区域自动气象站风向风速传感器检测仪设计与应用

为了解决区域自动气象站的风向传感器、风速传感器的检测难题,设计出一种新型便携式风向风速传感器检测仪。该检测仪通过上位机软件和单片机来实现智能检测和控制等功能,工作时由单片机对步进电机驱动器编程可控制步进电机的精确定位,进而精确控制风向传感器的转动角度或风速传感器的转动速度,将传感器输出值与步进电机的标准值进行对比,最终实现自动化检测风向传感器、风速传感器计量性能的目的。通过与现有检测方法对比,结果显示其精确度更高,稳定性更好;该检测仪体积小、重量轻、操作简单便于携带、集合了风向检测功能和风速检测功能;能有效地解决野外区域自动气象站的现场检测难题。     

呼和浩特一次“高影响天气”的成因分析

对2009年2月4日08时到11时30分,呼和浩特市区出现的微量雨夹雪、雾、道路结冰的复杂天气进行原因分析。结果表明:由于受500hPa弱的短波槽及850hPa槽前西南暖湿气流的共同影响,形成了全市大部的微量雨夹雪;雨夹雪落地融化与地面进行热量交换,致使低于0℃的地面结了薄冰;雾主要出现在呼和浩特市区,一方面是由于适合的温度范围、高湿度条件、以及微风有关,另一方面冬季市区污染物较重,在低层存在逆温的情况下,污染物扩散能力较差,使水汽产生大量的凝结核,从而形成了雾,雾中及地水汽直接凝华也对地面结冰起到了作用。     

便携式自动气象站故障检测仪的设计与研发

自动气象站是一种实时性要求较高的地面气象探测系统,当自动气象站发生故障时,应快速定位故障部位,及时排除故障,但由于缺乏专用的检测仪器,往往需花费较长的时间去排查故障。本文设计的便携式自动气象站故障检测仪能在现场快速、方便地检测温度、湿度、雨量、风向、风速、气压、能见度、蒸发等传感器以及光纤、线缆的各类故障;用户可在仪器液晶屏上直接查看自动气象站当前观测数据和运行状态。该检测仪能快速定位自动气象站观测系统的故障点,一定程度上缩短故障恢复时间,提高台站技术人员的维修维护能力,具有较高的推广应用价值。     

风向风速计的防冰方法及非转动型防冰测风仪器

一、前言转动型风向风速计由于众所周知的优点,目前被广大气象台站作为常规观测仪器广泛使用着。但是,我国幅员辽阅、地理条件复杂,不少高寒地区气象台站及内陆高山测站冬季风的观测都不同程度地面临着积雪和结冰的问题,轻者影响风的观测资料的准确性,重者甚至危及观测资料的连续性。因此如何解决转动型风向风速计的结冰问题就成了与之有关人员所迫切关心的问题。本文根据国外有关材料,综合成五种防冰方法,并较为详细地介绍利用红外灯照射的具体方法和试验情况以及用电热丝加热防冰的做法,同时亦指出红外灯照射和加热丝加热法各自的利弊。尽管转动型风向风速计采取各种防冰措施收到一定效果,但无论哪种方法都有其局限性,有的效     

几种粉末型吸湿性催化剂的试验研究

在云雾中播撒吸湿性催化剂是进行暖云催化降水或消暖雾的重要手段之一,而寻找高效、适宜的吸湿性催化剂仍然是当前人工影响天气领域的重要研究目标。本研究对6种具有吸湿性的粉末型稀土盐催化剂在云室中的消暖雾性能进行了对比试验。试验采用一个43m3的暖云室,在云室中分别进行无催化的空白试验和6种催化剂的消暖雾催化试验,并使用FM-100雾滴谱仪、透光度仪以及温湿度仪等仪器对云室中雾的整个发展过程进行全程观测。通过对比空白试验与催化试验的观测数据,分析了5种吸湿性催化剂在播撒后对暖雾的影响,对它们的消雾效果和催化剂作用机理进行了分析。研究结果表明:6种催化剂中有5种起到了消雾作用,其中氯化铈、硝酸镧、碳酸镧的消雾效果较好,氯化镧、碳酸铈次之,硝酸铈则没有达到消雾目的;催化剂的引入使雾的含水量、雾滴有效直径、雾滴谱等微物理特征发生明显变化,并最终对雾的发展进程造成很大影响,使雾的消散速度加快或延缓。     

珠江口雾过程数值模拟及生消概念模型建立

利用深圳市气象局1953—2013年的气象观测资料对该地区出现的雾日(包括能见度达到10 km及以下的轻雾和能见度达到1 km及以下的雾)特征进行统计分析。结果表明,该区域的轻雾日与雾日多发于冬春季节的02时和08时,发生时地面10 m平均风速为1.9 m/s,近60年来总雾日有增多趋势;能见度达到1 km以下的雾日多发于冬春季节的08时,发生时地面10 m平均风速为1.0 m/s,近60年来有减少的趋势。利用NCAR/NCEP再分析资料统计得出珠江口地区出现雾日的典型地面天气形势可分为均压场型、冷高压底部型和冷高压后部型三种;850 hPa天气形势可分为一般均压型、弱高压脊附近均压型和弱低槽、低涡附近均压型三种。在统计分析的基础上,利用中尺度气象模式WRF对三种典型地面天气形势下的珠江口雾日个例进行数值模拟研究。结果表明:WRF模式能较好地再现珠江口雾的形成、维持与消散过程。880 hPa附近逆温层的演变、960~920 hPa水汽输送的变化与近地面风场的特征是影响珠江口地区雾生消过程的三个重要因素。结合多年统计分析结果、中尺度模式模拟结果以及珠江口地理环境和气候特征,建立了珠江口雾生消过程的概念模型。     

FS-J1四分量净全辐射表在北极地区的性能评测

在全球变暖的背景下,全球的净全辐射监测越来越受到人们的重视,逐渐成为研究区域天气气候的重要手段。为了研究国产FS-J1型四分量净全辐射表在极地条件下的各项性能,于2017年4月10—23日在美国阿拉斯加巴罗地区(203.5°E,71.4°N)进行了为期2周的地面净全辐射量实时监测,并与极地地区应用较广的CNR4型四分量净全辐射表进行对比测试。结果表明:(1)在表面无结冰/霜条件下,国产仪器FS-J1型四分量净全辐射表在不同晴空和日夜条件下都表现出较好的精度和线性关系,各项参数与CNR4的相对误差和相关系数总体分别在5%以内和0.9以上。(2)受极地条件影响,FS-J1表面结冰/霜后,会对辐射变化的响应出现延迟,对总辐射表和地球辐射表分别能造成最大约25%和7%的相对误差。所以针对极地辐射站加设合适的通风加热装置、发展较为合理的误差订正方案仍是国产仪器以后需要改进的关键点。     

北京2009~2013年期间持续性大雾的类型、垂直结构及物理成因

北京地区持续性大雾天气近几年呈显著增加趋势,但由于缺乏高时间分辨率的雾微物理和大气廓线数据,限制了对大雾垂直结构和物理成因的深入了解。本文基于美国Radiometrics公司生产的35通道MP-3000A型微波辐射计廓线仪(Microwave Radiometer Profiler,简称MWRP)及常规气象和卫星观测资料分析研究了2009~2013年期间北京地区13次大雾天气过程的类型、垂直结构特征及其产生的物理成因。按照雾产生的基本条件,将13次大雾天气主要划为平流雾和蒸发雾两类,辐射雾存在于持续性大雾过程中,不做单独划分。平流雾的平均雾顶高度不超过1.0 km,而蒸发雾的平均雾顶高度在0.5~1.5 km之间。平流雾主要是由来自西南和东南的暖湿平流移经北京地区冷下垫面后冷却降温过程产生,强逆温的形成有利于雾的持续发展。而蒸发雾是由本地区降水蒸发冷却形成,或是冷平流移经暖湿下垫面形成。按照微波辐射计连续观测的雾宏微观垂直结构特征,将13次大雾天气过程又划分为单一雾结构和云雾共存结构,并采用卫星和地面气象观测数据对部分典型雾个例进行了比较验证研究。结果表明,在13次大雾天气中,平流雾和蒸发雾各占69%和31%。由此说明北京地区持续性大雾天气主要是由暖湿平流过程和降水蒸发冷却过程造成,与天气过程的异常密切相关。单一雾结构仅占15%,而云雾共存结构占近85%,且持续三天以上的大雾天气基本具有云雾共存结构。     

浅谈避雷接地电阻值失真

避雷检测是对避雷装置安全的保证措施 ,检测是否合格主要是在两方面。一是避雷装置的性能是否达标 ,二是保护范围是否符合规定要求。当然检测的内容还很多 ,在此要谈的是接地电阻测试的阻值与实际阻值有偏差———失真问题。1　仪器造成失真通常检测仪器每年都经计量检验 ,但有些检测仪用一段时间后会发生偏差。避免这种情况的发生的最好方法是在使用接地仪前用 2个预先备好的标准电阻 ,阻值可挑 1个5Ω左右 ,检验仪表是否标准 ,可将 5Ω左右的电阻一端接仪表的被测物接线柱 ,一端接棒针接线柱 ,将约 50Ω的电阻分别接在 2棒针的接线柱上 ,…     

《气象科技进展》创刊十周年 特别贡献奖

正杜钧研究员在本刊酝酿阶段,就积极参与编辑部的组稿策划及审稿工作。创刊十年来,他作为第一作者在本刊发表高质量文章若干。迄今为止,作为召集人和特约编辑为本刊策划主题专刊4本,研究领域涉及雾预报、龙卷、强对流以及集合预报,这些专刊邀请国内外知名学者撰文,极大提升了本刊的学术水准。     

广西沿海雾的特征分析

通过分析广西沿海雾的气候特征、雾的季节变化、雾的地理分布、雾的生消特征及持续时间、雾日出现时的天气形势等因素得出：广西沿海的雾多集中在冬春季节，尤以春季最多；雾的生消时间多集中在下半夜至上午，尤以早晨最频繁；雾的持续时间以1～3h居多。广西沿海雾日出现的天气类型主要有：静止锋天气型、冷锋前天气型、变性高压天气型和西南低槽天气型等，其中尤以冷锋前天气型居多，变性高压天气型次之，西南低槽天气到最少。     

激光云高仪试验数据对比分析

文章介绍了2014年6-10月在北京市观象台和长沙气象局开展的激光云高仪的对比观测试验和结果。参与此次为期3个多月试验的仪器来自4个厂家、共5种型号的15台仪器参加了对比试验,试验采用了HY-CL51型激光云高仪与CYY-2B型激光云高仪的测量结果作为标准云高,人工观测结果辅助判断,提出了云高标准值的确定方法和云高有效观测样本的选取方法,测试了不同型号激光云高仪的各项性能。结果表明:不同型号的激光云高仪均存在漏判和误判现象,雾、霾天气对仪器的漏判和误判会造成较大的影响,部分型号的仪器样本准确率整体较高,各项性能指标能够达到业务要求。     

雷州半岛雾的气候特征及生消机理

利用分别位于雷州半岛北部、中部和南部的湛江站59a、雷州站46a和徐闻站42a的气象资料,分析了雷州半岛雾发生的规律及生消机理。结果表明：三站年雾日数变化趋势基本一致,呈＂W＂状,局部峰值明显升高。三站的年平均雾日数分别为24.7d、30.4d和21.0d。雷州半岛雾日主要出现在每年的1—4月及12月,3月雾日数最多,7月雾日数最少。近10a湛江站夜间雾发生频率为90%;短雾多,持续时间在4h以内的占75%。雾形成的天气形势可分为高压入海型、低压前型、冷锋前型、静止锋前型、鞍形场或均压场型5类,主要是平流雾、锋面雾和辐射雾。3种雾消散的天气形势是新冷空气补充南下、雾滴出现碰并沉降形成小雨或日出后雾滴蒸发。统计雷州半岛三站2000—2009年雾次频数得出,成雾概率最大的气象条件是气温为15～25℃、T-Td≤1.0℃、Δp3在-3.5～-2hPa和1.5～2.5hPa之间、风向为NNE-ESE及风速小于5m/s。L波段雷达探空大雾个例分析表明：雾顶高度在1.5km左右,雾中温度随高度增加而减小;雾中相对湿度大于92%,1.5km之上急剧减小,3km以上保持不变;T-Td为1.2～6.4℃;近地面风速为2～6m/s,风向随高度顺时针旋转,雾中有暖平流。     

探空记录出现信号点异常的原因及处理

分析探空记录十位电码、个位电码和球炸时出现的异常信号点,找出这些信号点出现异常分别是由电码片不清、结冰等原因造成的。提出应根据高空气象探测规范,对异常信号点作出正确判断,及时进行人工纠点或按仪器异常处理。     

西—咸机场高速公路灾害性天气特征

利用2013年7月2日—2015年7月2日西—咸机场高速公路段交通气象站及其20 km范围内区(县)气象站2007年1月1日—2015年4月30日的观测资料,对影响交通运输安全的灾害性天气进行规律性分析。结果表明,雾多出现在夜间至清晨,其中06:00—08:00是大雾易发时段。大雨及以上量级降雨主要发生在7—9月,其中短时强降雨多发生在夜间,而降雪多发生在1—2月,大风多发生在春季。1月和12月是道路结冰易发时期,当日最低气温≤-1.4℃时,西—咸机场高速公路段在潮湿或者有积水的路面出现结冰的概率≥85%。高速公路沿线的区(县)气象站观测资料可以作为交通气象服务的参考数据,但交通气象站与其相邻区(县)气象站灾害性天气的监测数据有一定差异。为了提高交通气象服务能力,应该加快高速公路交通气象站建设,完善交通气象观测网。     

MODIS和HJ-1B资料在江苏大雾监测中的应用

雾是一种常见的天气现象,雾的遥感监测是近年来的热点之一。利用多种卫星资料实现雾的监测和预警工作,对于环境保护、灾害评估等具有重要的意义。根据云、雾及下垫面在可见光、中红外和热红外波段的光谱特性差异,结合EOS-MODIS数据特点和HJ-1B传感器波段设置等,利用多通道阈值法分别对2013年1月24日江苏省一次雾天过程不同生长阶段的雾进行雾区监测,并分别结合地面实测数据对两种数据源的监测结果进行精度检测。结果发现:对此次雾的两个生长阶段的雾区监测,MODIS数据监测的结果总体精度为80.28%,HJ-1B数据的监测结果总体精度为91.04%,两者监测效果均比较理想,HJ-1B数据可作为雾监测的一种可靠资料来源。     

安顺大雾的环流分型及典型个例分析

该文利用1961—2010年安顺6个观测站的大雾观测资料、Micaps资料及NCEP1°×1°资料,采用天气学分型方法,对安顺区域性大雾根据其形成机制进行环流分型,划分为静止锋雾和辐散雾,并将静止锋雾划分为西部(西南部)和中部型,分别对3种环流型作出天气学概念模型,选取典型个例对不同类型大雾发生的动力和热力特征开展诊断分析,结果表明:西部(西南部)静止锋雾出现在静止锋稳定维持期间,主要是由于静止锋低层水汽抬升,中层下沉气流使水汽仅能在近地层较低的环境温度中凝结;中部静止锋雾出现时在南部往往有辐合切变,较强的暖湿平流出现在锋前,静止锋移动到贵州中部,形成机制不仅有静止锋的作用,还具有平流雾的特征;而辐射雾则整层为下沉气流,水汽饱和层很薄,由于下沉逆温使水汽集中于近地层,夜间辐射降温使水汽凝结而成。     

地面气象观测中结冰自动化观测的研究

在地面气象观测业务中一般采取人工观测判断结冰现象是否发生。为了提高结冰观测的工作效率,结冰自动化观测已经成为必然的趋势。文章介绍一种新的结冰自动化观测装置,通过检测结冰过程中由于潜热释放引起的温度突变上升过程,判断结冰现象的发生,实现结冰自动化观测。结合结冰温度观测数据对结冰过程中各个阶段特征进行分析,并与人工观测的结果进行对比,结果表明结冰自动化观测装置能够比较准确地实现结冰现象的检测,具有一定的实际应用价值。     

浅谈EL型电接风向风速仪

随着自动气象站的建设，EL型电接风向风速仪将逐步被新型的自动气象站仪器所代替，EL型电接风向风速仪将作为备份仪器而被保留。侯马市气象局作为国家基准气候站，EL型电接风向风速仪的观测仍作为正式观测项目与自动气象站仪器同步运行。     

近53年辽宁雾的时空分布及成因分析

利用1951～2003年辽宁12个代表站的雾资料,分析了雾的时空分布特征及形成条件。结果表明:辽宁年平均雾日地域分布呈现两高三低的形势。雾日的年际变化曲线较平稳,雾日最多的年份和最少的年份相差17d。沈阳与大连雾日变化相反,大连呈下降趋势,沈阳则在平稳中略有上升。辽宁大雾每个月都可形成,但沿海地区和内陆又有所差异,沿海地区主要出现在5～8月,而内陆地区主要出现在8～11月。雾日的天气形势可分为5～7种类型,其中以倒槽型、锋面气旋型、地形槽型、冷高压前部型最为典型。