低涡东北部一次暴雨的成因分析

2013年5月15-17日长江下游地区多地出现连续暴雨,数值模式检验显示雨量预报值误差较大。利用常规天气资料、NCEP 0.5°×0.5°格点资料和多普勒雷达资料,对这次暴雨过程进行了成因分析,结果表明:槽前西南气流、低涡切变和深厚湿层提供了有利的大尺度形势背景;低涡东北部产生的暴雨与低层东风急流的扰动和曲率增大密切相关,地面辐合抬升触发了上升运动;700 h Pa切变线和地面中小尺度辐合线的叠加处、925 h Pa水汽通量散度负值中心区都与暴雨区有较好的对应关系;多普勒雷达平均径向速度图像上显示强烈的辐合区,正、负速度区面积比达到1∶3,回波不断在辐合线处生成,下游地区出现"列车效应",强降水时段雷达回波强度为30~40d Bz,小时雨量达到16~20 mm。对比模式预报场,中低层偏东急流量级和气旋性弯曲偏小导致了暴雨区漏报,地面辐合线位置和强度的偏差造成了雨量中心位置的偏差,可通过与实况对比、雷达分析等手段对预报进行订正。     

上海地区酸雨气候特征及成因分析

基于宝山及浦东两个气象站的酸雨历史观测资料,分析了上海地区酸雨长期变化的气候特征及其形成原因,并对比分析降水酸度的空间分布差异。宝山站降水总体上呈弱酸性,多年平均pH值为5.21,酸雨率为24%。降水pH值年际变化仅呈现微弱下降趋势,电导率K值呈明显地逐年上升变化,平均每年增加2.0 μs·cm^-1,而酸雨率波动较大,由2004年8%增至2009年48%。降水pH值在冷季较低,暖季较高,电导率K值正相反。浦东酸雨平均pH值4.38,低于宝山的5.08,酸雨率浦东79.5%,远高于宝山的33%。大气污染物SO₂、NO₂及PM₁₀浓度与酸雨pH值呈负线性相关,而与电导率K值呈正相关。大气颗粒物含量、污染物化学组成、降水量、风向等对降水pH值及酸雨率变化具有重要的影响作用。     

2008年7月黄淮暴雨过程中西南涡结构特征分析

对西南涡暴雨的预报不仅取决于对西南涡移动路径的把握,也与西南涡的结构及其演变密切相关。利用NCEP/NCAR 1°×1°逐6 h再分析资料,对2008年7月一次东移影响黄淮的西南涡的结构特征和暴雨机理进行分析,结果表明:西南涡的生成过程包含高原涡的耦合诱发,西南涡的生成、发展与干位涡向对流层低层扰动下传有关;中高纬冷空气与副热带高压边缘暖湿气流对峙加强了系统的斜压性,使西南涡中心向上伸展的位涡柱和正涡度柱具有向西倾斜的结构;成熟的西南涡具有中尺度非对称的显著斜压结构特征;对流层中层正涡度平流是西南涡发展和引导西南涡移动的重要因素;凝结释放大量潜热促使低层西南低涡发展,使降水增强。     

多部多普勒天气雷达资料同化对暴雨个例模拟的影响分析

利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其资料同化系统3DVAR,将国内多普勒天气雷达(CINRAD)反射率因子及径向风资料直接用于中尺度数值模拟;对安徽梅雨期一次暴雨过程进行模拟试验,经过质量控制后,分析同时同化安徽省内六部多普勒天气雷达观测资料对模拟结果的影响。结果表明:(1)经过质量控制后,同化雷达径向风和反射率因子对初始场的风场和湿度场均有较为明显的改善,说明用该雷达资料质量控制方案同化雷达资料是可行的;(2)同化多部雷达径向速度资料能使风场气旋性增强,同化反射率资料能调整初始水汽场,使对流层中下层水汽含量增加;(3)同化多部雷达径向风和反射率因子资料,能提前模拟出强降水回波结构,且其中尺度特征更清晰,降水落区和强度预报更接近实况,同化雷达资料对降水预报能持续影响到12 h,并提高了12 h降水预报准确率。     

低层锋生型暴雨特征合成分析

应用湖北省县级以上84个气象观测站点24 h降水资料,统计分析了2008—2011年5—8月低层锋生类型10场暴雨的雨量特征,对天气系统和各种物理量特征进行合成分析。结果发现:低层锋生型暴雨主要是由于低层锋生强迫触发不稳定能量的释放,同时形成跨锋面的次级正环流,其上升支与高层次级反环流的上升支在暴雨区上空叠加,形成深厚的上升运动区,触发位势不稳定能量的释放。在中层槽前正涡度平流、低层西南急流风速辐合以及锋面倾斜导致倾斜涡度发展等共同作用下,中尺度低涡发生发展。中尺度低涡中心区域和低涡移向的右前方动力水汽辐合最强烈,是暴雨发生的主要区域。     

同化雷达估算降水率对暴雨预报的影响

选取2009年3月28日广东省广州市大暴雨过程,考察了变分校准前后Z-I关系估算雷达降水率的区别。变分校准后的降水率资料具有较高的单点精度与合理的梯度分布。降水率资料能够反映大气动力特征和水汽分布等重要信息,是模拟中小尺度系统的关键因子。基于GRAPES (Global/Regional Analysis and Prediction System) 区域三维变分系统,将FSU (Florida State University) 对流参数化方案作为观测算子的同化试验指出,同化降水率资料后同时增强了低层大气的辐合和高层大气的辐散,从而使整层气柱的不稳定能量增加。沙氏指数和K指数诊断分析也表明,同化降水率资料后有利于触发强对流天气。此外,低空辐合有利于水汽垂直输送,维持对流发展,改进降水模拟。逐小时数值模拟结果表明:同化校准后的雷达估算降水率不仅可以改进降水分布,而且使中尺度对流系统的发展和消亡清晰地表现出来。     

长江口EnviSat测高数据的波形分类重构分析

采用波形分类重构算法处理EnviSat卫星从2002年10月至2010年5月在长江口近岸海域28°N~32°N、121°E~125°E范围内的波形数据。该区域内海洋波形、波形后缘前端出现峰值的波形、波形后缘后端出现峰值的波形、似镜面波形和复杂波形分别占89.03%、2.95%、0.45%、3.31%和4.26%。根据不同的波形类别采用不同波形算法进行波形重构。同时,分析了不同重构算法之间的系统偏差,并据此确定OCOG算法、Threshold算法和子波形算法的最优阈值水平分别为65%、45%和50%。重构结果表明,波形分类重构算法优于其他波形重构算法,能有效改善原始海面高的精度,改善程度在16.62%~53.86%之间。此外,重构后交叉点差值小于重构前的交叉点差值,与轨迹P089、P411形成的交叉点的海面高差值由1m降低到25cm左右,其余交叉点的差值均在2~6cm。     

灌溉区与雨养区作物长势差异比较分析——以美国内布拉斯加为例

以美国内布拉斯加为例,按照耕地灌溉比例0%—30%,30%—60%,60%—100%将农业区分为雨养农业区、混合农业区与灌溉农业区,同时筛选丰水年(2008年)、平水年(2005年)、枯水年(2012年),比较相同年份雨养农业区、混合农业区与灌溉农业区的作物长势的峰值特征差异,以及相同农业区在丰水年、平水年、枯水年的长势过程线的相似性,并定量分析作物长势随灌溉百分比的变化规律与趋势。研究表明:(1)相同年份,灌溉农业区作物长势好于混合农业区,混合农业区的作物长势好于雨养农业区,耕地灌溉比例越高,作物长势越好;(2)不同年份的灌溉农业区作物长势差异最小,混合农业区次之,雨养农业区长势差异最大,即耕地灌溉比例越高,作物长势越稳定;(3)枯水年雨养农业区的作物长势过程线与降水过程线同增同减,受灌溉与降水的双重影响,灌溉农业区的作物长势过程线的峰值滞后于降水峰值;丰水年,作物水分胁迫减弱,灌溉农业区、混合农业区与雨养农业区作物长势过程线与降水过程线变化趋势基本一致;(4)作物长势增幅与灌溉百分比之间呈现显著的分段二次函数变化关系,当灌溉百分比增幅小于60%时,作物长势增长幅度逐步加快,当灌溉百分比大于60%时,作物长势增速逐步放缓,在枯水年时,长势随灌溉百分比增加而增长的幅度高于丰水年与枯水年。鉴于不同农业区作物长势差异,作物长势的定量监测需要进一步区分灌溉与雨养农业。     

Proximity-based grouping of buildings in urban blocks: a comparison of four algorithms

Grouping of buildings based on proximity is a pre-processing step of urban pattern (structure) recognition for contextual cartographic generalization. This paper presents a comparison of grouping algorithms for polygonal buildings in urban blocks. Four clustering algorithms, Minimum Spanning Tree (MST), Density-Based Spatial Clustering Application with Noise (DBSCAN), CHAMELEON and Adaptive Spatial Clustering based on Delaunay Triangulation (ASCDT) are reviewed and analysed to detect building groups. The success of the algorithms is evaluated based on group distribution characteristics (i.e. distribution of the buildings in groups) with two methods: S_Dbw and newly proposed Cluster Assessment Circles. A proximity matrix of the nearest distances between the building polygons, and Delaunay triangulation of building vertices are created as an input for the algorithms. A topographic data-set at 1:25,000 scale is used for the experiments. Urban block polygons are created to constrain the clustering processes from topological aspect. Findings of the experiment demonstrate that DBSCAN and ASCDT are superior to CHAMELEON and MST. Among them, MST has exhibited the worst performance for finding meaningful building groups in urban blocks.     

雨量计加热装置研制

雨量计是地震监测中的辅助仪器,用于测量大气降水量。北方冬季严寒,固态降水不能被及时有效记录,且在融化过程中可能会凝结在雨量计传感器中,造成传感器不能记录甚至被冻坏。为此设计一种加热装置,通过加装智能识别、桶内加热器、延时等装置,对现有非融雪式雨量计进行改造,将固态降水有效转化为液态降水,从而得到降水量的真实记录。