探空与地面露点温度两种资料反算大气可降水量间差异对比

利用贵州省威宁站探空和地面露点观测资料,分别计算了不同季节大气总可降水量（PWV）,对其研究表明：两种资料计算的PWV精度差异较小,均为毫米级,平均差值绝对值小于2.2 mm,其中最大差值出现在夏季2.38 mm,最小值出现在春季1.6 mm。探空资料计算大气可降水量与地面资料计算大气可降水量两者在不同季节,相关性都较高。春、秋两个季相关性最好,相关系数分别为0.903、0.851;夏季和冬季相关系数均为0.754。因此,在大气水汽监测、降水预报应用过程中,利用地面露点温度（td）获取的大气总可降水量(DM/PWV)可以弥补探空资料观测时空分辨率的不足。研究结果也表明降雨天气过程与PWV间有良好的对应关系,降水强度与大气可降水量之间不成比例关系。     

GPS/PWV资料同化在强降水过程中的定量作用评估

基于WRF模式及其三维变分同化系统,分别采用江苏GPS观测网的大气可降水量资料及区域内探空和地面气象站资料,对2011年8月25日江苏苏南地区的一次区域性暴雨和2008年苏皖地区的一次局地特大暴雨过程进行了同化试验,用以比较分析GPS/PWV、探空和地面观测资料同化对强降水预报的定量作用。结果表明:探空和地面资料的同化通过对模式动力和热力场的影响,在强降水中心附近形成了强烈的辐合上升运动和热力不稳定条件,直接改进了强降水中心分布结构和强度特征,对数值模拟的成功与否起着决定性作用。而GPS/PWV在探空和地面资料同化的基础上,将使水汽条件得到增强且更有组织性,无论对降水中心强度还是位置都具有较为显著的改进作用。     

地基GPS遥测大气可降水量应用精度和范围

利用2005年6～8河北省石家庄、张家口两个地基GPS站反演得到的大气可降水量资料,对探空资料计算的大气可降水量和GPS反演的大气可降水量进行比较,并通过2007年7月17～19日河北中南部一次强降水过程的个例分析,发现GPS资料反演的大气可降水量略高于探空站资料的计算结果,但两种资料的可降水量计算结果变化趋势一致,GPS反演的大气可降水量具有较高的使用价值,但单站GPS反演的大气可降水量有效半径距离具有一定限度.     

浙江GPS/MET反演大气可降水量产品的误差分析

基于2010—2013年浙江省3个探空站和GPS/MET资料反演的大气可降水量分析得出,大气可降水量与地面水汽压之间存在很好的相关性,可以利用回归方程和地面水汽资料来推算大气可降水量,但存在一定的误差。"GPS法"相对"地面法"与"探空法"结果的相关性更高,标准差更小,也更能反映实际情况。浙江省GPS/MET资料反演出的GPS-PWV产品误差接近正常水平,可以应用于降水的监测、预报以及数值模式中。     

近5年内蒙古大气可降水量分布特征分析

利用地面露点温度求算整层大气可降水量的经验关系式，对2002年1月至2007年7月典型月（1月、4月、7月、10月）内蒙古地区117个地面观测站上空的大气可降水量进行计算，分析了近5年内蒙古地区大气可降水量的时空分布特征。分析结果表明，内蒙古7月份是大气可降水量最大的月份，月平均大气可降水量达到2.497cm。内蒙古大气可降水量分布的高值区在阴山到大兴安岭一线沿山的东南侧。大气可降水高值区与年平均降水量分布高值区相比，大气可降水高值区在河套地区有西伸的倾向，而大气可降水量的空间分布梯度在东部的呼伦贝尔有减小的倾向。     

湖北省不同资料反演大气可降水量的误差分析

利用常规探空、秒级原始探空、GPS/MET、微波辐射计、GFS再分析资料以及区域中尺度WRF模式的预报场资料计算整层可降水量,对多种资料计算的整层可降水量进行误差特征和原因分析,结果表明:秒级探空和常规探空计算的整层可降水量基本一致。GPS/MET、微波辐射计、GFS以及WRF计算的整层可降水量与常规(秒级)探空的相关系数分别为0.94、0.92、0.93、0.80,有降水时GPS/MET和微波辐射计与常规探空的相关系数分别下降到0.85和0.81,但有降水时GPS/MET误差分布较集中,而有降水时微波辐射计误差显著增大,主要由于1~2 km处水汽密度误差异常增大。除微波辐射计和GFS宜昌站计算的整层可降水量为相对常规探空偏高,其他资料均为偏低,GPS/MET宜昌和恩施站平均偏低3 mm,GFS武汉和恩施站分别偏低1和7 mm,WRF恩施平均偏低2 mm,WRF武汉和宜昌平均偏低6~8 mm。GFS恩施站可降水量偏低是由于GFS资料中恩施地面气压比实际偏低,但其露点温度整层均比常规探空偏高。除GFS恩施站外,GFS武汉、GFS宜昌和WRF 3站的露点温度相对常规探空资料露点温度均表现为:850 hPa以下偏低,850 hPa以上偏高。WRF 12 h预报场的整层可降水量与常规探空整层可降水量的相关性和误差均优于24 h预报场。     

鄂中区域大雾天气中地基GPS监测的水汽总量及其演变分析

随着全球定位系统(GPS)气象学的迅速发展,GPS技术已在气象领域得到广泛研究和应用。介绍了GPS探测大气水汽的原理及地基GPS反演大气可降水量(PWV)的流程。利用湖北省GPS观测网2008年7月—2010年12月的GPS资料反演出的大气可降水量(GPS-PWV),结合地面观测资料,对2008年7月—2010年12月的冬季大雾天气进行了分析。通过对有雾与无雾情况下GPS-PWV与能见度的合成分析,总结了鄂中区域冬季大雾天气中GPS-PWV的日变化特征和空间分布特征,并对比分析了无雾天气与有雾天气的GPS-PWV日变化等。还使用GPS-PWV数据与其他常规气象资料,通过线性回归建立预报方程,并对2011年大雾预报进行了检验分析,为利用GPS可降水量做大雾天气的短时临近预报提供了有价值的参考信息。     

地面气象要素对GPS反演大气可降水量结果的影响

简要介绍了利用GPS技术计算大气可降水量的原理及方法,以西宁GPS水汽站为例介绍了利用GAMIT软件对大气可降水量的反演流程,利用西宁站观测数据计算了有地面气象数据参与解算和无地面气象数据参与解算的大气可降水量结果,并对两种反演结果进行了对比分析,得出两种计算结果相近、具有很好的相关性,相关系数为0.921,两种反演结果在数值上最大相差5mm、平均相差1.54mm,在总体趋势上两者一致。分析了GPS技术计算大气可降水量的误差,其中地面气象要素对计算结果有重要作用,但影响不大,在不需要精度太高的计算结果及没有条件获得地面气象数据时,可以直接用GAMIT对大气可降水量进行解算,这为探测大气可降水量提供了一种可行的方法。     

基于NCEP资料的我国大气可降水量的计算及其时空分布

利用1948—2009年的NCEP再分析资料获取多年平均大气可降水量,分析我国大气可降水量的空间分布和季节变化,并选用2001年的资料与同期探空资料进行对比验证.结果表明:我国大气可降水量的空间分布总趋势是低纬大于高纬,平原大于高原,沿海地区大于内陆地区;季节变化明显,冬季大气可降水量较小,夏季较大;NCEP资料与探空资料的计算结果基本一致.     

香港市域大气加权平均温度模型构建及其应用

为提高地基反演大气可降水量中加权平均温度的计算精度和效率,以香港市域为例,根据2017年香港无线电探空资料,设计了一种以地面气压为基础的大气加权平均温度模型,并通过2014—2016年探空数据对该模型进行验证,分析表明该模型与探空数据得到的加权平均温度有良好的一致性,具有较高的精度。基于气压回归模型和气温回归模型对2017年7月香港地区进行地基反演大气可降水量,验证新建模型的水汽反演精度。结果表明,该模型能很好的满足地基反演大气可降水量的精度要求,相比于气温回归模型反演精度有了较好的提升。     

2007/2008年冬季中国南方低温雨雪天气期间大气准双周振荡作用分析

利用NCEP/NCAR逐日格点资料和中国气象局气象信息中心提供的727站逐日降水资料,从低频振荡角度对2007/2008年冬季中国南方低温雨雪期间的环流背景和气象要素场做了分析。分析结果表明,准双周振荡是2007/2008年冬季中国南方低温雨雪期间大气变化的重要模态。通过对低频振荡的传播分析得到：10～20 d低频波由...     

WRF模式不同微物理过程对东北降水相态预报的影响

为了研究不同微物理过程对中尺度模式降水相态预报的影响,利用中尺度模式WRF（V3.1）和NCEP再分析资料,采用WSM 6方案、Goddard方案和New Thompson方案等3种不同微物理过程参数化方案,对2006-2008年东北地区存在降水相变的11次降水过程进行了敏感性试验。通过对降水和云微物理特征影响的分析,了解不同方案间的预报差异。结果表明：不同微物理方案对降水落区和强度预报影响不明显,而降水相态对微物理参数化方案较为敏感,主要表现在对雨区和雨夹雪区预报影响显著。从总体预报效果来看Goddard方案表现较好。选用不同微物理参数化方案模拟的底层大气云微物理特征存在较大的差别,正是这种差别直接导致了降水相态预报间的差异。     

GFS预报产品在阿勒泰地区汛期降水预报中的应用检验

采用GFS（全球预报系统）产品预告图形资料,对阿勒泰地区2007-2008年汛期降水过程的预报能力进行统计检验,结果表明：GFS预报产品对汛期降水预报有一定的指导意义。     

Added value of convection permitting seasonal simulations

In this study the added value of a ensemble of convection permitting climate simulations (CPCSs) compared to coarser gridded simulations is investigated. The ensemble consists of three non hydrostatic regional climate models providing five simulations with ~10 and ~3 km (CPCS) horizontal grid spacing each. The simulated temperature, precipitation, relative humidity, and global radiation fields are evaluated within two seasons (JJA 2007 and DJF 2007–2008) in the eastern part of the European Alps. Spatial variability, diurnal cycles, temporal correlations, and distributions with focus on extreme events are analyzed and specific methods (FSS and SAL) are used for in-depth analysis of precipitation fields. The most important added value of CPCSs are found in the diurnal cycle improved timing of summer convective precipitation, the intensity of most extreme precipitation, and the size and shape of precipitation objects. These improvements are not caused by the higher resolved orography but by the explicit treatment of deep convection and the more realistic model dynamics. In contrary improvements in summer temperature fields can be fully attributed to the higher resolved orography. Generally, added value of CPCSs is predominantly found in summer, in complex terrain, on small spatial and temporal scales, and for high precipitation intensities.     

一种抑制降水对风廓线雷达水平风干扰的方法

降水条件下,风廓线雷达 (wind profiler radar,WPR) 能够同时接收到大气湍流回波和降水粒子的散射回波,降水信号谱与湍流信号谱叠加在一起。风廓线雷达计算水平风时,若采用叠加在一起的功率谱处理降水条件下的探测数据,必将导致后期水平风的合成严重失真。该文首先对原始功率谱数据进行插值和平滑处理,通过功率谱曲线极大值点的个数判断其是否受到降水影响。对于受到降水影响的功率谱,依据湍流谱和降水谱均趋于对称型的特点,用两种方法分别对不同特征的功率谱曲线进行湍流谱和降水谱的分离处理,继而利用分离出的湍流谱信号反演水平风场。研究选取广东省湛江站风廓线雷达2013年6月及7月两次实测降水过程,分析结果表明:用湍流谱代替原始功率谱反演的风场,一致性较处理前有明显提高,从而证明了该分离方法的可行性。     

2007-2008年南京江北工业区大气降水化学特征

2007年3月-2008年9月在南京市江北地区南京信息工程大学采集有效降水样品共48个,测量了降水的pH值和电导率,用离子色谱仪分析检测了降水样品的阴、阳离子的质量浓度。结果表明：2007年的酸雨频率为44．5％,2008年酸雨频率为59．3％,南京江北工业区降水的酸性及酸化频率都有所增高;2007-2008年大气降水与2005-2006年所测数据相比较,NO3-的质量浓度略有增长,NH4＋的质量浓度有了较大幅度的增长;研究区域SO4／NO。的实验数据表明,硫污染特征有所减弱,氮氧化物污染逐渐突出,表现出燃煤污染与汽车尾气污染并存的过渡型大气污染特征。     

北京地区酸雨特征及影响因素

利用2003—2008年北京地区3个酸雨观测站(北京市观象台、昌平站、上甸子站)的酸雨观测资料并结合探空及大气成分资料,分析了近年来北京地区的酸雨变化特征,研究了不同气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明:2003—2008年降水平均pH值均小于5.6,且近6年来,降水pH值呈波动下降的趋势。北京地区夏、秋两季降水平均pH值及K值较春、冬季节低;pH值及K值随降水量的增大呈下降趋势,而强酸雨频率则随降水量的增大呈上升趋势;在偏南气流影响下,降水酸度增强且酸沉降量大,酸雨污染严重;当连续发生逆温状况时,酸雨出现频率增大;大气污染物SO_2,NO_2,PM_(2.5)的浓度与降水pH值成负相关关系,说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

基于淮河流域农田生态系统观测资料的通量研究

运用寿县国家气候观象台(代表淮河流域农田生态系统)2007年7月至2008年6月通量观测系统的观测资料,分析研究淮河流域农田生态系统的陆气相互作用,统计梯度和涡度数据缺测率,采用空气动力学(梯度)法和涡度相关法,验证通量观测系统观测数据的可靠性,分析CO2通量、潜热通量、感热通量的季节变化与日变化特征及其与下垫面的关系,计算出地表平均反照率、能量闭合率、动量输送系数等。结果表明:通量观测仪器测得的数据可靠,原始资料具有客观性、可用性;CO2等通量存在明显的季节变化,与下垫面状况有密切的关系,日变化均为单峰型分布,由通量观测系统的观测资料计算得到地表平均反照率为0.18,平均能量闭合率为0.92,平均动量输送系数为0.0092。     

近20年新疆中部明显增湿事实的进一步分析

利用1951-2008年新疆中部15站的实测降水及博斯腾湖部分实测水文资料,用小波分析等统计方法,进一步分析了近20年新疆中部明显增湿的事实。结果表明：（1）新疆中部过去60年交替出现了3段约20年的干、湿期,近20年明显增湿期的平均雨量比气候值增加了约10%～20%。（2）近20年新疆中部的明显增湿主要出现在夏季。（...     

基于TRMM资料的高原涡与西南涡引发强降水的对比研究

利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星探测结果结合NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料, 对2007年7月17日四川、重庆地区的一次西南涡强降水系统和2008年7月21日四川东部的东移高原涡强降水系统的三维结构特征、雨顶高度以及降水廓线特征进行对比分析研究。结果表明:(1)两次降水过程均是发生在西南—东北向的水汽辐合带中, 且降水云群均位于低涡的东南方。(2)两次强降水在水平结构上均表现为由一个主降水雨带和多个零散降水云团组成, 高原涡强降水过程比西南涡强降水的降水强度和范围都要大。降水雷达探测到的两个中尺度降水系统均以降水范围大、强度弱的层云降水为主, 但对流性降水对总降水量的贡献较大, 其中西南涡降水中对流降水所占比例比高原涡的大, 对总降水率的贡献也大。(3)垂直结构上:两次强降水的雨顶高度均是随地表雨强的增加而增加, 且最大雨顶高度接近16 km, 但西南涡强降水中的雨顶高度比高原涡更高, 说明西南涡降水过程中对流旺盛程度强于高原涡。(4)两次强降水中雨滴碰并增长过程以及凝结潜热的释放主要集中在8 km以下, 但8 km以上西南涡降水变化大于高原涡, 且前者在8~12 km高度层的降水量对总降水量贡献百分比大于后者。