滇西北局地小冰雹天气分析

利用NCEP再分析资料和大理多普勒雷达资料对比分析滇西北地区7次局地小冰雹过程的天气背景和雷达产品特征。分析结果表明:小冰雹过程受低压系统影响,多数发生在午后,持续时间短;有较有利的热力条件、不稳定条件和动力条件;冰雹出现时雷达反射率因子一般达50dBz以上,回波顶高达13km以上,45dBz的强回波高度达7km,具有穹窿结构,径向速度低层辐合高层辐散、中层逆风区,但是回波持续时间短,变化较快,面积较小,突发性强。     

天山北坡"20080826"超级单体的Doppler雷达资料分析

利用石河子C波段Doppler雷达资料,对2008年8月26日下午至傍晚发生在天山北坡带中部石河子垦区全区性的一次强对流天气过程进行分析,结果表明:引起这次全区性的强对流天气风暴具有超级单体风暴的特征.这个超级单体南边出现明显的出流边界,并位于弧形回波带的南部.组合反射率因子垂直剖面图上呈现出有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的回波墙,最大回波强度出现在沿着回波墙的一个竖直的狭长区域,其值达到65 dBZ、位于回波墙中上部.在中低层径向速度图上,弧形回波带的北部出现辐合区,其东南部呈现出一个中尺度气旋,旋转速度达到20 m/s,风暴顶为强烈辐散,正负速度差值达52m/s,其中3 000～6 000 m之间表现最为典型;与中气旋对应的回波强度和回波顶高以及垂直液态含水量都在暴雨中心附近达到最大.50dBz的回波顶高达9.8 km、宽度约10 km,60 dBz的回波顶高达到8.7 km、宽度约7 km,65 dBz的回波顶高达到8.0 km、宽度约2 km,垂直液态含水量从16:16的8 kg/m跃增到17:34的70 kg/m,该超级单体的移动方向在盛行风向的右侧约30°,属于右移风暴.     

高原东南侧一次强对流天气过程诊断分析

2008年5月27日~28日贵州省黔西南州出现强对流天气,全州普降暴雨局地大暴雨,局地雷雨中伴有大风、冰雹,造成严重灾灾害。利用各种常规高空、地面常规资料、EC、T213数值产品分析资料以及卫星云图、多普勒雷达资料等,从不同角度分析了这次强对流天气天气过程,分析得出这次过程是在有利的环流背景下产生的:从高原东部有弱冷空气扩散南下,与副高边缘西侧的西南急流在黔西南州上空相遇,导致强烈的抬升运动,是这次强对流天气产生的主要原因。从数值产品分析的各种物理量场分析出:黔西南州处在高能、高湿、深厚的不稳定区,从而产生中尺度对流复合体MCC。卫星云图、雷达回波揭示了这次强对流天气的中尺度特征。     

天山北麓两次暴雪天气对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°（美国气象环境预报中心—NCEP和美国国家大气研究中心—NCAR）再分析资料、全球同化系统(GDAS)数据、引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLIT_v4.9）、FY-2E卫星资料、多普勒雷达产品,对2014年2月和2016年3月天山北麓的两次暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：两次暴雪过程的降雪落区均是出现在500 hPa槽前、低层切变或辐合区、高层辐散区、温度平流梯度在垂直方向大值区、相当黑体亮度温度(TBB)中心边缘的梯度较大处重叠区域。通过诊断发现,2016年暴雪天气的暴雪区上空有类似于暴雨过程的湿对称不稳定存在,使得大气潜在不稳定能量较大,为暴雪提供了不稳定机制。而在2014年暴雪天气中没有发现湿对称不稳定,说明条件对称不稳定并不是造成暴雪的唯一原因,还可能受别的不稳定机制或动力因子、热力因子影响,但其对单位时间内降雪强度有明显的增幅作用。分析雷达回波特征的演变发现,雷达回波中心的强度、持续时间、范围与强降雪中心的变化一致。     

滇中一次人工防雹过程的雷达回波对比分析

为了研究滇中地区冰雹云的回波特征及防雹效果情况,本文基于昆明新一代天气多普勒天气雷达资料,对2016年8月11日发生在马龙、双柏的作业回波和峨山县的强对流回波演变特征进行了对比分析,结果表明:当回波强度出现跃增、强中心高度保持在4km以上,同时30dBz回波高度与回波强度和强中心高度的跃增相对应,回波顶高超过16km,垂直液态含水量VIL达到20kg以上时,是冰雹发生的重要物理量临界指标。本次过程中,马龙、双柏在最佳时机开展了人工防雹作业,有效抑制了回波的发展。峨山县由于未进行人影作业,产生了降雹天气,致使烤烟受灾。此次对比分析发现,中尺度特征等部分冰雹云共性指标时效性较差,其他地区的冰雹预报指标并不完全适用,本地总结得出的多普勒雷达指标实用性更高,30dBz回波高度代表了冰雹云的过冷水区中大粒子的发展情况,其与回波强度和强中心高度的跃增对应关系较好。对于强对流回波,人工防雹作业的开展与否其结果截然不同,这表明人工影响天气是目前防灾减灾的重要手段之一。     

塔里木盆地北缘一次局地极端暴雪天气异常机制及成因

2021年4月2日塔里木盆地北缘拜城县出现突破历史同期极值的灾害性暴雪。利用ERA5高分辨率再分析资料、自动气象站观测资料和FY-2G卫星资料,分析了极端暴雪天气环流异常、多尺度环流特征及物理机制。结果表明：（1）高层伊朗高压及低纬东风气流的异常导致中亚低涡与高原低涡异常结合,加强了低层异常东风气流,东风急流引导南海、孟加拉湾暖湿空气沿河西走廊到达塔里木盆地中部,使得水汽辐合及垂直上升运动加强,在地面辐合线触发下,产生极端降雪天气。地面冷高压稳定维持,导致塔里木盆地持续降温,而拜城位于海拔1000 m以上的浅山区,二者共同作用,造成拜城4月降水相态仍然为雪。（2）垂直位温梯度和西风异常导致湿斜压不稳定发展,形成低层锋生和高层及近地面湿位涡异常,而锋生作用和湿位涡异常又通过垂直运动变化影响降雪的发生发展。对于拜城而言,起决定作用的是中层的上升运动及300～500 hPa的垂直风切变。（3）中尺度云团不断发展并向东北移动经过拜城县上空,增加了降雪持续时间和降雪强度,移动方向和传播方向的一致性则决定了中尺度云团生消演变特征。研究结果可加深对塔里木盆地局地极端暴雪成因的认知,为精确预报、精准服...     

中亚低涡背景下一次短时强降水过程MCS成因分析

为了深入了解天山山区中尺度对流系统（MCS）的触发和变化,对发生在新疆伊犁河谷一次中亚低涡背景下的短时强降水过程MCS成因进行了分析。通过利用自动站小时降水数据分析得出此次降水时空分布特征,并基于FY-2G卫星TBB产品、多普勒天气雷达数据对MCS的云图和雷达特征进行分析,得出该地区中-β尺度MCS(M_βCS)具有明显的夜发性和后向传播特征,且分别在山区、平原上空发展和增强并长时间维持,雷达图上强回波带、逆风区和超低空急流的持续出现说明局地对流增强。此外,选取代表站雨强与对应TBB、雷达回波进行分析,发现强降水时段雨强的空间分布与TBB梯度大小成正比,时间分布与回波顶高和垂直液态含水量成正比。利用探空、地面风场以及ERA Interim再分析资料对MCS形成的大尺度环流背景和中尺度特征进行分析,得出深厚中亚低涡前部局地对流活动的加强触发MCS的生成,中低层多通道水汽输送和局地长时间水汽辐合、大气不稳定层结、中低层的风场辐合和垂直切变、高低层θ_se梯度增大以及低层暖平流增强为MCS的发展和维持提供了动热力和水汽条件。     

西北干旱区一次阵风锋天气过程分析

利用银川新一代天气雷达观测资料和自动站实况资料,结合本地化非静力平衡中尺度数值预报MM5模式产品,对2004年6月7日银川地区一次区域大风天气过程进行了雷达气象学和中小尺度天气学背景分析。结果表明：这次突发短时大风天气由雷暴强烈下沉气流形成阵风锋引发。阵风锋导致风速增加、气温下降、相对湿度上升。阵风锋在对流云团减弱后仍向前推进,并继续维持30 min左右。阵风锋的长度超过40 km,宽3 km,主体顶高达1 500 m。当时空气层结不稳定,有利于对流运动发展。500 hPa冷空气因重力原因下泻,并与对流垂直环流的下沉气流相结合,是导致强烈下沉气流的根本原因。阵风锋东移过程中,冷气流受下垫面加热作用增暖变性,受地表磨擦而丧失动量;到达贺兰山麓后,环境大气温度随地形升高而下降,阵风锋前后的气温达到平衡而消失。宁夏本地化非静力平衡中尺度数值预报模式对此次阵风锋过程具有较好的模拟能力。     

库尔勒市2015年两次冰雹天气成因及雷达回波特征对比分析

利用常规探测资料、库尔勒多普勒天气雷达、风云2E静止卫星以及NCEP/NCAR提供的0.5°×0.5°再分析资料,对2015年发生在库尔勒市的两次冰雹天气从天气形势、环境背景及强对流云团结构等方面进行了成因分析,并重点对比了雷达回波特征。结果表明：4月17日冰雹天气为弱短波槽影响,系统浅薄,6月1日为低涡降雹,系统深厚。两次冰雹共性特征很多：在冰雹发生前,有强的垂直风切变,0 ℃层和-20 ℃层高度适宜且之间伴有浅薄的饱和湿层。通过塔里木盆地东南缘水汽的输送,云团在天山南麓及切变线附近合并降雹是这两次冰雹最突出的特征。雷达图中冰雹云发展中强回波中心值＞55 dBz,配合有逆风区,存在明显的回波悬垂和弱回波区,强的垂直风切变是其发展和维持的主要原因。冰雹云形成于云顶亮温＜-50 ℃的冷云盖东南边缘的云团合并处附近,并且主要沿中低层平均风方向移动。     

风廓线雷达资料在强降水预报中的应用

利用高分辨率风廓线雷达资料和自动站逐时降水资料,详细分析了云南省大理州2008年6月的两次大气环流背景较为相似,但降雨强度和范围却不同的强降水天气过程。在天气转折前,两次过程测站上空的垂直速度和信噪比的变化较相似,但有量值差异大、水平风垂直切变明显不同等特点。揭示了两次强对流天气在高层大气环流背景较为相似的情况下,因低层空间气流变化的剧烈和复杂程度不同而降水分布和降水特点不同的客观事实,并找出了强降水预报着眼点和定性指标。     

基于土地利用数据集的三江源地区生态系统服务价值变化

本文采用千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的理论框架, 结合市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法, 以土地利用变化数据、社会经济调查资料为数据源, 对三江源地区1985、1996、2000、2008 年生态系统服务价值进行了评估, 评估的生态系统服务类型包括食物生产、调节气候、净化空气、水源涵养、控制侵蚀、废弃物降解、营养物质循环7 项。结果表明:三江源地区1985、1996、2000、2008 年生态系统服务总价值分别达到602.94 亿元、601.58 亿元、603.60 亿元、669.90 亿元, 整体呈现先降低后增加的趋势。其中, 调节气候、涵养水源的价值占据较大比例。三江源地区的生态系统服务所蕴含的巨大经济价值将对维持该地区生态平衡、保障区域可持续发展发挥重要作用。     

面向数据集成的城市空间数据内涵与特征分析

GIS对空间对象及其关系表达能力的增强以及多源数据集成应用的需要,不仅扩大 了城市空间数据的内涵,而且推动了城市空间数据集成研究.城市空间数据涉及多个学科,主要来源于航空遥感与摄影测量、勘探量测、内插推算和社会统计,可分 为地上、地表、地下3个空间层次类型.城市空间数据具有离散非连续、构造约束、零散分 布、信息隐含和体特征等特殊性,并存在多语义、多尺度和实体拓扑特征.城市空间数据具有灰白二象性,地下空间数据可以灰、白相互转化.     

顾及矢量特征的机载LiDAR点云数据压缩方法

LiDAR技术可获取海量点云数据,数据压缩是点云数据预处理的一个重要环节。该文结合大范围城市区域高程范围随区域变化大的特点,提出一种有效的压缩策略。该策略主要通过建立高程方向不均等的三维格网来提高邻域点集的搜索效率,并根据某一压缩准则计算特征量对数据进行压缩。将该策略应用于上海浦东某区域,并与均匀采样法进行比较,证明其能有效提高点云数据压缩效率。     

热带森林植被生物量遥感估算探讨

该文以我国云南省西双版纳的热带森林植被为例,对热带森林植被生物量的遥感地学估算进行初步探讨。研究表明,只用LANDSAT TM的波段数据建立生物量的回归估算模型时,其模型的复相关系数只有0．118,而利用其主成分或植被指数建立回归估算模型时,其模型的复相关系数不仅没有提高,反而在一定程度上有所降低。原始波段与其主成分结合能提高估算模型的复相关系数,其效果比原始波段与植被指数结合的效果要好。模型中如果考虑气象因子中的年平均降雨量,能在很大程度上提高其复相关系数。在此基础上引入地形因子,未能显著提高模型的复相关系数。有气象因子参与建立的遥感气象模型和遥感地学模型在0．01水平上回归显著。     

网络环境下数据简化与数据调度的若干关键技术

网络环境下进行二维电子地图与三维虚拟场景集成,关键问题之一是数据快速、有效地传输与表达。为了解决网络电子地图与三维虚拟场景集成过程中数据快速传输问题,该文讨论了空间数据多级存储、网络数据流压缩、矢栅数据有机结合、纹理模型及原型模型库等网络传输瓶颈解决方案和模型数据简化方法,为后续网络电子地图和三维虚拟场景集成系统的开发奠定基础。     

沙尘浓度资料与AMSU辐射率资料同化在GRAPES_SDM沙尘暴模式中的应用

利用GRAPES_SDM沙尘暴模式及GRAPES_3DVAR系统,设计了4种试验,分别为没有同化的CTRL控制试验、仅同化探空资料的noPM试验、同时同化探空和PM10的PM试验和同时同化探空和AMSU辐射率资料的NOAA试验,对2011年4月28日-30日发生在中国北方地区的一次大范围沙尘暴过程进行了分析和对比模拟试验。结果发现：仅同化探空资料时,模式能够反映出沙尘天气系统的发展演变情况,但沙尘天气分布范围和强度的模拟效果没有明显改进;初始场中考虑了PM10沙尘浓度的分布后在很大程度上能够改善GRAPES_SDM沙尘暴模式对沙尘分布范围和强度的模拟效果;同化AMSU辐射率资料后,模式对500 hPa环流形势和200 hPa高空急流均有较好的模拟效果,从而模式对沙尘分布范围的模拟能力也有较好的改善,但对沙尘天气强度的模拟略有增强。这不仅说明PM10和ASMU辐射率资料的使用对于提高沙尘暴过程模拟效果是可行的、必要的,而且也为这两种资料用于沙尘暴预报奠定了一定基础。     

动态GIS数据对象模型探讨

动态地理信息系统(Spatial-Temporal Geographical Information System)是GIS的必然发展趋势,是实现动态数字地球的关键技术。静态3D GIS的技术已经成熟,而将时间维加上后形成4D的TGIS还处于数据模型研究阶段,主要原因是超海量数据的存取和查询问题仍然没有完全解决。在对已存在的数据模型进行探讨并在此基础上进行深度综合研究,提出了新的观点:结合快照模型的简单易行性和面向对象模型的方便灵活性,同时避开快照模型的不一致性和冗余性,以及面向对象的复杂性,形成复合的基于快照方式的面向对象模型。它将是一种实用的TGIS数据模型,在对时间属性的处理方面采用独到的方法:首先按照时间片进行分层,建立一个基数据,然后通过快照方式产生缓冲数据,经过比较形成一个以对象变化为主的带有时间戳的新数据层,最后再通过其变化函数将离散的时间层连接起来,形成一个有机连续的数据库。这样,在数据存储方面,节省了很多空间;在查询分析方面,使以对象变化分层的数据算法更容易实现,同时可以实现对象的历史回放功能。此理论方法有效地对TGIS难点进行大胆探讨并通过自动元胞机理论(CA)予以证明。     

城市空间框架数据研究

该文基于地理空间概念和地理信息数字化表达与共享的特点,探讨了框架数据的作用、确定原则,推导出城市空间框架数据体系,即建立城市直接空间参照体系和间接空间参照体系。后者中,基于地块的多尺度无缝不规则网格是整合城市社会经济数据的关键,也是当前城市空间数据基础设施框架数据体系建设中的薄弱环节。