1991 年梅雨锋云系的中尺度分析

根据数字展宽云图和常规资料分析得到，1991年梅雨期江淮地区大—暴雨大多是由中尺度云团产生的。它主要是:低涡暖切云团和冷切（冷锋）云团。它们的大多数是中—β尺度云团，平均维持时间为5—6小时，平均最低云顶温度为–69℃左右。低涡暖切云团产生于低涡中心东侧，低空急流轴的左前方。而冷切云团产生于梅雨锋云系的尾部与西南季风交汇处。另外，分析了云团云顶温度与降水的关系，发现产生≥5 mm/h降水的云团，其中75%的云团云顶温度小于或等于–64℃。     

暴雨云团的多尺度识别方法及其在临近预报中的应用

将一种暴雨云团的多尺度识别方法——层级聚类法，应用于β中尺度对流系统识别及临近预报中。该方法的基本思路是:将笛卡尔坐标下的雷达反射率因子进行聚类，得到比较详细的较小尺度的暴雨云团，然后设定阈值，将云团之间差异小于阈值的进行合并，可以得到较大尺度的云团，逐步放宽合并阈值，可得到更大尺度的云团。选取广州雷达2005年3月的飑线过程和温州2005年9月的台风过程对这种方法的识别结果进行了详细说明，结果表明:该方法能够识别不同系统的β中尺度对流云团，并能识别出其中反射率较强的γ中尺度云团，识别结果合理。采用这种方法识别不同尺度的暴雨云团，有利于跟踪、预报造成中国暴雨主要原因的β中尺度系统，也可兼顾β中尺度系统中的γ中尺度对流单体。根据预报时效的不同，可以选择不同的云团识别尺度。     

新疆降雹云团的特征分析

普查1998－2001年4－8月的资料，得到全疆438个降雹云团。2000年降雹云团出现最多，按尺度大小将降雹云团分为雷暴云、对流云、中尺度对流系统、冷云核、系统云系云区有云团边缘6类。强以流云团是冰雹云的主体。新疆降雹云团尺度小、形状不规则、云顶温度较高。     

北疆降雹云团卫星云图特征的分类研究

北疆降雹云团按其卫星云图特征分为对流性和系统性两大类，又将对流性降雹云团按尺度大小分为雷暴云和对流云，系统性降雹云团按所处位置分为冷云核、云系云区和云系边缘。据此方法对1998-2001年4-9月期间北疆出现310个降雹云团进行归类分析。北疆降雹云团以对流性云团为主，它们尺度小、形状不规则、云顶亮温较高。主要出现在北疆西部和北疆沿天山中段。各类降雹云团在各地区的出现机率不同。     

塔里木盆地周边地区冰雹云特征分析

对1998～2001年6～9月在塔里木盆地普查得到105个降雹云团进行分类，按尺度大小分为雷暴云、对流云、中尺度对流系统、冷云核和系统云系云区5类。塔里木盆地2000年降雹云团出现最多，半数以上出现在5月和6月。塔里木盆地降雹云团尺度小、形状不规则、云顶温度较高。     

1998年7月21～22日特大暴雨过程的中-β尺度云团特征

文中以气象卫星云图为主，分析了１９９８年７月２１～２２日由于副热带高压减弱南移，长江中下 游地区再次出现大范围暴雨过程的天气系统特征，发现：①暴雨是由 两个中-β尺度云团造成的，中-β尺度云团是发生在两个中尺度云团之间的积云区中 ，均在清晨发生，午后减弱，其生命史约为１０　ｈ左右；②云团发生在低层水汽与能量条件较 好的区域和８５０～７００　ｈＰａ低涡切变上，这里有较强的地转偏差存在，并位于６．７　μｍ水汽图 上干湿区交界的湿区一侧的环境中。     

热带风暴形成过程中的涡旋自组织及其复杂性：一个典型个例的红外云图分析

应用高分辨率的红外卫星云图资料,对台风8807从热带低压发展成热带风暴的过程进行了分析,给出了热带风暴形成过程伴随着复杂涡旋自组织现象的观测证据。结果发现,涡旋自组织可在从数十到十万km2的各种尺度扰动云团之间发生,发生合并的云团除了理想数值试验中的两类前景之外,还存在第三类前景,即较大尺度的云团会发生分裂,部分与其他云团合并。合并形成的新云团可能发展也有可能减弱,这应取决于新云团所处的环境以及是否有其他云团补充并入。用二维Fourier分析可以清楚地看到8807发展成热带风暴的过程可分为两个阶段,一是多涡共存,不同方向、不同尺度系统能量转换频繁阶段,另一是单涡发展阶段,谱密度等值线形态稳定少变。分维计算结果表明,热带风暴形成过程中的相关云团较已有研究分析的云团略显规则,分维略小于已有结果。此外,临界温度取值不同,分维是有差异的,边界温度越低,分维越小。     

华北强对流云团的活动及其天气特征

统计了1984—1987年6—8月华北地区强对流云团的活动特征,并给出了这类云团的β尺度结构和地面天气模式。     

梅雨锋上暴雨云团活动的个例分析

在夏季青藏高原上低层没有辐合带和对流系统活动时,在高原东坡下午有对流云发展。在有利的地形条件下,这类对流云团可发展成中-a 系统,东移进入梅雨锋云带。在长江中游复杂地形区域中-a 尺度对流云团只具有较复杂的中尺度对流组织和较复杂的消、长更替等过程。这类中尺度云团有时停滞,有时发生跳跃性迁移。当梅雨锋云带上对流降水逐渐活跃和加强时,在对流层下部有冷带和温度锋区出现,并且当有一个强的中-a 尺度暴雨云团发展起来之后,可以在梅雨锋上形成3～4个中-a 尺度暴雨云团。同时在梅雨锋南侧低层不稳定区的中-α尺度对流云团移入梅雨锋云带时,容易引起强的中-α尺度云团发展。     

2002-07-04子长特大暴雨中尺度分析

对陕北子长一次特大暴雨的中-β尺度对流云团分析得出:云顶亮温较一般暴雨云团偏低,有2个单体在对流尺度内相互作用,一侧单体增伏变化为暴雨云团形成提供了有利抬升机制、水汽资源和能量,为强对流单体形成暴雨云团提供了发展条件。另外,大尺度环流长波槽后部弱上升气流是暴雨发生的大尺度背景场。对流中低层干空气的侵入是特大暴雨形成的重要特征之一。     

云顶充满度的特征分析

本文采用GMS－5红外云母，提取了一个描述云顶结构特征的参数一云顶充满度VS。结合地面观测资料，引入了云高参数DTS，得到并分析了参数VS随云高DTS的分布特征，同时还讨论了VS的天气学意义。     

一个统计低云方案及其在大气环流模式中应用初探

文中利用湍流耗散特征时间尺度和湍流垂直扩散系数对湍流二阶距进行参数化 ,将一个统计云方案与一阶湍流闭合方案进行耦合。基于数值试验 ,在不同的相对湿度、温度垂直梯度、以及湍流耗散特征时间尺度条件下 ,对该方案云量模拟能力的分析 ,发现该统计云方案对其采用的参数及湍流耗散特征时间尺度敏感。基于该数值模拟分析 ,修改了该统计云方案 ,并结合其他边界层积云参数化方案 ,给出了一个基于统计的低云参数化方案。将其初步应用于NCARCCM 3后发现 :该方案可以显著增强CCM 3对副热带低云的模拟能力 ,可以合理地模拟出大洋东部大陆西岸冷海域低云量大值中心 ,显示出该方案对于改进大气环流模式低云参数化具有潜在的应用前景。     

多光谱云分类技术在锋面云系中的应用

将逐个修改聚类和模糊聚类的多光谱云分类技术应用于2002年6月10日03时锋面气旋云系的识别,并采用同一时次的地面常规观测与其进行了对比分析。结果发现,两种聚类方法对典型锋面气旋云系均有较好的识别能力,分类结果与天气概念模型云层分布情况一致;逐个修改聚类对组间差别较大的情况分类效果较好,而模糊聚类却对性质相近的类别有较好的识别;卫星图像分类结果与地面常规观测比较一致,但在层云、积云、层积云等性质较为相近类别的识别上存在一定差异。     

用空间匹配的MODIS云产品客观确定AIRS云检测

中分辨率成像光谱仪MODIS有可见光及近红外通道,云检测能力超过大气红外探测器AIRS,在我们的算法中,AIRS云检测由落在每个AIRS视场中的精确空间匹配的1 kmMODIS云检测产品客观确定。实况资料测试说明该AIRS云检测算法简单易行且精度较高,目前正在业务使用。     

太赫兹频段雷达探测的冰云微物理参数反演算法模拟研究

在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷达反射率因子,基于最优估计理论反演冰云的微物理参数,并验证该算法的可靠性。反演结果表明,当冰云粒子大小在设定的尺度范围内时,有效粒子半径(r_e)的反演误差小于4%,粒子谱宽(σ)的误差小于2.5%、粒子数密度(N_T)的误差小于1%,冰水含量(IWC)的误差小于5%。还分析了当N_T和σ为定值时,反演结果随粒子尺寸的变化情况,当冰云粒子尺寸在模拟计算设定的范围内时,r_e的反演误差小于0.04%,σ的反演误差小于0.02%,N_T的反演误差小于0.50%,IWC的反演误差小于0.08%,如果冰云粒子大小超出模拟计算设置的范围,反演误差随着r_e增加而增大。该结果证明了基于最优估计理论反演得到的冰云微物理参数与模拟设定值有良好的一致性,说明该方法可应用于太赫兹频段云雷达的冰云观测及云微物理参数的反演和研究。      

EFFECTS OF STRATIFORM CLOUD ON THE DEVELOPMENT OF CUMULUS CLOUD AND ITS PRECIPITATION

Based on the two-dimensional slab-symmetric model of cumulus clouds established by the authors,thedevelopment of the cumulus cloud and its precipitation in environments with and without the stratiform cloudpresent has been simulated numerically in almost the same atmospheric stratification.Results show that thepresence of the stratiform cloud has a significant effect on the development of the cumulus cloud and theincreae of its precipitation.The rainfall may increase by scveral to tens of times.It is believed that theconvective-stratiform mixed cloud system may be important for producing heavy to torrential rain.This isin good agreement with what has been observed in the Meiyu frontal cloud system in recent investigations     

山东冰雹云的客观判别和人工消雹用弹量计算

用济南平原的雷达回波资料和探空资料，分析了山东冰雹云回波特征和７００ｈＰａ，５００ｈＰａ的平均绝热含水量，得出济南周围２００ｋｍ内冰雹季节的７００ｈＰａ，５００ｈＰａ平均绝热含水量和用以确定雹云演变不同阶段的雷达回波综合参数ＢＢ值，以及该区冰雹云的判别依据和人工消雹作业的用弹量计算公式。     

层状云对积云发展和降水的影响——一种云与云之间影响的数值模拟

利用我们已建立的二维积云降水模式,在相同的大气层结条件下,模拟了孤立积云和层状云中积云的发展和降水情况。结果表明,层状云的存在对积云的发展有显著的促进作用,降水量可加大到几到几十倍,从而认为积层混合云系可能是产生大雨和暴雨的一种重要机构,这与梅雨锋里锋区混合云系常产生暴雨的观测事实比较符合。     

双光谱云图的云分类探讨

依据各类云在红外和可见光波段不同的光谱特性，考察了近百个数字云图样本，在红外－可见光二维光谱特征空间上基本确定了与种类相应的集群分布范围，由此判识出积雨云、薄卷云、厚卷云、中云、低云、沈积云和多层云系等７种主要云类及晴空区。并以１９９０年３月１５日１４时云图为例进一步讨论了诸云类在光谱特征空间上高频数分布区的形状和分布特点。     

云图纹理特征的抽取与云的自动分类

根据卫星云图的灰度分布，计算灰度共生矩阵，然后抽取一组纹理识别特征量，组成卫星云图云自动分类方程，从而实现云图微机自动分类。