广州相控阵天气雷达组网方案设计及其观测试验

通过统计近3年广州强对流的回波结构特征,设计了由4部具有双线偏振功能的X波段相控阵天气雷达组网,覆盖广州中心城区。以期获得本地小尺度对流单体生消完整过程的精细探测资料,为对流单体生消机理分析提供数据基础,同时为分析城市冠层影响飑线等线状对流系统强度变化提供观测依据。观测试验表明:相控阵雷达网获取的高分辨率探测数据,监测本地生消的小尺度对流单体、线状对流系统的强度变化有明显优势,对预警信号发布等业务有很大帮助。不足之处是该相控阵雷达采取单波束扫描模式,加快扫描速度受到一定程度限制。     

铅锌矿床中的Cd同位素组成特征及其成因意义

由于Cd同位素分馏主要受蒸发和冷凝以及海洋生物摄取等作用的控制,Cd同位素已被广泛应用于宇宙演化和海洋环境等方面的研究．然而,在复杂的成矿环境中,特别是在热液参与的成矿体系中,Cd同位素是否能够指示成矿物质来源或成矿演化过程还鲜有研究．通过对我国西部五个铅锌矿床闪锌矿中Cd同位素的研究,发现铅锌矿床中Cd同位素组成变化范围大,其δ^114／110Cd值介于-1．53％,0．34％0,总变化范围为1．87‰,远大于目前所测定的大部分地质样品．同时,通过不同矿床Cd含量和Cd同位素的对比研究,不同成因的铅锌矿床其Cd含量和Cd同位素组成不同,具有明显的“元素一同位素”分组,这可为矿床成因研究提供重要信息．另外,生物（有机质）作用和结晶分异作用也可能是导致Cd同位素组成差异的原因．尽管Cd同位素的研究还处在初始阶段,特别是涉及成矿过程的研究,然而,通过本次初步研究,我们认为Cd同位素有可能作为一种示踪成矿流体以及成矿环境演化的有效手段．     

山东日照傅疃河口湿地脆弱性特征与生态恢复

在野外调查和文献资料的基础上,讨论了山东省日照市傅疃河口湿地的生态脆弱性特征及其影响因素,并提出了相应的生态恢复重建措施和工程。结果表明,近年来由于受到自然因素和人为因素的影响,傅疃河口湿地生态系统表现出脆弱性特征,具体体现在湿地基底和生态系统的敏感性、湿地水源的不稳定性和水体水质的胁迫性及人类活动过度干扰和湿地的难恢复性3方面。该湿地生态恢复措施包括:科学建立河流缓冲带、撤拆围堰和疏通水道,以保证湿地生态系统地表基底的稳定性;建设调蓄工程和采用截污导流措施,以恢复湿地水文和水质;开展湿地动植物生境恢复工程,为动物尤其是水禽提供较好的栖息地等。     

日极端气温的多模式集成预报应用及检验

基于Grapes、T639、ECMWF和JMA精细化数值模式,利用平均集成(EMN)、反误差加权集成(IEWE)、消除偏差加权集成(BRWE)法进行广州5个观测站的日极端气温集成预报研究。结果表明:(1)数值模式对最高气温的预报较为接近,其中Grapes模式的预报效果相对较优;模式对最低气温的预报普遍优于最高气温,ECMWF模式明显优于其余3种数值模式。(2)BRWE的效果最好,尤其对最高气温预报有明显改善,其24~72 h预报效果较最优的Grapes模式分别提高了27.6%、17.1%、9.9%;对最低气温的预报亦有改进,24 h预报误差较最优的ECMWF模式提高12.5%,但48~72 h的改进效果则不明显。(3)集成预报在不同季节的效果有一定差异,在夏秋、冬季节,BRWE的最高气温预报效果明显高于春季;而BRWE的最低气温预报在春、夏季节具有较高的应用价值。     

近10年广东冰雹的统计特征及天气形势

对2004—2013年广东冰雹天气的时空分布、天气形势、物理量进行了分析。广东的冰雹天气主要出现在3—5月并且集中在粤北山区和西江流域河网地带。可将广东出现冰雹时的天气形势分成锋面低槽型、暖区型、高架雷暴型3种典型的类型。锋面低槽型,大冰雹多出现在这类天气形势下,地面冷锋、低层切变线(低涡)、高空槽(温度槽)互相配合,地面冷空气和中层温度槽的侵入,使得大气层结变的不稳定;锋面、切变线、高空槽的动力作用触发对流;冰雹出现在锋面、切变线附近,高空槽前。暖区型,地面在长江流域以南没有冷空气活动,低层存在西南风与东南风的辐合,高空槽带来干冷空叠加在低层暖湿气流之上,形成不稳定层结;冰雹出现在高空槽前、低层辐合区内。高架雷暴型,地面为冷高压控制,低空存在逆温层,暖湿气流沿着低层冷垫爬升,对流在逆温层之上发展;冰雹出现在切变线附近,多为小冰雹。在广东,适宜大冰雹生长的物理量平均值是:0℃层高度4505m,-20℃层高度7632m,K指数35℃,SI指数-0.99℃;垂直风切变2.67×10-3 s-1;最大上升速度-28×10-2 Pa/s,400hPa与700hPa之间的差动温度平流-23.9×10-5℃/s。大冰雹要求更大的K指数、更小的SI、更大的垂直风切变、更加充足的水汽、更加强烈的垂直上升速度、更大的差动温度平流。     

CINRAD/SA雷达双偏振升级数据质量分析评估

广州CINRAD/SA雷达完成双偏振升级改造后,本文评估分析了其探测灵敏度、地物抑制能力以及差分反射率ZDR,差分相移Φ_(DP)、差分相移率K_(DP)及相关系数的数据质量,结果表明:双偏振升级后雷达灵敏度与升级前基本一致,地物杂波抑制效果有明显改善;ZDR系统偏差变化稳定,随Z的增长趋势与经验值一致,测量误差不超过0.2dB;Φ_(DP)的初始相位具有较好的稳定性,K_(DP)对强降水敏感,与强降水有很好的对应关系;相关系数能够很好地区分气象和非气象回波。     

Rapid-Scan and Polarimetric Phased-Array Radar Observations of a Tornado in the Pearl River Estuary

The strong destructive winds during tornadoes can greatly threaten human life and destroy property. The increasing availability of visual and remote observations, especially by Doppler weather radars, is of great value in understanding tornado formation and issuing warnings to the public. In this study, we present the first documented tornado over water detected by a state-of-the-art dual-polarization phased-array radar (dual-PAR) in China. In contrast to new-generation weather radars, the dual-PAR shows great advantages in tornado detection for its high spatial resolution, reliable polarimetric variables, and rapid-scan strategy. The polarimetric signature of copolar cross-correlation coefficient with anomalously low magnitude appears to be effective for verifying a tornado and thus is helpful for issuing tornado warnings. The Guangdong Meteorological Service has been developing an experimental X-band dual-PAR network in the Pearl River Delta with the goal of deploying at least 40 advanced dual-PARs and other dual-polarization weather radars before 2035. This network is the first quasi-operational X-band dual-PAR network with unprecedented high coverage in the globe. With such high-performance close-range PARs, efficient operational nowcasting and warning services for small-scale, rapidly evolving, and damaging weather (e.g., tornadoes, localized heavy rainfall, microbursts, and hail) can be expected.     

广州X波段双偏振相控阵天气雷达数据质量初步分析及应用

为提高X波段双偏振相控阵雷达(XPAR-D)数据质量,采用自适应约束订正方法对反射率因子Z_H、差分反射率因子Z_DR进行质量控制;利用广州S波段双偏振雷达(CINRAD/SAD)和地面二维雨滴谱观测对XPAR-D雷达的数据质量进行分析,结果表明XPAR-D雷达与CINRAD/SAD雷达的回波强度基本一致,由于XPAR-D雷达灵敏度较低,导致对弱回波的探测能力低于CINRAD/SAD雷达。将XPAR-D雷达测量的反射率因子Z_H与雨滴谱仪反演的Z_H对比,两者相变化趋势基本一致;XPAR-D雷达差分反射率Z_DR、差分相移率K_DP与Z_H的一致性较好,其中K_DP约是CINRAD/SAD雷达的3.3倍;XPAR-D雷达偏振参量能有效反映融化层的偏振特征;一次局地性强降水的观测结果表明相控阵雷达能够精细监测降水的触发、演变过程以及不同降水强度的微物理特征。      

雷州半岛气象灾害及防御对策

雷州半岛气象灾害频繁,每年都不同程度地受到台风、干旱、暴雨、强对流、雷电、寒冷、高温等气象灾害侵袭。本文分析了各种气象灾害的发生规律,并提出了相应的防御对策。