民勤春季强降水过程的气候特征及其成因

干旱区春季强降水对安排春耕播种生产、缓解风沙危害和春旱、净化空气质量、改善生态环境和促进农作物生长具有十分重要的意义。以1953-2015年民勤春季3-5月降水为背景,针对2001-2015年春季日降水量≥5 mm强降水天气过程,综合运用地面、高空和云图等气象资料,以及NCEP再分析资料,通过12个春季典型干湿年对比分析,得出春季强降水过程的气候特征和成因。1953-2015年民勤春季强降水日数和降水量呈增加趋势,过程特点是降水时间长,集中在上午,多为连续降水。新疆至河西冷空气东移南下,与青藏高原低值系统、深厚湿层共同影响,生成高原云系发展北抬造成民勤春季强降水。春季强降水的发生,与欧亚纬向气流、高原低槽和东亚大槽的强度密切相关。预报关注重点是西北冷空气、高原天气系统和云系、偏南气流水汽输送。     

卫星云图的识别

卫星云图上的云型与人们日常所见的有很大不同．它的细节不十分清楚．但展现的是云层分布的全貌图象。电视播出的大多是红外云图．黑白色调层次代表各云层顶部和地表的红外辐射温度,高云及厚实的降水云层(如卷云、积雨云等)云顶温度很低最亮白,低云反倒较灰暗。因此,应首先学会分析云型的基本要点。这就是应抓住云图上的主要云区．从云区的型式、范围、边界形状、色调及纹理等几方面的特征,去分析云系性质、高度、降水条件以及与天气系统的联系等,进而根据云型演变了解天气变化。     

台风“灿都”影响下的桂西暴雨成因分析

利用常规观测数据、自动站雨量和卫星云图等资料,运用天气学分析方法,对1003号台风"灿都"影响下的桂西暴雨进行了分析。结果表明:"灿都"加强为台风以后,华北大槽东移北收、副高脊线由东北-西南转为东-西向、东南气流加强,有利于引导台风以偏西北路径深入广西内陆。来自孟加拉湾的西南气流和南海东南风气流在海南岛与桂东南一带加强为一支强盛的低空急流,急流源源不断地输送水汽和不稳定能量到低压环流中,有利于强降水的出现。暴雨落区上空在正涡度平流的作用下,低层产生强辐合、高层产生强辐散,从而造成了强烈的垂直上升运动。"灿都"云系的不对称性结构,是导致暴雨主要集中在低压中心南侧的原因之一。     

6·30文山州大到暴雨成因分析

利用文山降水资料、乡镇雨量站资料、M icaps相关格点资料和雷达降水回波资料,分析高空环流形式、卫星云图和雷达回波资料,借助G rads绘图工具进行相关物理量场:比湿、水汽通量散度、假相当位温、K指数、SI、垂直速度场和涡度场的分析计算,探讨文山2007年6月30日大到暴雨的形成原因,以期对本地区大到暴雨预警预报和气象服务提供参考依据。     

FY-2C资料进行云顶粒子热力学相态分析应用初探

利用"9210"系统下发的FY-2C图像资料数字化信息,依据高云、中云、低云在可见光波段和红外波段具有不同的光谱特性,结合水汽通道和红外通道对密蔽云系的辐射特性,分析了2008年华南低温雨雪冰冻期间红外、水汽、可见光3个通道云系的辐射特征,发现了有利于识别水云、冰云和冰水混合云的方法。同时指出,对于密蔽云系,当水汽亮温值大于0℃而红外亮温值小于0℃时,云顶粒子的热力学相态为过冷却液态水的可能性大于冰晶结构的可能性。根据上述辐射特性分析制定了云类的识别方法。实例分析结果表明这种方法能较好地分离出易产生冻雨的云体中缺少成冰核的过冷却液态水云。     

高原东南侧一次强对流天气过程诊断分析

2008年5月27日~28日贵州省黔西南州出现强对流天气,全州普降暴雨局地大暴雨,局地雷雨中伴有大风、冰雹,造成严重灾灾害。利用各种常规高空、地面常规资料、EC、T213数值产品分析资料以及卫星云图、多普勒雷达资料等,从不同角度分析了这次强对流天气天气过程,分析得出这次过程是在有利的环流背景下产生的:从高原东部有弱冷空气扩散南下,与副高边缘西侧的西南急流在黔西南州上空相遇,导致强烈的抬升运动,是这次强对流天气产生的主要原因。从数值产品分析的各种物理量场分析出:黔西南州处在高能、高湿、深厚的不稳定区,从而产生中尺度对流复合体MCC。卫星云图、雷达回波揭示了这次强对流天气的中尺度特征。     

云南文山一次低涡暴雨成因初探

利用FY2G卫星云图、雷达资料、自动雨量站等观测资料和NCEP/NCAR逐6 h 2.5°×2.5°再分析资料对2018年6月22日~25日云南省文山州大暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次暴雨过程的主要影响系统是两高之间的辐合区和低涡切变线。由于高原槽不断东移加深,孟湾低压与印度半岛低压系统合并加强,西太平洋副热带高压加强西伸,文山州受强偏南气流影响,产生强烈水汽辐合,造成持续强降水;不断有对流单体发展且合并到大的对流云团中,有较大范围的对流云团持续影响是此次大暴雨的主要云图特征;雷达上持续存在“S”型径向速度图,且存在较强降水回波在文山附近生消发展,造成明显的“列车效应”。     

“卫星云图的识别”课外实践活动设计

在现代生活中,卫星云图已通过电视台走进千家万户,成为学生生活中的地理知识。但是目前大多数学生对卫星云图却一无所知,卫星云图成为他们生活中的一大地理问题,为了解决此问题,特进行了该课外实践活动。     

孟加拉湾风暴造成红河州一次强降水的诊断分析

应用MICAPS常规资料结合FY-2卫星云图,通过天气分析与物理量诊断分析方法,对红河州2007年5月16～18日的持续性强降水天气过程进行了分析。这次过程主要影响天气系统为初夏孟加拉湾风暴、700 hPa切变线及地面冷锋,冷空气侵入孟加拉湾风暴外围环流导致强降水发展并持续。冷锋切变南下有利于水汽凝结量的增加及强降水天气发生发展环境的形成。孟加拉湾风暴带来的充沛水汽输送和强烈的上升运动与不稳定大气为持续强降水发生发展提供了有利条件。卫星云图上强对流云团覆盖区与红河州强降水区相对应。     

基于静止气象卫星观测的降水时间降尺度研究

高分辨率降水时空分布估计对于陆面数值模拟和同化,天气、气候与环境及其相关领域研究具有重要意 义。长时间序列降水分布常使用时间和空间插值技术进行估计。本文提出了一种基于每小时静止卫星云图云分类 信息的累积降水估计时间加权插值方法,它通过利用高时空分辨率静止卫星云图所反映的云的变化,与卫星降水 估计和地面观测降水相结合,以获得时空分布比较合理的地面降水分布。将该方法应用于FY2C 云图和国家卫星 气象中心FY2C 的6 小时降水估计业务产品,得到FY2C 卫星发射(2005 年)以来具有10KM空间分辨率以及1 小 时分辨率的降水数据集,并利用中国区域自动雨量观测资料对该降水估计数据集进行检验和评估,以表明该方法 的合理性。     

Statistics of cloud heights over the Tibetan Plateau and its surrounding region derived from CloudSat data

Cloud-radiation interaction has a large impact on the Earth's weather and climate change, and clouds with different heights cause different radiative forcing. Thus, the information on the statistics of cloud height and its variation in space and time is very important to global climate change studies. In this paper, cloud top height (CTH), cloud base height (CBH) and cloud thickness over regions of the Tibetan Plateau, south slope of the plateau and South Asian Monsoon are analyzed based on CloudSat data during the period from June 2006 to December 2007. The results show that frequency of CTH and CBH in unit area over the studied regions have certain temporal-spatial continuity. The CTH and CBH of different cloud types have different variation scopes, and their seasonal variations are distinct. Cloud thickness is large (small) in summer (winter), and the percentages of different cloud types also have certain regularity.     

PATMOS-x、ISCCP云量产品及地面观测在中国区域的对比分析

利用1986~2006年PATMOS-x 、ISCCP总云量和低云量产品与中国区域地面台站观测的总云量、低云量资料进行对比分析,对比不同来源、不同观测方法造成的云量数据在时间、空间上的差异,为资料使用者提供参考。结果表明,与台站观测资料相比,无论PATMOS-x还是ISCCP其总云量数据的空间分布、与站点观测数据的格点相关性均好于低云量数据;PATMOS-x总云量、低云量多年平均的空间分布较ISCCP更接近站点观测;中国区域平均低云量的线性趋势PATMOS-x与站点观测一致,表现为显著的上升趋势,而ISCCP低云量数据则呈现微弱的下降趋势。     

冰川下垫面对夏季云结构和云水含量的影响——以祁连山区疏勒南山为例

云水含量和云结构参量是天气预报、高山区水循环过程分析的基础.基于2012—2015年夏季CloudSat卫星遥感资料的2B-CLDCLASS、2B-GEOPROF和2B-GEOPROF-LIDAR,结合中国第二次冰川编目数据及气象资料,对祁连山地区疏勒南山冰川区与非冰川区云水含量和云类型特征进行分析.结果 表明:(1)...     

基于CERES的宁夏空中云水资源特征及其增雨潜力研究

利用2009-2014年NASA地球观测系统(EOS)云与地球辐射能量系统(CERES)云资料和气象站降水资料,对宁夏北部引黄灌区、中部干旱带及南部山区3个具有不同地形、地貌、气候特征的地区云水资源及增雨潜力特征进行了对比研究。结果表明:宁夏地区大气可降水量在空间分布上呈现从东南向西北方向递减,从季节变化看表现出随夏秋春冬依次递减的特征。在东亚季风和贺兰山地形的共同影响下,全年总云量和低云量在南部山区最大,北部川区最小。云光学厚度与水云粒子半径及冰云等效直径呈显著的负相关关系,其中中部干旱带相关关系最强是开展人工增雨效果最显著的地区。随着全年四季天气气候变化,宁夏人工增雨主要潜力区会逐渐由春季的贺兰山沿山、中部干旱带地区,移动到夏季的银川以南同心以北和固原西南部地区,秋季缩减到海原、西吉一带。     

天山山区与塔克拉玛干沙漠云水资源的对比分析

采用NASA地球观测系统(EOS)云与地球辐射能量系统(CERES)2002年7月至2004年6月CERES SSF AquaMOD IS Edition 1B云资料,对天山山区和塔克拉玛干沙漠云水资源进行了研究。得到的结果不仅包括云量、云液态水柱含量,还包括云滴尺度,为无人区的人工增水作业和天气气候研究提供了基础数据。与以往的卫星观测云气候全球数据集相比,该资料具有更高的空间分辨率,且其观测仪器和云反演方法得到了进一步改善,因此其结果较以往更可信。研究结果表明,两地区云参量年变化规律不尽相同,在数值上有很大差别。除了动力条件和气候背景以外,这可能与沙尘气溶胶可以影响云的物理特性和生命期有关。由年变化来看,天山山区的月平均总云量为47%~72%,而塔克拉玛干沙漠为12%~50%;天山山区低云的月平均液态水柱含量为56.6~96.0 g/cm2,高云为30.5~59.8 g/cm2。而塔克拉玛干沙漠低云的月平均液态水柱含量为19.4~43.9 g/cm2,高云为9.3~59.0 g/cm2;天山山区的月平均云滴半径低云为12.6~16.0μm,高云为8.6~14.8μm。而塔克拉玛干沙漠地区低云云滴半径8.8~...     

A new MODIS daily cloud free snow cover mapping algorithm on the Tibetan Plateau

Because of similar reflective characteristics of snow and cloud, the weather status seriously affects snow monitoring using optical remote sensing data. Cloud amount analysis during 2010 to 2011 snow seasons shows that cloud cover is the major limitation for snow cover monitoring using MOD10A1 and MYD10A1. By use of MODIS daily snow cover products and AMSR-E snow water equivalent products (SWE), several cloud elimination methods were integrated to produce a new daily cloud free snow cover product, and information of snow depth from 85 climate stations in Tibetan Plateau area (TP) were used to validate the accuracy of the new composite snow cover product. The results indicate that snow classification accuracy of the new daily snow cover product reaches 91.7% when snow depth is over 3 cm. This suggests that the new daily snow cover mapping algorithm is suitable for monitoring snow cover dynamic changes in TP.     

西北干旱半干旱区一次层状云系微物理特征分析

利用西北干旱半干旱区一次飞机探测资料、卫星资料,分析了层状云微物理结构以及作业前后云微物理变化,结果表明：（1） 此次层状云系垂直结构配置为冷暖两层,云层发展厚实。云的垂直和水平分布极不均匀。相对层积云,高层云小云粒子浓度低,大云粒子浓度高,液态含水量高。小云粒子浓度尤其是峰值区域与平均直径呈明显反相关。大于60个·cm^-3和35个·L^-1的小云、大云粒子浓度分别主要由3.5~10 μm、50~200 μm粒径段决定。（2） 不同高度云粒子谱为单峰或双峰分布,总体呈单调递减趋势,但云形成和增长条件存在差异。强可播、不可播和可播性冷云粒子谱基本符合负幂指数的单调递减规律,云粒子浓度差异较大,自然冰晶浓度不可播云较高,可播云次之,强可播云较低。（3） 作业后小云粒子浓度明显降低,在6.5~20 μm粒径段降低了2个量级左右,大云粒子浓度明显增加,谱宽增大,尤其在大于150 μm粒径段。     

气候变暖背景下祁连山区秋季层状云变化特征

利用祁连山区及周边29 个气象观测站近41 年秋季云形状和气温观测资料, 分析了祁连山区秋季层状云出现频率的空间分布与时间变化特征, 探讨了秋季层状云出现频率与气候变暖的关系, 并选用同期NCEP/NCAR全球再分析资料, 对祁连山区秋季层状云的环流特征和水汽输送进行了分析。结果表明:①祁连山区秋季层状云出现频率为8%～26%, 呈西少东多的空间分布。②近41 年来, 祁连山区秋季增温1.2℃, 气温变化的倾向率为0.29℃/10a, 80 年代中期以后发生了增温的突变。③祁连山区秋季层状云的出现频率呈明显的减少趋势, 近41 年来减少约11%, 倾向率为-2.7%/10a, 尤其在20 世纪80 年代中期以后与同期祁连山区显著增温相对应, 层状云出现频率减少更为明显, 层状云出现频率与气温呈明显的反相变化趋势。④在气候变暖的背景下, 祁连山区的层状云出现频率减少, 减少的幅度从西北向东南递增。当祁连山区秋季平均气温在升高1℃ 时, 祁连山区层状云出现频率减少2%～10%, 祁连山西段、中段减少2%～4%, 祁连山东段减少4%～10%。⑤祁连山区秋季层状云偏多与偏少年在欧亚500 hPa 环流场上存在明显的差异, 层状云偏多年, 极涡向亚洲北部伸展, 东亚大槽较偏弱, 乌拉尔山高压脊偏强, 脊前偏北气流引导极地冷空气沿偏西北路径向中国西北地区输送, 中亚地区到高原上不断有低值系统发展东移, 同时南支槽加强, 来自阿拉伯海、南海、东海的暖湿气流向内陆地区的输送明显加强, 与进入高原北部的冷空气交绥, 从而使祁连山区层状云出现频次增多;层状云偏少年, 中亚-中国西北地区暖性高压异常加强, 东亚大槽偏强, 冷空气活动路径偏东, 亚洲大陆至西太平洋冬季风特征明显, 偏北风加强, 不利于东南暖湿气流向西北内陆地区的输送, 冷暖气流在祁连山区交绥次数减少, 从而使祁连山区层状云出现频次减少。⑥印度洋沿孟加拉湾的向北的水汽输送, 副热带西太平洋的偏东气流在南海和中南半岛附近转为向北的水汽输送, 地中海、里海的西风带纬向水汽输送是3支影响祁连山区秋季层状云多寡的水汽输送通道, 进而对祁连山区秋季降水产生影响。     

1960~2005年西北地区低云量的时空变化及成因分析

基于西北地区177个站点1960~2005年逐日的低云量观测资料,运用地统计学、交叉小波分析和多元回归分析,分析了近46 a来西北地区低云量的时空变化特征及影响因素。结果表明：近46 a来西北地区低云量呈较显著上升趋势,1997年之后上升显著。低云量空间呈自东南向西北递减的趋势。低云量与降水、相对湿度等呈显著的正相关,与昼夜温差、日照时数等呈显著的负相关。低云量存在2~4 a、准6 a、准11 a的周期变化,与宇宙射线在1982~1993年存在5~8 a的共振周期,与NOI指数存在2~4 a、准5 a、准11 a的共振周期,和太阳黑子的共振周期为9~11 a。