利用GPS和云图资料监测北京地区中小尺度降水的研究

地基GPS遥感大气总水汽量提供了高时间分辨率的水汽资料,为分析预报中小尺度系统的变化创造了条件。本文利用北京GPS／VAPOR试验反演了北京2000年6～8月的大气总水汽量(又称大气可降水量或积分水汽),分析了北京夏季大气总水汽量的分布特征;结合气象和云图资料,对7月3～5日的一次暴雨过程进行了分析,结果表明：GPS大气总水汽量和云的发展及维持是强降水产生的条件,降水量的大小与大气可降水量的增加幅度、维持时间和水平有关,面上的大气可降水量的变化和红外云图资料显示的中小尺度系统的变化是一致的。面上大气可降水量的移动与测站降水关系密切,当测站大气可降水量迅速增加,并且面上分布的大气可降水量也同样向测站扩展时,台站的降水也迅速增加。GPS大气可降水量可作为台站短期降水预报的一个指标。     

用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量方法的研究

根据1993年我国28个台站地面及高空气象要素资料,拟合出这28个台站所在地区整层大气可降水量同地面湿度参量(地面水汽压、地面露点)关系的经验表达式,并且在此基础上,通过引进地理纬度ψ和海拔高度H两个参量,将经验系数参数化,建立起由地面湿度参量计算整层大气可降水量的经验计算模式.另外还拟合出这些地区整层大气有效水汽含量同可降水量关系的经验表达式,提出一个先由地面湿度参量计算整层大气可降水量,再由此计算出整层大气有效水汽含量的方法.     

四川盆地一次强降水过程水汽特征

利用WRF模式、地基GPS资料以及常规气象观测资料,结合模式输出资料的高空间分辨率(10km)和GPS大气可降水量(GPS-PWV)资料的高时间分辨率(30min)的优点,对2008年7月20—22日四川盆地一次暴雨过程的水汽变化特征及各物理量与大气可降水量的关系进行综合分析。结果表明:此次降雨过程是由高原涡和西南涡共同作用引起,WRF模式能够较好地模拟出降雨落区和强度。GPS-PWV反映的大气可降水量增减趋势与WRF模拟的较为一致。水汽密度垂直分布反映了大气可降水量分布,水汽密度随高度增加而递减,降雨初期,水汽密度随高度减小迅速,降雨强盛时期,水汽密度随高度减小的速度减慢。水汽辐合使得水汽密度和大气可降水量增大,风的散度项与水汽通量散度的变化一致,而水汽平流项对水汽辐合贡献较小,水汽的辐合主要由风场辐合造成。     

华中地区空中水汽资源的输送和收支研究

采用1980-2009年的NCEP\NCAR再分析资料,对华中地区5省的四季大气可降水量和水汽输送通量进行了计算,并分析了华中地区四季的大气水汽分布、水汽来源和多年来水汽的收支变化,结果表明:华中地区的大气可降水量夏季最多,冬季最少,水汽分布与纬度最为相关,同时也受海拔高度的影响.春季,华中地区的水汽主要来源于太平洋以...     

青藏高原东南侧干湿季气候特征与成因

利用台站降水、蒸发资料和NCEP再分析资料,通过季节水汽输送、大气可降水量分布、水汽辐合辐散诊断对西南水汽通道上青藏高原东南侧干、湿季气候特征及成因进行了分析。结果显示,四季青藏高原东南侧均存在西南水汽输送,即使冬、春季也有较强盛的水汽输送,但其上空四季均维持有水汽辐散场,不利于降水发生和维持,尤其冬、春季强度更强、范围更广。同时,受低纬高原地形影响,这一地区大气气柱短,导致青藏高原东南侧大气可降水量比周边地区明显偏少,且存在明显的季节变化,冬、春季大气可降水量仅为夏季的1/3~1/2。可见,青藏高原东南侧季节性干旱受冬、春季大气可降水量的减少和其上空更强更广的水汽辐散场共同影响所致。     

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。     

西藏地区GPS水汽资料与降水量之间的对比分析

利用2008年7月份西藏地区地基GPS遥感大气水汽总量的观测资料,研究了大气水汽总量与日平均温度、相对湿度和降水量的关系。研究结果表明：1海拔高度对站点上空水汽总量的影响比较明显,一般情况下海拔越高水汽总量越低;其次高原上某地的降水转化率高低与该地所处的长期天气背景有关2．水汽总量值与实际降水量的大小之间并不是一种简单的正比关系,水汽梯度值和水汽源源不断地输送对降水量的大小有重要影响。3．日平均温度和GPS大气可降水量跟相对湿度之间呈反相关;降水往往出现在高温高湿后面,这种现象可以用湿旋转效应解释;最低温度跟GPS大气可降水量之间有良好的正相关。     

西藏地区GPS水汽资料与降水量之间的对比分析

利用2008年7月份西藏地区地基GPS遥感大气水汽总量的观测资料,研究了大气水汽总量与日平均温度、相对湿度和降水量的关系。研究结果表明:1海拔高度对站点上空水汽总量的影响比较明显,一般情况下海拔越高水汽总量越低;其次高原上某地的降水转化率高低与该地所处的长期天气背景有关2.水汽总量值与实际降水量的大小之间并不是一种简单的正比关系,水汽梯度值和水汽源源不断地输送对降水量的大小有重要影响。3.日平均温度和GPS大气可降水量跟相对湿度之间呈反相关;降水往往出现在高温高湿后面,这种现象可以用湿旋转效应解释;最低温度跟GPS大气可降水量之间有良好的正相关。      

我国可降水量同地面水汽压关系的经验表达式

本文根据1992～1993年全国20个台站地面及高空气象要素资料，拟合出各个站所在地区整层大气可降水量和有效水汽含量同地面水汽压之间的经验关系式。计算结果表明，可降水量和相应的地面水汽压之间，存在着良好的数值对应关系。仅利用地面水汽压计算出的整层大气可降水量和有效水汽含量，同实际情况符合得很好，平均相对误差普遍小于15％。因此，这些经验关系式具有良好的实际应用价值。     

基于地基GPS大气可降水量的福建水汽资源时空分布特征分析

利用福建省2010—2019年地基GPS站大气可降水量资料、地面气象观测资料和探空数据及ERA-Interim再分析资料,分析福建水汽资源的季节、月、日变化特征,并采用EOF、Mann-Kendall和滑动t检验等方法对近10 a水汽资源的时空分布和变化特征进行分析。结果表明:相较于ERA-Interim再分析资料,福建地基GPS大气可降水量具有较高精度。水汽季节分布以夏季最大,春季次之,秋冬季最低;其月际变化呈倒“U”型分布;晴日和雨日水汽变化差异显著。东部沿海地区水汽含量普遍高于西部山区,但降水转化率低于内陆山区。EOF分析结果显示福建省大气可降水量主要存在2种空间模态,其中第一模态方差贡献率占80.06%,主要表现为空间分布一致型,振荡强度由西北、西南向东部逐渐增强,相应的时间系数表征了大气可降水量显著的季节性变化特征。Mann-Kendall突变检验和滑动t检验的结果表明近10 a福建上空水汽资源未发生突变。     

我国的大气透明状况

根据全国65个甲种日射站自建站起至1978年9:30,12:30,15:30各时次直接辐射的观测资料,计算了大气透明系数。为了便于各地间的比较和绘制全国分布图,所有各时次的资料都统一订正到M=2的情况下,计算中太阳常数取值S_0=1.98卡厘米~(-2)分~(-1)。 就我国的具体情况而论,地势对大气透明度的影响最为显著,直接的结果是:高原为透明度高值区,盆地为低值区。 分析了影响大气透明度的两个重要因子——水汽和气溶胶的分布特点,以及它们之间的比例关系。水汽对辐射的吸收系根据探空资料求得的整层大气的含水量按Mugge和Muller的公式计算的。     

微波遥感大气湿度层结的研究

根据大气噪音谱,用接收1.35cm微波噪音,遥感大气湿度层结。研制了1.35cm微波辐射计(v=22.235 Gc)。用迭代法反演大气湿度层结,在野外实验中与无线电探空仪对比,比湿相差的百分比,均方根偏差在700 mb以下<20％,650 mb以下<29％;大气中水汽总含量的测量,两者相差为3％。为了遥感雨中含水量,研制3cm微波辐射计(v=9.37 Gc)。并测试了大气噪音。     

利用太阳直射光谱计算平川上空水汽和臭氧总量

本文利用“HEIFE”1991年10月加强观测期在平川荒漠地区观测的太阳光谱资料．对平川上空大气中水汽总量和臭氧总量进行了计算。计算指出利用多渡段太阳光谱资料拟合Angstroem参数,并引入1hλ的三次多项式．大大地提高了气溶胶光学厚度的计算精度．在上述基础上计算出平川上空10月份臭氧总量平均为0．323cm-atm,水汽的光学厚度为0．238．分析发现该地区水汽总量与地面相对湿度有较好的相关．其相关系数达0．825。文中对水汽计算的几种方法还进行了比较与讨论。     

我国的水汽输送和水份平衡

本文利用1956年1月和7月探空和测风纪录,计算了我国东部大陆的水汽输送和7月的水份平衡.随着季风环流的转变,我国水汽输送冬夏有显著的不同.但无论冬夏均以南方海洋输入的水汽为最主要.在水汽的总输送量中,涡流输送一般只佔次要地位.最大涡流输送位于我国中部,冬季它与高压移动路径一致,夏季与极锋平均位置相合.1956年7月我国大陆是个水汽源地,蒸腾量大于降水量.     

气溶胶和水汽e型吸收对低层大气长波辐射冷却率的影响

利用带模式方法计算了低层大气的长波冷却率。结果表明,在大气低层窗区ｅ型吸收的冷却率小于非窗区的水汽冷却率,约占总冷却率的１／３;气溶胶的长波冷却率小于水汽的冷却率,对总冷却率的贡献约为３０％;大气低层总冷却率的分布主要取决于水汽冷却率的分布。     

ESTIMATION OF ARTIFICIAL PRECIPITATION ENHANCEMENT RESOURCE CONDITION AND CLOUD SEEDING POTENTIAL BY GROUND-BASED REMOTE SENSING DATA

In this paper,the data of continuous atmospheric vertical integral vapour and liquid watercontent during April-June of 1992-1994 obtained by a ground-based dual-channel microwaveradiometer are used to analyse the statistical characteristics of atmospheric vapour and liquid watercontent,and the relative distribution characteristics of vapour and liquid water content in cloudyatmosphere,the correlative relation of integral liquid water content L and ground precipitationintensity I.and precipitation transform rate of precipitation system.Finally,the weathermodification condition of precipitus stratiform clouds and seeding potential is analyzed anddiscussed.     

ESTIMATION OF ARTIFICIAL PRECIPITATION ENHANCEMENT RESOURCE CONDITION AND CLOUD SEEDING POTENTIAL BY GROUND-BASED REMOTE SENSING DATA*

In this paper,the data of continuous atmospheric vertical integral vapour and liquid water content during April-June of 1992-1994 obtained by a ground-based dual-channel microwave radiometer are used to analyse the statistical characteristics of atmospheric vapour and liquid water content,and the relative distribution characteristics of vapour and liquid water content in cloudy atmosphere,the correlative relation of integral liquid water content L and ground precipitation intensity I.and precipitation transform rate of precipitation system.Finally,the weather modification condition of precipitus stratiform clouds and seeding potential is analyzed and discussed.     

长江上游地区盛夏季节的水分循环

根据1955—1961年的材料,研究了每年盛夏长江上游地区的水分循环,给出了本区四个边界上各年各层的水汽输送量及各年的水分循环各要素值,并与其它几个地区的水分循环情况进行了比较。文中也简略讨论了本区水汽输送与夏季环流形势间的关系。 本区的水分循环,与其它地区相比较,有一些独特之处:水分循环系数K及水分循环强度均较大(K=1.094)。蒸发与降水量之比值较小。水汽输送最大的层次较高(在850—700毫巴间)。造成这些特点的原因主要在于本区的特殊自然地理条件(是群山环抱,海拔较高的盆地)。可见自然地理条件对水分循环情况有重要影响。 可以推论,在本地区采取增加内部蒸发量的措施,对于降水量之增加,效果似乎应该较在平原地区显著。     

中国西部干旱地区太阳直接辐射通量密度与大气质量的关系

本文根据中国西部干旱地区大气物理状态(大气可降水量和大气浑浊度)的变化范围,利用太阳直接辐射通量密度的理论计算公式,计算了各种大气透明系数状况下的太阳直接辐射通量密度。计算结果表明,大气质量m=2时的透明系数P_2和m相同时,由于水汽和气溶胶的含量配置不同而引起太阳直接辐射通量密度的差异,在辐射日变程的主要时段(m=1-3)内并不大。于是得到各种透明系数P_2状况下太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的平均关系。不同海拔高度比较,当透明系数P_2相同时,各自的大气物理状态虽然不同,但m相同时的太阳直接辐射通量密度基本相同。现有的表征太阳直接辐射通量密度值和大气质量联系的关系式都不能很好地描述计算结果。根据太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的特性,我们提出了新的关系式。最后,整理了不同拔海高度和不同地理景观的四个日射站(西藏那曲、青海格尔木、甘肃敦煌和民勤)的多年观测资料。经验计算结果与观测值比较,一致性良好。     

GMS－5水汽图象所揭示的青藏高原地区对流层上部水汽分布特征

该文利用１９９５年６月中旬至７月初ＧＭＳ－５水汽图象，对青藏高原地区对流层上部水汽分布进行了初步分析．发现高原地区对流层上部水汽的汇集主要通过以下４种方式进行：①水汽从高原东南方的雅鲁藏布江河谷等地进入高原，是主要路径；②从西南方越过喜马拉雅山进入高原；③从帕米尔及其以北地区漂过塔里木盆地后进入高原；④对流活动可以引起水汽在高原上空积聚．从多时相平均水汽图象上反映出高原上西北干、东南湿的水汽分布特征，并初步讨论了水汽图象所揭示的在高原生成的系统对我国东部天气的影响．