大气可降水量估算模型研究

利用SuomiNet网GPS大气可降水量数据和地面气象数据研究建立大气可降水量估算模型.利用研究区域GPS PWV和地面气象数据,研究了大气可降水量与地面水汽压间的相关性,并建立二者间的线性、二次多项式和幂函数回归模型,对比分析各模型的估算精度以确定最优估算模型,并检验了不同大气水汽含量下最优模型的估算精度.得出以下结论:1)GPS大气可降水量与地面水汽压变化趋势基本一致,存在着良好的相关关系(相关系数达到0.892).2)基于地面水汽压的线性、二次多项式和幂函数模型估算大气可降水量均达到一定的估算精度(相对误差均小于19％),其中幂函数估算模型的R2最高,估算误差最小.3)基于地面水汽压的PWV估算模型具有地域性特征,基于研究区域数据所建立的模型更适合于研究区域,其PWV估算精度高于Cole模型、张学文模型和李超模型.4)所建估算模型在不同的大气水汽含量条件下估算精度不同,大汽水汽含量越高,估算结果的相对误差越小.     

江苏省气象为农业服务效益评估模型

气象为国民经济建设和人民生活服务的效益，是大家有目共睹的，对效益如何表征和估算，则是广大气象工作者一直关注的课题。通过对江苏省近三年来气象部门为农业服务所产生效益的评价与估算，寻求一种客观定量的评估方法，建立了一种实用的数学评估模型。.     

淮河流域致洪暴雨预警系统

介绍淮河流域暴雨预警系统和所采用的处理方法。该系统利用合肥CIN—RAD雷达体扫资料，配合地面雨量观测资料，采用最优判别系教法建立了适合淮河流域的孔关系，用以估算每6分钟的降水量。此外系统还在区分GMS-5卫星云图上不同种类云系的基础上，配合地面观测，采用数理统计方法建立了淮河流域GMS-5卫星估算降水多通道经验公式。在CINRAD雷达和GMS-5卫星的雨量估算结果的基础上，通过与站点观测雨量的对比分析，利用数理统计方法对这两类估算雨量资料进行了集成。集成估算得到的雨量值较单独用CINRAD雷达或GMS5卫星进行雨量估算的结果在精度上有所改进，能更精确地对淮河流域雨量进行估算，进而结合HLAFS数值预报产品进行致洪暴雨的预警。该系统在2003年汛期成功地对淮河流域出现的几次暴雨过程进行了预警，汛期服务效果显著。     

地表湿度及粗糙度非均匀分布情况下整体输送方法的初步研究

利用一个裸土与Pielke中尺度边界层的耦合模式，对大气环流模式网格尺度的地表湿度和粗糙度的非均匀分布情况下整体输送系数的平均方法进行了初步研究。首先估算了将单点陆面模式应用到大气环流模式的非均匀网格时所产生的误差，并且构造了一种有效阻抗的平均方法，与其他几种方法相比，它可以更有效地消除这种误差。     

利用卡尔曼滤波校准方法估算区域降水量

该文根据卡尔曼滤波校准方法估算区域降水量的原理，利用“973”项目野外观测资料对2002年6月22日的一次降水过程进行了试验研究。结果表明:卡尔曼滤波校准方法能提高雷达定量估算区域降水量的精度，并能较好地反映雷达探测到的精细降水场结构；验证了随着观测次数的增加，卡尔曼滤波校准方法估算降水量的精度越来越高。     

表面气温内部变率估算方法的比较研究

本文利用37个CMIP5模式和CESM（Community Earth System Model）包含40个成员的超级集合试验的表面气温预估数据，比较了工业革命前气候参照试验、多项式拟合法和方差分析方法这三种目前在国际上运用较多的方法所估算的表面气温内部变率的异同，分析了内部变率的估算对气候预估中信号萌芽时间（TOE）的影响。结果表明:若采用CMIP5多模式集合，则工业革命前气候参照试验和多项式拟合法都是估算内部变率的合理方法，而方差分析方法则由于包含模式性能自身的影响会夸大内部变率故不推荐使用。内部变率的全球分布呈现出极向强化的现象，中高纬度地区的内部变率幅度远大于热带、副热带地区。内部变率受不同排放情景的影响较小，且随时间无显著变化，但方差分析方法估算的内部变率在热带地区容易受到排放情景的影响。若基于类似CESM这样的单个气候模式的超级集合模拟试验来估算内部变率，三种方法估算的结果相似。不同方法估算的内部变率对TOE的影响主要位于北大西洋拉布拉多海、南大洋威德尔海和罗斯海等邻近海洋深对流区。对于中国区域平均来说，基于CESM超级集合模拟试验，三种方法估算的内部变率与强迫信号之比都小于15%；对CMIP5多模式集合，采用工业革命前气候参照试验和多项式拟合法得到的结果与此接近，但若采用方差分析方法则显著高估内部变率的作用。     

用NOAA/AVHRR数据估算上海地区水稻种植面积

应用模糊监督分类方法对NOAA/AVHRR数据进行象元分解，并估算了上海市10个郊县1992年和1993年两年的水稻种植面积，估算的结果与统计数据比较后表明，全市总的估算精度（采用面积比精度）分别为92.0%和95.4%。     

用超声速气流产生冰晶的试验及测定

在２ｍ３等温云室中进行了塑料小泡压爆及超声速气流在过冷雾中产生冰晶性能的试验，在－１℃到－１７℃温度范围内测试其产生冰晶效率。发现这两种方法均能在过冷雾中产生大量冰晶，直到－１℃。在－８℃时每升空气产生的冰晶为１０１１－１０１２量级。是一种经济有效的催化过冷云雾的方法，很有应用前景。     

稳定性层状云降雨量的估算研究

利用2000-2004年711雷达观测的稳定性层状云降雨回波资料，结合雨滴谱和地面雨量自记资料，使用统计方法，分析了引起稳定性层状云降雨量大小改变的因子，得出稳定性层状云降雨量大小除与雷达回波强度关系最为密切外，还和云顶高度、暖云厚度等因素有关，分析了产生误差的原因，建立了多元回归方程，为使用雷达回波对降雨量的估算提供了一种方法。     

新疆雪压计算方法的研究

雪压作为一种自然荷载是建筑工程设计时所必需考虑的因素之一.关于新疆雪压的计算方法与取值标准,在60年代初曾有人作过研究.依据当时的建筑规范,他们利用乌市仅有的5年雪重资料,计算了40年一遇的雪压值,并以此作为全疆统一的取值标准.随     

双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法

双线偏振天气雷达天线性能的优劣将直接影响雷达探测能力和气象目标定量测量的精度。双线偏振雷达主要采用交替发射和双发双收两种模式,即水平和垂直线偏振波交替发射同时接收和同时发射同时接收两种形式。本文基于双线偏振天气雷达天线误差对气象目标探测精度影响的研究和分析,提出了双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法,特别对如何在雷达工作现场利用太阳和专用信号源检测评估双线偏振天气雷达天线性能的方法进行了说明。     

可见光通信中光学天线的研究

可见光通信作为一种结合了照明与通信的新型无线通信技术,近几年成为一个研究的热点.光学天线是可见光通信系统中的重要组成部分,在优化光能分布、提高接收功率、提升系统信噪比和通信质量方面起重要作用.目前国内外对于光学天线的研究可以分为发射天线和接收天线两个部分.发射天线一般与LED光学设计相结合,按照配光方式可以分为准直型、均匀照明型和聚焦型等类型.接收天线采用复合抛物面聚光器、菲涅尔透镜等光学元件作为光学接收前端,主要目的是提高接收信号的功率.本文介绍了近年来国内外光学天线的研究进展,评价并比较了各种类型光学天线的光学性能,并对光学天线的发展趋势做出了展望.     

全运会期间713雷达一次天线追摆故障的分析与诊断

天线追摆超标是雷达天控系统出现的一种较为严重的故障,不仅会降低雷达天线的控制精度,还会磨损天线伺服系统的机械结构。对山东省菏泽市气象局的CTL-713C天气雷达在全运会期间出现的一次天线追摆故障进行了分析与处理。根据角度信号的流程对713雷达天线控制电路进行分析,通过关键节点的实时数据和常态数据相比较,确定故障部位。最终在既保证天线控制的前提下又使天线追摆满足雷达指标的要求,顺利排除了故障。此次故障排除过程充分体现了信号流程分析法在雷达故障处理中的重要性。     

风廓线雷达天线阵面不平整度对探测性能影响分析

根据雷达气象方程,分析了影响风廓线雷达探测高度的因素;建立了风廓线雷达相控阵天线阵面不平整度对天线方向图影响的数学模型。通过仿真实验,给出了在垂直波束和偏离天顶15°的倾斜波束下天线增益和旁瓣电平随阵面不平整度的变化结果。仿真结果表明,风廓线雷达天线增益随阵面不平整度的增大而减小,近似呈指数规律变化;天线旁瓣电平总体上随阵面不平整度的增大而抬升。工程设计人员可以在风廓线雷达探测高度变化允许的范围内,同时考虑目前国内风廓线雷达天线结构设计、工艺制造水平和安装精度,对天线阵面不平整度提出合理的技术指标要求。     

新一代天气雷达天馈系统故障分析诊断方法和技巧

故障分析诊断技术对保障气象大型装备可靠业务运行具有重要作用。依据CINRAD/SB型新一代天气雷达天馈系统信号流程,通过对新一代天气雷达天馈系统故障诊断方法进行研究,总结出天馈系统漏气、打火故障检测方法,天馈系统损耗大的故障诊断流程和故障定位6种方法。按照故障诊断流程和其中的外接信号源联合频谱仪法,分析诊断、定位并修复了天馈系统天线座内环流器故障导致的雷达观测回波强度偏弱、灵敏度降低故障的典型个例。结果表明,根据雷达现场配备仪表状况,通过故障诊断流程,采用合适方法和技巧,可达到快速定位天馈系统故障部位、在最短时间修复雷达故障目的。     

CINRAD/SA雷达天线座动态故障分析

结合CINRAD/SA雷达天线的动态控制过程、结构特点与故障现象,从理论上清晰地分析了天线运行的基本过程,指出各CINRAD站经常、普遍出现的天线座动态故障的实质是雷达天线运行的实际动态速率和位置与RDA(Radar Data Acquisition)计算机给定雷达伺服控制系统的命令不匹配以及判断造成此类故障报警的雷达天线动态速率不匹配条件和位置不匹配条件,而后深入分析了雷达天线伺服控制结构中的D/A转换电路、速度比较电路等关键部件的工作状态,最后总结了排查此类故障的驱动链路检查、滑环维护方法、伺服电机检测方法等,从而为CINRAD/SA雷达天线故障的现场维护和维修提供参考。     

远旁瓣引起的杂波干扰

分析了偏角馈入抛物面天线远旁瓣回波产生的机理,并经实验验证了远旁瓣回波的存在。结论显示：偏角馈入抛物面天线较中心馈入抛物面天线在抑制远旁瓣方面有优势,在做低仰角扫描时不会产生远旁瓣回波;但在高仰角时,也会产生远旁瓣回波。在多卜勒雷达的使用中,控制天线的转速有利于消除远旁瓣回波的影响。     

天气雷达水平仪检测数据误差订正与数学处理方法初探

天气雷达天线座水平度的检测主要使用2种气泡式水平仪来获取数据。由于水平仪在天线座上的实际检测工作环境与水平仪原来的标准检定环境差别较大,所以直接获取的检测数据含有明显的误差成分,这在很大程度上影响到了对天线座水平度的准确检测。针对在水平仪检测数据订正与数学处理方法方面出现的问题,分别提出了对这2种气泡水平仪系统读数误差的确定方法和检测数据的数学处理方法。结果表明:对读数误差的确切分离与对检测数据进行恰当的数学处理,能够明显提高天气雷达天线座水平度检测数据的准确度和可信度。     

风云四号静止气象卫星测距站坐标测量点的确定及修正

风云四号(FY-4)静止气象卫星是通过测量多个地面站到卫星的距离实现对卫星的轨道确定和预报,所以测距站站址坐标是影响定轨精度的主要因素之一。星地间距离通常是指地面天线相位中心到卫星天线相位中心之间的距离,但是FY-4测距站天线的相位中心无法用作测距距离起始参考点和站址坐标测量点。本文针对FY-4测距站简易半转台天线的特殊结构,结合卡塞格伦天线的工作原理,确定出测距距离起始参考点及站址坐标测量点,并给出这两者之间距离的修正算法。最后根据FY-4卫星太空分布位置及各个测距站跟踪状况分析了修正结果,并对在工程中实施方法提出了建议。     

基于特征模理论的低剖面MIMO立方体天线

基于特征模理论,给出了一种适用于室内环境的16端口多输入多输出（MIMO）立方体天线设计.首先利用特征模理论在对一个矩形金属片进行模式分析的基础上,同时激励金属片的不同模式,设计了一款工作于5.150~5.875 GHz的高隔离度的4端口MIMO天线单元,并引入人工磁导体（AMC）表面代替原天线的地板,大大降低了天线的剖面.进一步地,围绕立方体环绕一周组成4×4端口的MIMO立方体天线,在较小的空间内实现了天线的多端口与多极化.仿真和测试结果表明：天线在5.150~5.875 GHz频段内端口反射系数S_ii<-10 dB,端口间隔离度|S_ij|>20 dB.