博斯腾湖的湖陆风特征及其数值模拟研究

采用基本气象站和区域气象站观测资料分析了2013年6月至2014年5月期间博斯腾湖的湖陆风日变化特征和季节特征,进而通过中尺度数值模拟分析博斯腾湖湖陆风的发展过程及其与天山山谷风的相互作用。结果表明,博斯腾湖北侧湖风与中天山南侧谷风叠加效应造成局地环流增强,从湖岸到山体,叠加效应造成的局地环流最大振幅表现出增大、减小、再增大的特点;湖岸区域湖风开始时间与距离的关系不显著,当离岸距离增大到约20 km以上,距离每增加约6 km,湖风开始时间推迟1 h;湖北侧湖风锋穿透内陆距离比受天山主体影响较小的湖南侧远约11 km;随着湖北侧湖风锋向天山靠近,湖风与谷风耦合作用不断加强。     

Observation of nocturnal low-level wind shear and particulate matter in urban Beijing using a Doppler wind lidar

临山城市夜间山风可影响污染物的分布,但夜间低层山风的演变及其对污染物分布的影响观测研究较少。本文通过325 m气象塔及一台测风激光雷达快速移动到四地的定点观测,获取了北京城区一次三维夜间山风及污染物分布特征,为城市测风提供了一种新方法。结果表明:相距20 km南、北城均有低层风向切变且间隔为1.5 h;城北低空急流的高度及风速均大于城东南;240 m和地面颗粒物的水平分布一致;PM2.5地面高值区的南移时间与北风急流到达时间一致,晚于地面风转向时间。     

河北涞水的一次龙卷风

1981年5月15日,河北涞水县附近发生了一次强龙卷风。12时20分在涞水县西北5公里处、在海拔100米的向阳坡的上方,有一个气旋式龙卷风形成,生成后先沿山坡向南东南方向移动,绕过山后,转向东北移动(见图1),时速约4.8公里。移动中发生嗡嗡的响声,旋转速度很快,水平直径和垂直高度迅速扩展。形成了一个直立的黑色云柱体,直径约为50米     

点绘雷达单独测风时高线的探讨

探空、测风综合观测规定,等压面高度的时间是在探空时间高度线(以下称时高线)上读取,以规定高度出现的时间与量得风层的时间之差,经内插得到各个高度上的风向风速。雷达单独测风求取高度,是按照H=R·sinδ(H 为高度、R 为斜距、δ为仰角)算出高度,并经大气折射、地球曲率及几何米与位势米三项订正后点绘     

温坨子冬季水平流场分布特征

1引言拟建核电站厂区温缩于位于渤海湾的东海岸边，厂区西、北、南三面环海，只有东面与陆地接壤。本地区属温带季风型大陆性气候，四季分明，季风显著。厂址附近区域东北高，西南低，厂址西侧紧邻渤海湾，而辽东半岛东面是浩瀚的黄海，故中尺度风场将是系统风、山谷风、海陆风综合作用的结果。为了研究温蛇子核电厂附近区域地面水平流场的分布特征，在厂址周围进行了冬季大气扩散试验。在以厂址为中心、80km为半径的范围内，除现有气象地面基准站外，又增设5个地面测风站，这样加上原有6个气象站，共收集到冬季11个测站近1个月地面风逐时观…     

珠穆朗玛峰北坡绒布河谷地面风特征的初步分析

2006年5～6月, "2006珠峰野外观测实验"在青藏高原珠穆朗玛峰(简称珠峰)北坡绒布河谷中进行,沿河谷设立了3个站点,对河谷中的大气环流状况、热力和辐射状况等进行了观测.利用绒布河谷中平均地面风场资料,研究了该河谷中地面风场的日变化结构特征.结果表明,珠峰北坡绒布河谷中地面风场存在明显的日变化,自上午12:00(北京时间)左右至午夜该河谷地区为来自珠峰方向的偏南风控制,该风场日变化与普通山区的山谷风环流日变化存在很大差别.从3个站点风场日变化来看,偏南风首先在河谷南部开始,然后沿河谷向北发展.沿河谷轴线方向不同地点风场日变化有较大差异:偏南风出现时间随距珠峰的距离依次滞后,距珠峰最近的站点观测到的偏南风最大且持续时间最长,而距离珠峰最远的站点偏南风最弱且持续时间最短,甚至出现长时间的偏北风.研究表明,由于珠峰北坡地区地形复杂,地形高度落差大,地表状况分布不均,因此绒布河谷中的主导风是山谷风、坡风以及冰川风等多种局地风系统耦合的结果.     

新疆气象站年均风速均一化订正与基本风压估算初探

为了较好地开展风能资源的详查与综合评价工作,根据新疆各风区挑选的参照站历史风况资料序列特点,在参考测站历史"元数据"直接进行非均一性检验与一致性订正基础上,对其中4个长期无自记风记录参照站采用标准正态均一性检验、Potter检验、平行累计和等客观方法对1970～2009年的年平均风速序列进行了非均一性检验与均一化订正,同时对测站无自记风时期年最大风速序列的时距换算进行了初步探索。结果表明:1)布尔津、淖毛湖、红柳河站的年平均风速存在因测站环境改变或其它不明原因而使序列间断的现象。从年平均风速序列SNHT非均一性订正结果以及测站四周建筑群体的发展规模看,布尔津测站受测站环境变化等不明原因的影响程度最大,三度间断,累积订正量平均达0.9m.s-1左右。淖毛湖站两度间断,其中1次与近距迁站而又未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。红柳河站的1次间断,也与未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。2)在构建测站无自记风时期历年最大风速序列的时距时次经验公式中,十三间房站适于西北统一经验公式,其余3站适于在一定阈值风速条件下,根据有自记风时期2min时距平均风速与10min时距最大风速的相关比值系数进行订正。     

北京地区局地环流观测分析

应用2008—2015年逐时自动气象站观测资料,分析了北京地区局地风场的分布特点及季节性变化。结果表明:(1)北京地区局地风场受山谷风和城市热岛环流的共同影响,风速主要沿地形梯度分布。西部、北部高海拔山地风速较大,平原地带风速相对较小。平均而言,东西方向的局地风强度约为0.16m·s~(-1),南北方向的局地风强度约为0.07m·s~(-1)。(2)局地风速在季节分布上以夏季为最大,冬季为最小。其日变化为双峰型结构,于每日09及16时左右达到峰值区。(3)局地风速的u、v分量在正(负)距平的维持时长、日振幅值上存在较明显的差异。低层风场在午后到前半夜以东南风为主,后半夜开始到正午前则以西北风为主。     

净举力错后求实际升速的方法

单点经纬仪测风是用经纬仪观测气球在空中随气流运行的轨迹来实现的。充灌氢气的气球,以固定的垂直速度上升,同时又在风力的作用下沿水平方向移动。由于气球质量小,它随气流移动的惯性也就很小,因此可以把它近似地看作空气质点的移动。在这前提下,我们首先测出气球在空中的瞬间位置,然后把它垂直投影到平面图上,利用运动轨迹的水平投影长度除以间隔时间,即得到该时段气层(即量得风层)的风速,而该时段的水平投影线的方位角的相反方向,即为该量得风层的风向。 在一般情况下,按照高空测风规范操作,就可以得到准确、及时、可靠的测风记录。可是由于某些主观原因,有时也会将净举力搞锗。实践证明,100米/分升速的小球测风净举力错1克或以上,200米/分升速的小球测风净举力错5克或以上,就会造成测风记录的较大误差。遇到这种情     

低平流层准两年变率研究

分析NCAR/NCEP40年再分析资料得出,赤道低平流层纬向风年际变率的平均周期约28.2个月,最大振幅在20hPa,西(东)风距平垂直下传平均速度1.21(1.04)km/月。用10hPa和70hPa月平均纬向风标准化距平之差可反映整层准两年变率的相位,低平流层两半球中纬气温有与之配合的振荡,西(东)风切变时,中纬气温偏低(高)。赤道纬向风准两年变率引起的经圈环流异常是联系低纬纬向风与中纬气温准两年变率的纽带。     

青藏高原及其附近冬夏平均流场的结构

本文用1959、1960年1月和7月青藏高原上及其附近100个站的高空资料作出了距地300米、900米、海拔1500米、3000米、4000米及5000米等六层平均风场图。研究指出: 1.1月自高原中部至云贵一带存在一条辐合带,其厚度约距地1000米。近地层的反气旋性环流中心不在蒙古人民共和国,而在高原东侧的大陆上。天山和祁连山分别对西风都有明显的分支作用。 2.7月在高原上的风向辐合更为明显,但和印度北部的内热带辐合带是截然分开的,它北部的反气旋性环流轴线在3000米以下,位于42°—43°N一带,到5000米南退到35°N附近,这与日常天气图上小高压活动的情况相符。 3.不论1月和7月风向的日变化都清楚,20时普遍有吹向高原的分风向,且在高原的边缘附近表现最为明显,不少站的风向日变化达到180°。     

双基地激光测风雷达回波信号仿真研究

本文针对传统的体散射模型并未考虑大气不均匀性对信号传输的影响等问题,通过引入垂直非均匀的大气参数改进了模型,并利用其建立了体目标的双基地激光测风雷达方程,仿真了侧向散射回波信号,并与单基地雷达进行了对比分析。研究表明:水平方向上,双基地激光测风雷达的回波信号分布特征与单基地雷达差异较大,其回波信号等值线在近地面为卵形线,随着探测高度的增加,回波信号等值线逐渐变为以主、被动雷达为焦点的椭圆形,并最终趋近于圆形;垂直方向上,双基地激光测风雷达的回波信号随高度衰减剧烈,近地面的回波能量约为10^-10 J,4 km高度的回波能量约为10^-15J,在中低层大气(0~10 km),回波信号中气溶胶散射占比大,在高层大气(10 km以上),分子散射占比大。     

风廓线雷达与L波段探空雷达测风资料的对比

为了探讨风廓线雷达资料的可用性,对2013年9月—2015年10月青岛站和济南站的风廓线雷达与L波段探空雷达测风数据进行相关、误差及有效样本比率分析。结果表明:(1)济南站和青岛站绝大多数高度层00:00和12:00风廓线雷达与L波段探空雷达的水平风速显著正相关,通过α=0.05及以上信度检验;(2)济南站00:00和12:00,晴天1.5 km以上及雨天0.64 km以上大多高度层风廓线雷达的水平风速比L波段探空雷达偏小约2 m·s~(-1),且当风廓线雷达与L波段探空雷达水平风向差≤20°时,有效样本比率基本在70%以上,资料质量很高;(3)青岛站00:00和12:00,6.48 km以下大多高度层风廓线雷达探测的水平风速比L波段探空雷达偏小2~4 m·s~(-1),水平风速资料可用,但当2部雷达风向差≤20°时,有效样本比率仅为20%,海陆风及2种仪器的布设距离是水平风向差异的主要原因。     

“B型”“701型”测风计算盘在高仰角时的使用

“B型”(又称莫氏)和“701型”测风计算盘是计算高空风的两种常用工具。使用这两种计算盘都存在一个共同的问题,就是遇到高仰角时点绘很困难,并且影响测风精度,尤其是对风向的影响更为严重。目前台站在使用这两种计算盘进行测风点绘中遇到高仰角时,一般都采用两种办法来处理,第一种办法是将高度(用“B型”计算盘点绘)或斜距(用“701型”计算盘点绘)换算成水平距离,再用方位角和水平距离改用“A型”计算盘点绘;第二种办法是不顾误差大小用估计方法强行在“B型”或“701型”上继续点绘。前者由于要更换计算盘手续繁多,影响时效,后者则影响测风的精度。根据“B型”、“701型”计算盘的制造原理和使用实践,我们发现这两种计算盘不需要在高仰角时改换计算盘,也可以点绘高仰角记录。     

科尔沁边界层风廓线雷达探测性能评估

利用2016～2017年科尔沁边界层风廓线雷达每6min的风场资料评估雷达探测性能,主要针对风廓线雷达数据获取率、风廓线雷达与常规探空探测风的相关性等进行了分析。结果表明：风廓线雷达平均数据获取率随高度的增加先增大后减小,3000米以下平均数据获取率都在60%以上。雷达探测数据存在日出后数据缺测率高,午后缺测率低的变化趋势。各层数据获取率与气温和比湿的相关系数分别在0.45和0.35左右。对比风廓线与常规高空探测数据发现：二者v分量的相关系数大于u分量；各高度层中400米到1900米的u分量的相关系数在0.4以上,500米到3400米的v分量的相关系数都在0.6以上；风廓线雷达与常规探空数据u分量相关系数随风速的增大时而减小,从春季到冬季u、v分量相关系数都呈减小趋势。各个季节中风廓线雷达与常规探空数据风速平均偏差春季最小、冬季最大。     

风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法

风廓线雷达系统误差和探测数据时空代表性影响风的数据质量。针对五波束探测风廓线雷达,提出雷达系统误差检测方法并分析风的空间不均匀分布和时间代表性对风数据质量的影响。在此基础上,通过比较4组三波束计算的两组水平风u,v分量离差进行风的空间均匀性判别,并比较了一致性平均和数学平均两种时间代表性处理算法间的测风精度差异。利用广东风廓线雷达站网2014年3—5月10部雷达数据进行方法应用和评估。结果表明:稳定大气条件下,3种型号雷达 (LC,PB,PA) 的有效数据高度分别达到3,6 km和10 km的雷达系统功能设计需求。经空间均匀性检验与时间一致性平均处理的风数据在降水期间质量优于业务雷达数据,3—5月10部雷达获取的两组u,v分量离差标准差约为1 m·s-1,表明经过空间一致性检验和时间一致性平均处理后的数据质量较好。     

光电-光导纤维测风系统

光导纤维通信是一种新的通信方式。这种通信方式的特点是可以进行低损耗、无感应传输。日本已把光导纤维实际应用于容易受雷电感应影响的气象塔风速、风向观测系统。一、系统的概要该系统是在130米的高塔上利用风速计和风向计测定风速、风向,使之免受雷电感应影响的测风系统。为达到此目的,感应器和全部传送线路都由光线路组成。图1是测风系统的简图。如图1所示,由观测室的发射部分发出的光,通过光导纤维电缆,一直传送到风速、风向传感器;而电传感器中组装的圆盘产生的脉冲信号和与电码相对应的光信号再次通过光导纤维电缆传送进观测     

地形对豫东南一次极端暴雪影响分析

为了更全面地认识豫东南极端暴雪发生发展的机制,利用常规探空和地面观测资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,对2018年1月3-4日豫东南极端暴雪过程从环流背景,高低空急流配置及水汽输送等方面进行分析。结果表明：高空低槽、中低空急流及切变线同时配合地面强冷空气南下,是形成本次极端暴雪事件最根本的天气尺度条件;豫东南位于高低空急流耦合作用形成的强烈上升区,西南急流不但为暴雪区提供源源不断的水汽条件,还起到了动力抬升及不稳定能量释放等作用,有利于暴雪发生发展与维持。豫东南地处大别山脉与桐柏山脉东北侧迎风坡处,地形较复杂,为了探究地形对本次极端暴雪的影响,本文尝试通过WRF模式模拟豫东南地形对降水的影响,通过控制试验和敏感试验对比分析表明,山体的迎风坡一侧对降水的增幅作用达4-6 mm,而背风坡一侧对降水的减幅作用约为6 mm;低层的U风分析显示,地形消减后U风风速将减小2-4 m·s^-1,并且中心位置东南移1-2个纬距,强降水中心随之东南移;垂直速度沿经度及纬度剖面均显示山体迎风坡处对垂直上升运动增幅达0.1×10^-2 m·s^-1;地形对水汽辐合起到明显增强作用,尤其在山体上方850-700 hPa高度辐合更加显著。     

不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度分析

采用建瓯风廓线雷达(CFL-06)观测资料,分析不同季节天气条件下风廓线雷达的测风精度,同时还选取了永安风廓线雷达(CFL-03)数据进行了对比分析。结果表明,四个季节在探测高度低于4 km时,获得的对称波束水平风分量差值的平均值很小,且小于0.5m·s~(-1),标准差值也比较一致,且小于10 m·s~(-1),探测精度均较好。当探测高度超过4 km后,春、冬两季对称波束水平风分量差值的平均值和标准差值开始增大,在7.1 km高度平均值和标准差值达到最大,分别为9 m·s~(-1)和28 m·s~(-1),夏、秋两季探测精度高于春、冬两季的。在探测高度低于4 km时,不同季节4种方法计算的垂直速度基本一致,以春季大气最为均匀,其次是冬季的,夏、秋两季的最差。在探测高度超过5 km后,春、冬两季4种方法计算的垂直速度偏差增加较快,最大分别为0.9 m·s~(-1)和1.0 m·s~(-1),夏季4种方法计算的垂直速度偏差较小。夏、冬季水平风向和风速测量精度优于春、秋两季的,秋季测量精度最低,水平风速标准差值在0.0～1.5 m·s~(-1)和水平风向标准差值在0～15°范围内所占比例分别只有51.6%和54.0%。总的来说,风向和风速测量精度普遍不高,需要进一步改进算法,减少计算误差,提高探测性能。     

基于光学资料的广州塔附近下行地闪特征

利用2009—2014年广州高建筑物雷电观测站的光学观测资料,结合雷声和电磁场变化波形,对广州塔（高度为600 m）西北部60°扇形区域3 km范围内的119次下行地闪分布特征进行统计分析,结果表明:43.7%（52/119）的地闪发生在区域内4个最高的建筑物上;除了直接击中广州塔的20次地闪（16.8%）,距离广州塔附近0~1 km的区域未观测到地闪,观测到的距广州塔最近的地闪离广州塔约1.2 km;距广州塔1~2 km的区域共观测到35次地闪（29.4%）,其中每个高度低于300 m的建筑物被击中的次数不超过1次;距离广州塔2~3 km区域共观测到64次地闪（53.8%）,其中有些高度低于300 m的建筑物被地闪击中1次以上,最多达5次。广州塔对附近区域下行地闪的吸引作用使其附近1 km左右范围内未观测到地闪,且1~3 km范围内随距离增加下行地闪密度（扣除击中其他高度不低于300 m的建筑物的地闪）有逐渐增加趋势,说明高建筑物对下行地闪的吸引作用随着距离的增加而逐渐减弱。