大气探测和雷电研究进展

<正>1雷电观测试验和物理过程研究1.1雷电野外观测试验2012年5月中旬至9月底,大气探测研究所在广州野外雷电试验基地开展了第7年的广东闪电综合观测试验(GCOELD)。该试验在人工引雷试验场、从化市气象局和广东省气象局3个观测点实施。人工引雷试验场主要围绕人工引雷开展闪电光电磁综合测量,通信基站、风力发电机防护试验,高压输电线感应过电压特征观测以及闪电化学效应的测量,同时兼顾对自然闪电的观测;从化市气象局观测点主要对自然闪电开展综合观测,兼顾对人工引发雷电电磁辐射场的观测;广东省气象局观测点主要     

广东地区野外雷电观测和人工引发雷电试验获得成功

为促进雷电科研和业务的发展，中国气象科学研究院雷电物理与防护工程实验室与广东气象局联合于2006年7月3日至8月31日在广东从化地区进行了野外雷电观测和人工引雷试验。试验在3个场地同时进行，其中两个场地以人工引雷及其观测为主，另一个场地以自然闪电观测为主，同时在远距离对人工引雷试验进行辅助观测。试验中利用了大量先进的观测及采集设备，对自然闪电和人工触发闪电的电场、磁场、电流、辐射场、频谱和光学等特征进行了同步测量，     

自动气象站的使用维护技巧

<正>1引言2004年开始自动气象站与人工气象站双轨运行平行观测,2005年开始以自动站数据进行编发电报。自动站与传统的人工气温观测读数存在误差。为使观测质量不因自动站而滑波,就要求在平行观测期间及早了解自动站仪器性能、常见故     

人工引晶的浓度分布与播撒技术

人工引晶形成的冰粒子尺度一般为0.1μm,这个尺度比自然雹胚小4个量级.冰粒子在云中增长到成为雹胚尺度一般0.5-4分钟,它的增长速度主要取决于上升气流速度和催化层的温度.从引晶到增长成雹胚尺度的时间,也就是冰核通过凝华增长到20μm后,再与大云滴碰冻增长的时间之和.在强上升气流、低温和大含水量条件下,雹胚形成的最快时间为30秒.     

自动观测与人工观测数据的差异

1引言自动气象站与人工观测的结果存在某些差异,少数是由仪器故障造成的,多数是客观的。2仪器原理差异自动气象站中使用的传感器与人工观测的仪器在原理上是不同的。传感器观测的时间尺度小,可以观测到大气中短时间的有意义的波动,所得到的极值更有代     

地面气象观测业务调整后的注意事项

1引言为了扎实推进中国气象局气象现代化体系建设,黑龙江省于2012年4月1日(即北京时2012年3月31日20时)起在全省范围内正式实施地面气象观测业务改革调整工作。通过改革调整,优化国家级气象台站人工观测任务,简化地面气象观测资料传输流程,提高观测数据传输时效,减少人工观测工作量,减轻台站观测人员的劳动强度,保证观测数据的质量。     

浅析自动站与人工站地面温度差值原因

1引言自动气象站投入气象业务运行后,所测得的气象要素值和人工观测值常常存在某些差异。当人工观测数据和自动值之间差值较大时,应进行综合分析判断,确定产生误差的原因并加以解决是确保自动气象站采集数据准确的必要措施。通过对比分析,总结出人工观测地温值与自动站数据差值较     

新疆准噶尔盆地冬季系统性降水研究Ⅱ．理论探讨

根据对北疆盆地冬季冷锋降水个例的观测分析，建立一个二维动力场给定、微物理时变的冷云模式。模式考虑了云水、云冰、雪、霰和水汽五种水元间16个微物理过程。本文用其研究了无扰动层状云、发生泡区和高空引晶自然播撒作用于层状云和飞机播撒层状云的降水发展过程，并用一维模式作一些模拟补充。模拟表明，无扰动层状云内液水丰富、冰粒子少，降水不充分。高空引晶自然播撒能大大加强层状云降水。低层发生泡既产生更多的云水又提供大量冰晶，对增加降水有双重作用。模拟得出各个过程中不同部位的各微物理过程相对重要性的时间演变，清楚地解释了观测发现的一些主要降水特征。对层状云飞机播撒同样能加强降水形成，播撒后主要增水区约10公里宽且有最大剂量限制。泡区人工播撒可进一步增加降水，而在自然播撒区再作人工播撒效果不好。     

自动站与人工观测降水量差值及原因分析

1引言通过对北安市自动站与人工观测对比分析,发现自动站降水量与人工观测降水量数据存在差异,根据这些差异分析其出现差异的原因,观测员逐步掌握差异的规律,以便在工作中取得更准确     

DFC2型光电式数字日照计故障分析

1引言日照是指太阳在某地实际照射的时数,目前黑龙江省已经完成对比观测,现已取消人工观测日照,由DFC2型光电式数字日照计进行数据的观测,同时挂接到综合集成控制器上,由综合集成控制器完成传输数据到业务观测软件中。所采用的DFC2光电式数字日照计,它由电源、通信、结构安装组件等部分构成。     

2014年春季华北两次降水过程的人工增雨催化数值模拟研究

在WRF中尺度模式中耦合了中国气象科学研究院发展的CAMS（Chinese Academy of Meteorological Sciences）云微物理方案,并在CAMS方案中增加了直接播撒冰晶（S1方案）和播撒碘化银催化剂（S2方案）两种云催化方案。利用此模式,对2014年我国华北干旱期间开展飞机增雨作业的两次降水过程（个例1:5月9～10日;个例2:5月10～11日）进行了云催化数值模拟研究,分析了催化对降水和云物理量场影响,对比了S1和S2方案催化效果的异同。结果表明,在云层适当部位播撒催化剂,两种催化方案均会达到增雨效果,催化会引起云中各水凝物的明显变化,并导致催化区域温度、垂直速度的变化。个例1中,S2方案的催化影响范围要大于S1方案,在播撒区下游地区,S2方案催化效果要强于S1方案;而个例2中两方案催化效果没有表现出显著差异。S1和S2方案的催化效果在不同个例中表现不同,其重要原因在于两种催化方案的催化机制差异以及云系动力条件、水汽条件的不同。通过采用适当的催化剂量,在其他催化设置条件相同的情况下,S1和S2方案可以取得相似的催化效果,但需注意由于二者催化机制的差异,在一些具体云系条件下,二者的催化效果会有一定差异。当实际人工增雨作业采用碘化银催化剂时,相应的催化模拟研究使用S2方案更为适合。     

Seeding agent dispersion within convective cloud as simulated by a 3-D numerical model

Summary The three-dimensional mesoscale cloud-resolving model ARPS (Advanced Regional Prediction System) was used to investigate the dispersal of an inert seeding agent within a cumulonimbus (Cb) cloud developing from two different initial states. In this paper, we stress the influence vortices in the cloud have on seeding agent dispersion. If a strong directional ambient wind shear is present in the lowest layer, a vortex pair formed at the flanks of the simulated cloud. Following the velocity field, a considerable amount of the injected seeding agent would be thrown out to the rear of the cloud, where both updrafts associated with vortices and downdrafts occurred. After a short time the agent was present only in the cloud periphery. If the Cb cloud developed under conditions where directional ambient wind shear did not exist, seeding agent dispersion would be quite different. In this case, almost all the seeding agent was transported into the main updraft, while the residence time of the agent within the cloud was longer due to the weaker cloud dynamics. Therefore, we must pay attention to whether or not the cloud contains vortices when we make the decision where to seed. This is necessary in order to minimize the loss of seeding material.     

华北秋季一次低槽冷锋积层混合云宏微物理特征与催化响应分析

利用2013年10月13日机载粒子测量系统（PMS）在张家口涞源地区对积层混合云中上部进行的增雨探测数据,分析了云的垂直微物理结构、云区的可播性和作业前后液态云粒子、冰晶及降水粒子的微物理变化。结果表明,此次降水性积层混合云的垂直结构由冷、暖两层云配置,云层发展厚实,冷云区云粒子浓度平均为62 cm-3,液态水含量最大0.05 g/m3;2DC和2DP探测的冰晶及降水粒子平均浓度分别为1.9和2.2 L-1;暖云内云粒子数浓度集中在300 cm-3左右,液态水含量约0.1 g/m3。探测区域云粒子数浓度的水平分布不均匀。利用云内过冷水含量和冰晶浓度等参数判断,该降水性积层混合云的播撒作业层具有强可播性。对比作业前后云中粒子浓度及平均直径发现,云粒子在作业前时段内的平均浓度为31 cm-3,远高于作业后平均浓度（17.6 cm-3）;但平均直径变化不大。作业后冰晶粒子通过贝吉龙过程消耗过冷水长大,浓度由之前的0.86 L-1增至4.27 L-1,平均直径也增至550 μm。冰晶粒子逐渐长大形成降水,降水粒子浓度也相应有所升高,谱明显变宽。      

一次新型液态CO2播撒效果的数值模拟

利用三维积层混合云人工增雨数值模式对2002年7月11日的一次天气过程进行了由播撒液态CO2引起的微物理量变化及云动力影响的数值模拟。结果表明:播撒后,云中最大上升气流速度增大,由未播撒时的0.37 m/s增大到播撒后的0.54 m/s,播撒使云中出现最大上升速度W的时间比未播撒提前了4 min,表明播撒液态CO2影响了云的动力过程。同时与未播撒相比:云中雨水含量最大值由1.04 g/kg增加到1.40 g/kg;冰粒子含水量的出现提前了88 min,最大值的出现提前了76min;冰粒子浓度的出现提前了72 min,最大值的出现提前了72 min;雪粒子含水量的出现提前了72 min,最大值的出现提前了128 min;云水含量最大值由1.21 g/kg减小到0.87 g/kg。证明了播撒液态CO2后可影响云的微物理过程,从而导致地面降水的增加。     

基于LAPS资料的一次冰雹过程数值催化模拟研究

基于3维冰雹云模式,采用局地分析预报系统高时空分辨率分析场作为初始场,对鄂西北地区2009年4月15日发生的一次降雹天气过程进行数值模拟,分析了强对流发展过程的流场、雷达回波、水成物粒子演变特征以及催化机制。研究表明:基于高时空分辨率资料的3维冰雹云模式,能够较好地模拟冰雹云的形成发展演变及人工催化后微物理过程响应。模式输出的雷达回波强度及回波顶高与雷达实测资料相近,最大反射率因子分别为70 dBz、65 dBz,强回波中心基本上位于6~7 km处。冰雹云发展过程中呈现典型的低层辐合、高层辐散特征,消亡过程流场相反;冰雹胚胎形成主要源于冻滴自动转化,碰并云水和雨水促进冰雹增长;不同时间、不同剂量的催化对于防雹效果差异显著,催化时间越早,催化剂量越大,效果越好。     

火箭增雨效果雷达回波分析

利用2004年6月12日甘肃省永登县雷达观测对流云的加密资料,选取了2次相似对流云过程分别作为目标云和对比云,探讨了目标云作业前后较对比云雷达回波有关参数的显著变化,并结合地面雨量点观测资料对地面人工增雨作业效果进行了初步分析,结果表明:目标云在降水、生命期特征、回波垂直特征参数变化方面,表现出作业前后较对比云存在明显差异,目标云作业40 m in后地面产生0.6 mm降水,而对比云则从新生发展到减弱消散阶段经历较短的时间(30 m in),地面并无降水产生,从而推断本次人工增雨达到了一定的预计效果。     

1975—1986年古田水库人工降雨效果总分析

本文对福建省古田水库地区1975—1986年人工降雨试验效果进行总评价.12年共进行244次随机试验,三种不同的统计分析方法(区域回归分析法、双比分析法和多元回归分析法)均表示122次催化平均相对增雨在20％左右,显著度高于5％水平.此外,按云型、天气条件、雷达回波顶温度分类统计,为选择有利作业条件提供科学依据.云和降水物理观测(冰核、雨水中银离子含量、雷达回波和雨滴谱)及数值模拟的工作,其结果为人工增雨统计结论提供某些初步物理学解释.     

人工影响积雨云机制的数值研究

本文用一维时变积雨云模式对一块积雨云进行了播撒人工冰晶或水滴的多种数值试验，得到了增加降水或减轻冰雹灾害等效果。对各种催化方法的作用作了分析对比，并得出人工催化可能改变降水元形成的主导微物理过程。     

一次对流云人工消减雨作业云条件预报和作业预案合理性分析

为做好固定目标时段和区域的人工消减雨作业,利用云降水显式预报系统(CPEFS_v1.0)对云系性质和结构、移速移向及演变、降水机制等云条件进行预报.预报结果显示,2017年8月8日影响呼和浩特的云系性质为分散性对流云,具有冷暖混合云结构,云中上升气流强,对流单体水平尺度约为几十千米,生命史约为1.5～3 h,云顶高度约...     

人工影响天气碘化银催化剂研究进展

碘化银(AgI)类催化剂是人工影响天气外场试验和业务作业中使用最广泛的催化剂,其核化效率和核化机制在很大程度上影响催化效果.在总结美国、中国和欧洲多个国家利用云室和风洞研究AgI类催化剂的核化机制、核化阈温及成核率的室内实验成果的基础上,梳理利用室内实验成果发展的AgI数值催化模式,旨在为下一步优选新型高效AgI类催化...