子核心的持续下降,下击暴流迅速到达地面,径向速度图上存在明显的中层辐合、旋转、低层辐散的现象; 5 km以上60 dBZ强反射率因子核心的下降,结合径向速度中层辐合、低层辐散特征可提前3～9 min预警下击暴流的发生。     

资料同化技术的发展及其在海洋科学中的应用

同顾了资料同化技术,特别是基于最优控制和统计估计这两大理论基础发展起来的几种资料同化方法的研究进展,以及这些方法在海洋科学研究中的应用现状.可以看到,由于海洋观测资料(如地转海洋学实时观测阵(Array for Real-time Geostrophic Oceanography,Argo)、热带大气海洋阵列(Trop...     

青岛近海海面上的一种雷达回波

在青岛的近海海面上，使用设置在岸边的711雷达(图1)，发现了一种雷达回波。回波是在一定的条件和情况下出现的，在出现回波的时间里，海面上及贴近海面的大气中，除船只，浮标以及海面上的小岛屿外，不见其他异物(包括鸟、虫群等)。当时的天气晴、暖而干燥。