祁连山地形云试验区自然地理和气候特征

对祁连山地形云民乐试验区的降水时空变化及夏季降水、云和风向的日变化进行分析发现,试验区降水随海拔升高由北向南递增,在祁连…北坡实测最大年降水量511 mm,出现在海拔2500 m的瓦房城.全年7月降水最多,6～8月降水量占年降水量的57%.夏季风向日变化明显,以山谷环流为主,白天多为NW风.夜间为SSE风,午后谷风使水汽向祁连山北坡汇集,气流抬升形成对流云,故山区16:00～20:00降水频率最高,有两个雨峰分别出现在午后和半夜,与低云量和积云、积雨云的日变化对应.近50年的气候变化表明,年降水量呈上升趋势,春、夏、秋季降水量均为上升趋势,冬季则下降.1957～2004年有两个枯水期,两个丰水期,1998年至今处于丰水期.年降水量和年径流量最大熵谱图分析表明,4.8年和3年周期较显著,民乐年降水量和莺落峡年径流量熵谱图对应较好,还存在9年的振动周期.     

祁连山近45a5～9月日降水气候特征

应用祁连山地区17个测站1960～2004年5～9月逐日降水资料,统计逐年5～9月不同量级的雨日数及对应的降水量,进而得到各站小雨和中雨以上日降水雨强,用区域平均值来代表祁连山地区整体的不同降水量级雨日数和雨强,用线性趋势系数及5阶主值函数分析不同量级降水日数和雨强的变化趋势。用墨西哥帽状连续小波变换方法分析其周期变化情况。结果表明:祁连山地区5～9月降水量与不同量级的雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性,无论年降水量还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。近45a,祁连山地区小雨日数呈下降趋势,中雨以上降水日数则呈上升趋势,而小雨雨强与中雨以上降水的雨强均呈增强态势,不同量级降水日数与雨强的共同作用使得5～9月降水量与总雨日数呈相反变化趋势,即5～9月降水量呈上升趋势,而总雨日数呈微弱下降趋势。小波分析发现,祁连山地区小雨日数有5a左右的变化周期,而中雨以上降水日数的周期变化较小雨日数周期变化明显复杂。     

TK 2GPS人影探空火箭与L波段探空数据差异性分析

开展TK-2GPS人影探空火箭探测数据的分析检验,对于了解试验仪器的适用性和数据可靠性及其在人影中的应用前景非常重要。利用TK-2GPS人影探空火箭和L波段探空资料,采用平均偏差、均方根误差和相关系数等分析方法,对两种探空的温度、相对湿度、风向及风速等要素的差异性和变化特征进行了对比分析,并对可能造成差异的原因进行了探讨。结果表明:探空火箭与L波段探空同要素间均呈显著的正相关,通过了0.05及以上显著性检验。温度、风速平均偏差和离散度较小,相关性最好;相对湿度的平均偏差虽大,但相关性较好;风向在各高度层的离散度较大。两种探空的温度、风速垂直廓线变化趋势一致性高;相对湿度垂直廓线变化趋势存在一定差异,前者相对湿度较后者明显偏小。随水平探测距离的增加,探空火箭探测数据相对L波段探空的偏差值有所增大。通过相关分析建立的相对湿度订正方程,能很好地对探空火箭的相对湿度进行订正。     

基于空间均匀定常风场的人影作业高炮安全射界修正

针对37 mm人工影响天气作业高炮推导非标准气象条件下质点外弹道的计算方法,分析弹丸分别受横风和纵风影响时的弹道侧偏及射程修正。结果表明:风对高炮弹丸的运动轨迹影响较为剧烈。纵风通过影响空气阻力的大小和方向,改变弹道射程;横风影响空气阻力的方向,从而使弹道轨迹产生顺风向侧偏。在同一发射仰角下,随着风速的变化,横风引起的弹道偏程修正量和纵风引起的射程修正量呈现出近似等差数列的变化规律。通过拟合分析,得到风速、发射仰角与弹道修正量之间的关系表达式,在实际作业时,可粗略地利用该数学表达式快速估算任意风速下的弹道修正量。     

西北地区一次人工消雨试验效果分析

通过利用人工消雨作业目标区和对比区降水量资料,研究了作业前后降水量的时间变化和空间变化。开展作业后作业区出现了显著的降水低值区,作业影响区出现了延迟降水。说明集中过量播撒作业对抑制云团的发展起到了积极的作用,消雨作业实施后1~3 h内有一定的作业效果。消雨作业实施后,目标区(影响区)的降水量要明显小于对比区的降水量。     

冰雹云中闪电特征观测研究

通过对西北地区11次冰雹过程闪电定位仪和多普勒雷达观测资料的分析结果表明,闪电5min频次分布呈现规律变化,在降雹前4-97min出现频次大于20次的峰值,冰雹过程正地闪占总地闪比值在24．7％-40％之间;闪电密度最大中心区出现在降雹位置之前,闪电逐时空间分布标识出冰雹云的发展移动路径;闪电分布在雷达回波区,并不与雷达最强回波区对应,闪电频次、正地闪所占的比值和闪电时间序列分布,可能起到预警冰雹的作用。     

甘肃省东部冰雹特征及预警指标分析

利用典型代表年份的90个冰雹个例观测资料，采用统计和数理诊断的方法对冰雹天气物理量参数进行分析，构建了甘肃省东部地区冰雹天气概念模型和冰雹预警指标。结果表明：冰雹事件在时空分布上受到天气系统和地形双重影响，冰雹天气过程分为西北气流型、低槽型和低涡型，占比分别为52%、38%和10%，在地势高、地形复杂的地区更容易产生降雹。92%的降雹出现在13—20时，5—7月占全年发生降雹概率的86%。0℃层高度越高，冰雹在降落过程中融化的越快；回波顶高越高，层结水汽越丰富；强回波顶高越高，水汽越丰富，冰雹云发展旺盛；强回波顶高越接近回波顶高时，对流发展越旺盛。通过对降雹时的最大回波强度、最大回波顶高、最大垂直累积液态水含量(VIL_max)、垂直累积液水密度(VILD)以及K指数、沙氏指数(SI)、0℃层高度、-20℃层高度等物理量进行综合分析所构建的甘肃省东部地区的冰雹预警指标体系可对13 min冰雹临近预警提供定量化的判据。