青藏高原雷暴云降水与地面电场的观测和数值模拟

在2003年青藏高原那曲地区夏季雷暴云的观测试验中,三次伴有降水的过程中都出现了地面电场(Egnd)随降水的漂移现象,而且固态和液态降水对Egnd的极性改变并不相同。为了模拟再现高原雷暴云降水和Egnd之间的关系,选取了8月13日这次具有高原雷暴代表性特征的过程,模拟了雷暴云移经观测点上空期间,测站固、液态降水与Egnd的变化以及雷暴云下部正电荷区的空间分布。模拟的Egnd及固、液态降水与其的对应关系与观测事实较一致。分析结果表明,固态降水主要携带正电荷,液态降水主要携带负电荷,各类带不同极性和数量电荷的降水粒子常共存在雷暴云中,Egnd主要受携带电荷量占主导地位的降水粒子的影响,地面出现强正电场时正好是云在当顶并且地面出现强固态降水的时间。     

闪电和固、液态降水关系差异的数值模拟

为了进一步认识闪电和固、液态降水的关系,本文利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,通过设置敏感性试验组,模拟了一次雷暴过程,分析雷暴中闪电和降水的特征,以及闪电和固、液态降水对垂直风速的依赖关系,探讨闪电与固、液态降水的时空分布关系和单次闪电表征的降水量(RPF:rainyields per flash)。结果表明:对流云降水中,液态降水占主要部分,但固态降水比液态降水对于垂直风速的依赖性更强。随着对流的增强,固态降水在总降水中占的比重越来越大。首次放电时间不断提前,闪电峰值落后垂直风速峰值,总闪数一开始随对流的增强而增加,对流一旦增强到一定程度,总闪数则逐渐减小。固态降水和液态降水的开始时间和峰值时间均随着对流的增强而不断提前,而液态降水出现时间和峰值时间均提前于固态降水。雷暴云首次放电的时间滞后于液态降水,而闪电峰值提前固态降水峰值或与固态降水峰值同时产生。雷暴云中的放电活动集中在强降水区域前缘的较弱降水区,强降水区对应的闪电较少,对流的增强会使降水区域面积、降水量和降水强度增加。由于液态降水总量远大于固态降水总量,固、液态RPF的数值相差达到一个量级,但单位时间内固态降水和液态降水增加的速率相近。在单位时间内闪电次数越多,RPF则越小,而固态RPF和闪电次数的线性相关性明显好于液态RPF,所以利用固态降水可以更好地预报闪电。这些结果有助于进一步认识闪电和降水的关系,并可为闪电预报提供新的思路。     

雾中液态降水的辨别

通过分析雾与液态降水生成的天气条件、特征、降水云层,结合各气象要素的变化,判断记录雾中的液态降水天气现象.     

雷达资料在湖南降水与降水效率特征分析中的应用

根据湖南怀化历史雷达资料,统计分析了垂直液态含水量、最大反射率等降水特征因子以及云内凝结液态水,并结合全省区域观测站同步雨量资料,采用"按行政区域划分到县"方法,计算出怀化地区实时地面降水量与降水效率。分析结果表明:选取的2015年怀化地区层积混合云降水个例具有一定的代表性,怀化地区上空垂直液态含水量充沛,最大反射率为57dBz,最大垂直液态含水量为2.40*107m~3,6min平均垂直液态含水量为2.16*107m~3,6min平均地面降雨量为4.81*106m~3,降水效率为18.21%。研究结论对湖南省人影工作的开展起到了一定的技术指导作用。     

感雨器

感雨器又称降水检测器、是否降水判别器。在地面气象台站上观测天气现象时,需要记录降水的开始与终止时间(时、分)。感雨器能够很准确地记录液态降水的开始时间,比较准确地记录液态降水的终止时间。对于其它形式的降水,如阵雪、雨夹雪、阵性雨夹雪等的开始与终止时间,也能较准确地记录;但是,它无法判断这些降水的性质,也不能记录霰、米雪、冰雹等形式的降水的开始时间与终止时间,更不能判别这些降水的性质。许多国家(如美、日、芬兰等)的遥测气象站上,都设有感雨器。设置该要素的目的除为了实现上述功能外,还有另一种功能。作者在本刊1983年3期     

唐古拉山区Geonor T—200B雨雪量计日降水观测误差修正

降水观测资料的准确性对气候、气象及水文研究至关重要,因此2005-2011年在青藏高原唐古拉山中段开展了中国标准雨量计(CSPG)和Geonor T-200B自动雨雪量计(下称T-200B)的降水对比观测试验,以CSPG人工观测的日降水修正值作为真实的日降水量,通过数学统计分析,提出T200B的固态、液态及混合态日降水修正公式,并对其进行验证。结果表明,T 200B日降水观测值经过修正后,与CSPG日降水修正值基本相符,试验时段三种降水类型的降水总量的T-200B修正值与CSPG修正之间的平均相对误差为2.3%,平均绝对误差为13.7 mm,该修正方案提高了T 200B降水观测效率,修正精度能够满足实际应用需求。     

列管式雨量计的研究与设计

在分析目前测量液态降水的仪器优，缺点的基础上，设计了列管式雨量计，可直接在列管上读出一定时间内的累计降雨量，计算出某时段内的降雨量，利用自计部分记录液态降水量，降水强度和降水时间。     

强台风黑格比的路径和降水诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和常规气象要素、中尺度自动站、地面加密探测和多普勒雷达等资料,综合分析环流背景对强台风黑格比的路径和降水变化的影响,并对黑格比影响过程的物理量特征进行诊断分析.结果表明:(1)台风路径稳定西北偏西行的主要原因是500hPa副高为带状分布,副高南侧边缘偏东和东南引导气流加强,台风北侧最大东风风速与南侧的最大西风风速之差增大;(2)多普勒雷达基本反射率分析发现对流单体回波在雨带的上游(海上)发展,移动到下游(陆地)迅速减弱;空中垂直液态含水量对于台风降水的演变趋势、降水量估测和降水落区有较好的指示意义.在台风暴雨系统中垂直累积液态含水量产品,由于液态含水量的密实程度不同,降水效率差异极大,有时可使降水量的差异达到2.5倍甚至更大:多普勒雷达产品1小时降水量与实际降水落区和降水量有较好的一致性,而降水落区的表现最好.1小时降水量产品与雷达反射率以及空中垂直液态含水量产品有着很好的对应关系.(3)"黑格比"在西北偏西移动过程中其垂直运动、涡度、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征.     

较强降水过程云内液态含水量的分布特征初析

本文应用我台７１３雷达数字化处理系统，对１９９３年几次较强降水过程的云中液态含量水的分布特征作了初步分析．结果表明，液态水含量的多少对降雨强度有一定的但非决定性的作用；就较强降水过程而言．云中液态含量水随着季节的不同、影响系统的差异，而有不同的分布特征。     

称重与人工观测降水量的差异

为了更好地使用降水观测数据,对引起称重观测和人工观测的差异原因进行分析,选取北京市15个国家级地面观测站2012年11月—2014年1月称重式降水传感器与人工观测降水量业务资料,探讨称重观测与人工观测累积降水量的差异,并细化为对固态降水和液态降水两种降水类型进行相关性研究。结果表明:称重观测与人工观测日降水量相关系数为0.9990, 88.0%的对比次数中, 两者日降水量差值满足业务要求;在出现固态降水时,称重观测较人工观测降水量偏大,在出现液态降水时,称重观测较人工观测降水量偏小;两者在日降水量等级判断差异较小,小量降水时称重观测的能力较优;防风圈可显著提高称重观测固态降水的捕捉率,而称重观测内筒蒸发对夏季降水测量有一定影响。