激光测斜视能见度的初步试验

斜视能见度,特别是空对地斜视能见度的测量,是飞机安全着陆的重要气象保证工作之一。然而斜视能见度目前还只能根据水平能见度及目视垂直方向天空的混浊程度作粗略估计。这种估计的准确性差,带有较多的主观因素。因而研究一种能客观测定斜视能见度的探测方案及相应的仪器是十分必要的。 近十年来,国内外对激光探测斜视能见度问题作了不少工作,但都还处于原理试验阶段。我们在本所72—75年有关工作的基础上,提出了在水平均一假定下探测大气光学厚度及平均消光系数的简化方案,并于1977年初在机场上进行了原理试验,与飞行员     

激光探测机场斜视跑道视程的实验研究

本文主要分析了采用激光雷达、载人热气球和光度计等设备于合肥和屯溪两个机场进行斜视跑道视程的探测实验结果:光度计主要用于研究近地平天空亮度特性以及目标物和背景的反射特性.根据这些特性我们进一步改进了斜视能见度的理论计算公式.对于100至4000m的能见度变化,激光探测的机场斜视视程与从气球和飞机上人目测的斜视视程比较吻合,对500m以下的能见度,两者的偏差一般小于100m,对1000至4000m的能见度,偏差一般小于10％.     

介绍利用图像处理软件增强可见光云图反差的技术

针对可见光云图存在的亮度问题,利用图像处理软件对其进行加工处理,增强其亮度,达到反差效果明显的作用.     

联合反演大气气溶胶光学特性和地面反照率

利用一种直接由天空亮度的相对分布反演气溶胶光学特性的方法。数值试验表明天空亮度相对分布的变化对地面反照率并不敏感,这样通过地基多个方向天空亮度的测量,并与模式计算结果相比较,定出大气气溶胶的光学厚度和相函数。在得到大气气溶胶的相函数和光学厚度的基础上,用GMS-5气象卫星可见光通道的资料求出了北京地区可见光波段的地面反照率。     

激光探测能见度的实验研究

利用红宝石激光雷达初步实验对比表明,利用激光雷达可以定量求得各种能见度下的水平能见度值,只是在低能见度情况要采取适当的技术和分析方法。用激光探测目前飞机临界着陆能见度也是可能的,但在更低能见度下大气多次散射起着重要作用,给利用激光探测斜视能见度带来局限。     

使用高级甚高分辨率辐射仪(AVHRR)图象进行夜间雾的探测

在白天,用常規的可见光和红外光图象探测雾,相对而言比较简单,因为在可见光图象中,雾具有明亮的特性,它与大多数云层一样,能强烈反射可见光范围内的太阳辐射。然而与云相比,雾和低层云在红外图象上表现得更温暖些,因为其温度更接近下垫面——陆地或海洋的温度。因此,在夜间,利用卫星云图探测雾就显得困难。雾顶与地表间的热反差通常是很小的,并且,即使可以测量,要区分由于雾的存在引起地面温度变化及地表温度的空间变化往往很难。     

FY-1C资料在云顶粒子热力学相态分析中的应用研究

中国发射的FY-1C极轨气象卫星有10个探测通道,包括可见光、近红外和红外波段.在对云顶粒子热力学相态进行数学模拟分析的基础上,利用FY-1C资料对实例进行了分析研究.结果表明FY-1C的通道6(1.58～1.64μm)适于探测云顶粒子的热力学相态.     

基于TRMM的热带气旋降水云系多谱段辐射特征分析

利用TRMM卫星测雨雷达、微波成像仪和可见光/红外扫描仪的探测资料,以2006年第8号台风"桑美"为例,研究了热带气旋在海面上强烈发展时期的降水云系多谱段辐射特征,研究结果表明:可见光资料反映了云的厚度信息,红外(亮温)资料反映云顶高度信息,可以较好地反映台风云系所表现台风的外观,但对台风云系覆盖下的细节特征的探测能力则有限.微波有很强的穿透性,能揭示台风云系中各种粒子的三维分布特征.微波通道亮温与PR降水的相关远大于可见光和红外遥感的效果.不论是可见光、红外还是微波亮温,与高层降水的相关系数绝对值总大于其与低层降水的相关系数.可见光和近红外波段的辐射率与降水正相关,相关系数随频率减小而减小;中红外和两个红外分裂窗区的亮温与降水呈负相关,相关系数的绝对值随频率减小略有增大.TMI低频通道的亮温与降水正相关,相关程度随频率减小略有减小;TMI高频通道的亮温与降水负相关,相关系数的绝对值随频率减小而减小.     

积雪遥感的可行性分析

本文综述了积雪在可见光、近红外、热红外、微波波段和伽马波段的光谱特性,以及对遥感仪器的响应情况。概述了美国和加拿大在加拿大圣劳伦斯和大草原地区,通过详细的地面调查、机载被动微波探测和伽马探测,以及卫星被动微波探测所进行的综合性积雪遥感试验过程及其得到的结果。分析了新疆积雪场的特征和可供选择的遥感手段,提出了值得研究的课题建议。根据国内外有关情况,讨论了积雪遥感的可行性问题。     

利用全天空可见光图像反演天空辐亮度

由中国科学院大气物理研究所LAGEO实验室研制和开发的地基全天空成像仪,可实现地基全天空自动化观测,文中首先对全天空成像仪仪器及性能进行介绍.辐亮度是气象科学研究中基础而重要的气象要素,而全天空成像仪记录的是可见光红、绿、蓝三波段辐射信息的灰度值图像,因而无法直接应用到气象研究中.为能够从灰度值图像中获取天空辐亮度信息,文中详细介绍了与亮度反演密切相关的几个重要标定实验,包括儿何标定、光学标定,以标定参数为基础并结合全天空仪器成像原理提出了一个由可见光灰度图像反演相对天空辐亮度分布的算式算法.文中还利用大气物理研究所香河观测站(39.75°N,116.96°E)同时观测的全天空成像仪以及CIMEL光度计所观测的天空辐亮度数据(440 nm波长),对该反演算式进行检验和比对,结果表明,所提出的算法进行天空辐亮度分布反演可行,该算法将灰度图像与天空辐亮度建立了联系,有利于观测图像数据与数值模式模拟工作的相互对比和验证,有利于观测图像数据在模式研究中的应用.     

东方对虾的生产过程与气象关系及其应用

利用观测和调资料对东方对虾生产过程中的入室,越冬,育苗,放苗,养成,收获等主要生产环节与气象关系进行了计算分析,得出了各生育阶段适宜生长和生产的气象指标及其应用方法。     

强对流实时短期预报业务应用

θｓｅ特型法是一种强对流天气的短期预报方法,它把强对流天气预报化成预报引发背影条件下高能量预警型的强对流大概率事件。１９９５～１９９８年在上海地区进行强对流实时短期预报,准确率达８９％。     

大气波导特征分析及其对电磁波传播的影响

文中在介绍大气折射的基本类型及其存在条件的基础上 ,阐述了三种类型的大气波导的形成机制 ,总结并分析了大气波导的几个主要特征 ,并用西北太平洋云辐射实验的实测资料和西沙海域的气象资料进行了验证 ,同时试验了蒸发波导高度对大气湿度、气海温差、水平风速变化的敏感性 .在分析大气波导对电磁波传播的影响时 ,推导了可形成波导传播的电磁波最大陷获波长和临界发射仰角 ,提出了电磁波形成波导传播的 4个必要条件 ,并讨论了大气波导对超短波传播、雷达探测、短波通信等方面的影响 .     

新植白莲套种晚稻栽培技术与气象条件分析

根据新植白莲套种晚稻栽培技术试验示范观测,分析探讨了白莲套种晚稻栽培对气象条件的要求和可能存在的春季低温、夏季高温、寒露风等农业气象灾害影响,并提出科学的农业气象灾害防御对策.分析得出试验示范区气候条件能满足新植白莲套种晚稻种植的要求,为当地大面积推广新植白莲套种晚稻生产积累了经验和科学依据.     

对称不稳定与初始扰动尺度关系的数值研究

采用两个不同的东亚夏季风指数分析了1951～1999年间东亚夏季风强度的年代际变化特征。结果一致表明，20世纪70年代中期左右，东亚夏季风经历了由强到弱的年代际变化。而且西太平洋副热带高压作为东亚季风系统的重要成员，其强度和位置也在1970年代中期左右发生了明显的年代际变化。这种大气环流背景的年代际变化造成了1970年代中期以后我国的华北地区干旱少雨；长江中下游地区洪涝多雨。     

深圳市空气污染气象条件标准体系的研究

为建立适合深圳的空气污染气象条件标准,对目前开展的空气污染气象条件预报进行客观的检验,基于2011—2013年地面常规气象观测资料和风廓线雷达资料,对能见度和影响因子(降雨、地面风速和低空风速)进行了相关分析。根据不同气象条件对空气污染的不同影响,将空气污染气象条件分为1—6级,等级越高,越有利于空气污染,并由此建立了深圳市空气污染气象条件等级的计算方法和流程。计算结果与实况基本相符,平均基本准确率达到75.0%,其中1级和4级基本准确率分别达到83.3%、85.2%,业务运行良好。该方法对于小概率事件(如热带气旋外围环流影响)的计算能力较差,6级的基本正确率仅为52.7%。所以针对特殊的低能见度小概率事件需要进行进一步的研究。     

天气数值预报中过去资料的使用问题

本文指出在天气数值预报中要解的天气方程组与我们能有的求解条件是不相配称的.因此需要研究如何把方程组化成最合适的形式而最充分地利用可能有的定解条件(特別是最可靠最完全的气象量测的分布)以使预报效果最好.在某些情形下,天气数值预报可以提成“演变”问题,从而可能使用过去的资料.作为某一气象量的初值问题,天气数值预报也可能使用一部分过去资料.而在以前的天气数值预报是并不使用过去天气资料的.本文最后讨论了这样提法的意义.     

2004年春季中国沙尘天气特征分析

利用全国681个站的沙尘天气观测资料分析得出,2004年春季中国北方的沙尘天气明显偏少、偏弱,主要表现在：（1）2004年春季681个站累计的沙尘天气日数2 080 d,相当于历史平均值的46.9%,是近四十余年中第三个偏少年份。沙尘暴的总面积约190万km2,仅为历史平均值的37.3%。（2）危害性较大的沙尘暴和强沙尘暴过程6次,不足2001年的一半。（3）4月和5月沙尘天气明显偏少导致整个春季显著偏少。沙尘天气出现时,PM10浓度相对增加,空气质量恶化,但与历史上较典型的强沙尘暴个例相比,PM10浓度增加的幅度不大。进一步分析表明,2004年春季沙尘天气偏少、偏弱的主要原因是大气动力条件不足,是比较特殊的一个年份。     

连云港旅游气象指数研究及其预报

以连云港市花果山1998年12月1日至1999年11月30日，整理一年的每日门票销售数，与相对应的气象条件进行统计，得到旅游气象指数与气温、天气、大风等气象因子有关，同时考虑了景点的人文景观、特色景观、植被状况等，建立的旅游气象指数，能较好地引导游客旅游并为游客服务。     

高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究

为了探明公路路面积水(积雪)过程和干湿状况的变化及其气象因子的影响,以江苏省金坛试验基地试验路段的道路气象数据作为模型输入数据,利用改进的Sass道路积水物理模型对3次降雨(雪)过程中的道路积水量进行模拟,通过对模型模拟结果的分级和与仪器记录、人工观测结果的对比,验证模型模拟路面状况的准确性,并探讨了气象因子对路面积水量的影响。研究结果表明:(1) 改进的Sass模型可用于对道路干湿状况的模拟,且准确性较高,可推广到高速公路路面状况的实时监测和预报;(2) 排水过程中,径流和蒸发在不同时期对排水量的贡献率差异较大,从总量上讲,径流对排水起了主要作用;(3) 气象因子对道路积水的影响主要体现在降水量直接影响道路积水,而其他气象因子则通过对蒸发量的影响来间接影响积水量。