显微成像技术测量雨、雾滴谱

云雾和降水滴谱参数(数密度和粒径)的智能化测量方法,多数是通过测量雨雾滴产生的阴影、光强或者散射能量进而间接反演估算实现的.应用显微摄影原理和嵌入式技术,研制了一套嵌入式显微成像自动测量样机,经几何尺度定标后,在南京信息工程大学气象楼顶,利用样机分别对2011年10月28日(毛毛雨天)和11月1、4日(雾天)的小水滴的影像进行外场采集和测量.初步实测结果表明样机可直接实时获取粒径在5～300 μm范围内的毛毛雨和雾滴的二维图像.经图像识别处理,得到了该范围内的毛毛雨和雾滴谱参数,并绘制了其数密度直方图.该样机体积小、质量轻,采用蓄电池电源供电,便于外场应用,其搭载的触摸屏可供多人同时观察样品并进行讨论,实时拍摄的图像以文件形式储存,便于分类管理、检索和编辑等后期处理.     

区域气候模式RegCM砾石参数化方案在青藏高原不同区域土壤水分输送的模拟分析

在耦合CLM4.5的区域气候模式RegCM4.7中分别应用原始土壤水热参数化方案与改进后的砾石参数化方案在青藏高原西部、中部与东南部区域进行模拟,并根据砾石分布特征在每个区域选取单点分析了两种方案模拟结果存在差异的原因.在此基础上利用中国陆面融合再分析数据(CRA-40)检验了砾石参数化方案在高原不同区域对于土壤含水量...     

基于GNSS差分定位的天气雷达坐标精确定位研究

天气雷达天线馈源的精确定位关系到雷达数据的精确使用和天气雷达全网拼图的使用效果.目前,国内新一代天气雷达天线馈源坐标基本都是使用GNSS(GLobal Navigation Satellite System)系统中的美国GPS(Global Position System)系统接收机,在雷达塔楼楼顶单点瞬时定位测量得到的,误差一般大于30 m.为了提高定位精度,将GPS精确定位技术与全站仪测量相对高度结合起来,提出了一种测量天气雷达的馈源坐标的方法,可使天线馈源的海拔高度测量精度达到10 m以内.使用这种方法对北京市气象局S波段新一代天气雷达天线馈源坐标进行了实地测量,精度达到设计要求.     

植被覆盖度算法对中国区域WRF模拟的影响

利用MODIS NDVI资料,采用线性(GI方法)和非线性(CR方法)两种方法计算中国区域植被覆盖度,并利用WRF模式模拟了2006年7月中国区域气象场,对比分析了这两种植被覆盖度算法对WRF模式模拟结果的影响。结果表明,在半干旱区,两种方法计算的植被覆盖度差异较大,在该区域的模拟结果差异明显;而在干旱区和湿润区两种算法计算的植被覆盖度差异相对较小,模拟结果差异也相对较小。采用GI方法计算的植被覆盖度,模拟的中国区域近地面平均气温和最高气温与观测值的偏差较小,而采用CR方法计算的植被覆盖度,模拟的最低气温偏差较小,同时能更准确的模拟夏季高温天气。与GI方法相比,CR方法能更准确的模拟出降水的平均值、逐日变化和空间分布特征。不同区域两者模拟性能存在一定差异,总体上采用CR方法得到的植被覆盖度,WRF模式对温度和降水的模拟效果会有所改进。     

微波雨衰特性在降雨测量中的应用

利用微波链路雨衰测量值反演雨强是一种新型降雨测量方法,可以依托全球广泛分布的微波通信链路获取丰富的气象观测资料。本文在分析微波雨衰特性的基础上,首次进行了15～20 GHz频段链路测量降雨的试验研究。试验设计了距离6 km的视距微波通信链路,选择降雨前临界时间段内接收电平的均值作为雨衰计算的基准值,通过实际接收电平与基准接收电平的雨衰减差值反演计算实际降雨量。试验结果表明,降水强度为2～70 mm/h时,该频段微波雨衰值变化显著,完全可以进行更精确空间尺度局部降水的实时测量,通过雨衰减值反演计算的降雨量值与雨滴谱仪的实际测量值有较好的相关性,分析了试验中的误差及误差产生的原因,为下一步在正演模型等方面的深入研究指明了方向。     

接地电阻随测量电极位置变化的规律及其应用

介绍接地电阻测量常用的两种方法:0.618法和30°夹角法,在实际测量过程中,接地电阻阻值会受到测量环境的影响产生变化,真实的接地电阻阻值测量点不一定在"0.618"或"30°"处。通过改变电压极位置、电流极和电压极与接地极连线的夹角等测量参数,计算理想状态下接地电阻阻值,绘制出接地电阻阻值随不同测量参数变化的趋势图,分析变化趋势,查找出接地电阻阻值随测量参数变化的规律,利用地电阻阻值随测量参数变化的规律选择适合的测量方法或者从一组测量数据中获取真实的接地电阻阻值,提高测量的准确性和科学性。     

用订正公式改进遮光环法测太阳漫射辐射

1.引言太阳漫射辐射D定义为水平面上的总辐射G与太阳直接辐射I之差: D=G-I·sinγ (1) 其中γ为太阳高度角。因此,为了确定D,可以测出G和I,或者遮蔽住I后测定剩余的总辐射G(=D)。这两种方法都需要一个跟踪太阳的测量系统;前一种方法中,要对直接日射强度表,后一种方法中,要对遮光盘应用     

地铁地网反向法测试接地阻抗研究

接地阻抗是地铁地网测试的重要内容之一。在实际工作中很少使用反向法测试接地阻抗。对石家庄地铁1号线南村站地网进行了反向法实地测试试验,分析了试验数据,并与直线补偿法的试验结果进行了比较。试验结果表明,在土壤电阻率相对均匀的情况下,反向法能有效降低电流线和电位线线间互感因素的影响,但是测试得到的总体的接地阻抗数值偏小。其结果可以作为接地网测量结果的下限值,如果其他方法测试的结果小于反向法测量结果,则可认定其他的测量存在一定的错误;如果反向布置的电位极和电流极间的距离相当大,则可以用此法得到被测接地装置的真实接地阻抗;如果允许接地阻抗测试结果的误差在一定范围内,通过合理布设电流线和电位线的长度,可以把反向法作为地铁地网接地阻抗的测试方法。     

大型地网测试的方法及探讨

对工频大电流法测量接地电阻的方法以及异频法测量接地电阻的方法进行了比较和论述,针对两种不同的测试方法,着重对其抗干扰性及使用要点进行了分析,分别对试验中电极布置、地网距电流极距离Szc、测量电流的大小的合理选择等进行了说明.     

双支避雷针保护任意空间点的计算方法

针对《建筑物防雷设计规范》规定中缺乏滚球法保护范围精确计算方法的问题,分别从单支避雷针作用部分及双支避雷针共同作用部分两个方面对双支避雷针保护任意空间点的判定作了深入的分析,得出了相对比较简单的计算方法,从而可以将规范使用的作图判定法改进为数值计算判定法,使结果更加精确。同时用距离比较法和角度比较法两种方法分析了建筑物上任意两接闪器所确定断面上保护范围的判定方法,得出了简便易行的计算方法。这些计算方法可供专业的防雷技术工作者借鉴并推广应用于防雷技术工作中。     

3mm多普勒云雷达测量反演云内空气垂直速度的研究

垂直指向的W-波段大气云雷达(WACR)不仅测量云粒子的反射率因子Z, 而且测量多普勒速度谱。本文利用寿县气象站WACR在2008年11月1日一个时段的测量, 进行云内空气垂直速度反演试验。首先讨论个例中反射率、 Doppler平均速度及谱宽的分布特征及原因, 然后利用小粒子示踪法和改进的以小粒子示踪法为基础的粒子下降速度w0—反射率因子 (w0－Z) 关系法反演了云内空气垂直速度, 进而结合Doppler谱数据分析反演结果。结果显示: 小粒子示踪法在湍流较弱时能比较精确地反演空气垂直速度, 而湍流较强时, 湍流造成的误差不可忽略; 改进算法在湍流较强时能够减少湍流对反演结果的影响。     

空气动力学阻抗的测量研究

利用涡旋相关方法和蒸发皿方法分别测量了裸地和玉米田的空气动力学阻抗, 分析了空气动力学阻抗的日变化特征, 同时对两种测量方法进行了比较。结果表明:实测空气动力学阻抗的日变化比较明显, 但变化幅度不大 (0~200 s/m)。两种方法得到的空气动力学阻抗具有可比性, 但蒸发皿方法测量的空气动力学阻抗普遍小于涡旋相关方法的测量值。     

总紫外辐射变率的分光谱测量

设计并制作了一种灵敏的测量总紫外(UV)辐射的便携式系统。在慕尼黑附近进行的一些初步测量证实了这一技术在信号获取方面的精确性和适用性。把所得数据同Bener的测量结果进行了比较,后者是目前公布的最准确的数据。考虑到在臭氧层破坏方面紫外辐射对生物圈的实际重要性,可以得出结论:有必要加强对测量技术和辐射本身的研究。     

大口径闪烁仪和涡动相关仪测量大气折射率结构常数的比较

利用大理国家气候观象台大口径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer,LAS)和涡动相关系统(Eddy-covariance System,EC)在洱海湖滨农田下垫面的同步观测资料,初步分析了两种仪器测量大气折射率结构常数C2n的异同特征。结果表明,两种仪器测量的C2n具有较好的相关性,相关系数达0.73。LAS测量的C2n数量级为10-17~10-14m-2/3,EC测量的数量级为10-16~10-13m-2/3。在典型晴天、多云和阴天条件下,两种仪器测量的有植被水田和无植被旱地的C2n均表现出明显的日变化特征,日出后1 h和日落前1 h左右出现最小值,中午前后达到最大值,而且这种日变化趋势基本一致。测量结果在数量级上的差异是由测量高度、测量方法、仪器噪声、天气状况、风速风向、净辐射通量和大气稳定状态等因素造成的。     

棉花覆盖度特征及与其他生长参数关系分析

利用安装在新疆乌兰乌苏农业气象试验站的作物生长自动监测系统2011—2012年拍摄的棉花生育期图像,采用现代图像处理技术进行阈值分割,自动获取棉花作物覆盖度(Ccp)数据,经对自动监测系统获取的Ccp值与棉花人工观测的叶面积指数(LAI)、植株高度之间关系进行分析,建立棉花Ccp与LAI、植株高度之间的关系模型。使用建立的关系模型,由自动监测系统获取的Ccp数据,反演2012年棉花的LAI和植株高度,并与人工观测结果进行对比。结果表明:应用棉花Ccp数据反演的LAI与人工实测结果具有较高的相关性和反演精度,说明通过自动观测棉花Ccp的方式进行LAI反演的方法是可行的;Ccp与株高的关系模型虽相关性高,但反演的株高精度较低,仍需进一步探索。     

有限区域流函数和速度势的3种求解方法在分析台风Bilis暴雨增幅中的比较研究

将有限区域流函数、速度势求解中常用的两种张驰法(即理查逊法和加速利布曼法)与调和—余弦谱展开法(H-C法)进行了比较,理论研究表明:H-C法单独考虑边界影响分量,物理意义明确,且不会丢失边界上的天气系统;从计算上看,H-C法重建的风场能精确还原原始风场,且计算效率明显高于两种张驰法,即收敛更快。通过在台风Bilis(0604)暴雨增幅过程诊断中的应用发现,常用的两种张驰迭代方法在求解有限区域流函数和速度势的问题上效果都不是很好,即:用理查逊法和加速利布曼法计算的流函数和速度势重建的风场与原始风场差别较大,不能准确还原原始风场;用H-C法不仅计算效率高,还原的风场与原始风场差异极小,且不受南边界较强的西南季风涌影响,在暴雨增幅前期能较好地反映与暴雨增幅相关的强辐合信号。因此,可用H-C法计算得到的无辐散风和无旋风对有限区域的天气系统进行更深入的动力结构分析。     

基于GIS技术的甘肃省气温空间分布特征

利用40 a气象站气温观测数据,结合GIS技术,建立甘肃省气温空间化模型,以高分辨率的DEM作为模型的输入参数实现气温数据的空间化,同时与传统的气温内插方法 (反距离加权法(IDW)、克里格(Kriging)、协同克里格(Co-Kriging))的插值结果进行比较分析,结果反映利用多元回归分析+克里格方法建立的气温数据栅格化结果较好,比传统的气温内插方法插值精度高,插值结果很好的再现了原始测量结果。     

铂电阻温度传感器现场检定和实验室检定不确定度评定对比分析

目前我国自动气象站铂电阻温度传感器的检定方式有现场检定和实验室检定两种。根据《JJG(气象)002-2015自动气象站铂电阻温度传感器检定规程》的指导方法,分别对相同的铂电阻温度传感器开展现场检定和实验室检定,并通过GUM法对两种检定方式的检定结果进行测量不确定度评定,对比两种检定方式的测量不确定度,结果表明现场检定中测量重复性引入的不确定度和测量设备引入的不确定度较实验室检定更高。分析两种检定方式的测量不确定度产生差异的原因,建议国家级自动气象站的铂电阻传感器采用实验室检定的方式开展计量检定工作。     

叶面积测量试验数据对比分析

以河南主要的粮食作物作为研究对象,采用试验对比的方法,对使用两种型号叶面积仪和手工方格纸方法测得的叶面积数据进行比较分析,并以方格纸法测量的叶面积数据为参考,对两种型号叶面积仪的测量精确度和准确度进行了比较。结果表明：采用不同方法测量的叶面积数据的差异随着作物植株叶面积的增加而增大;采用GStar-Ⅲ型叶面积仪测量的叶面积数据重复性更好,测定结果更为稳定,测量精确度和准确度更高。     

基于AHP-熵-TOPSIS对极轨气象卫星应用系统健康程度评价指标体系

以实现对极轨气象卫星应用系统健康程度进行综合评价为目的,提出结合主观分析的层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和客观分析的熵权法(Entropy Weight,EW)确定待评价系统指标值的综合权重,再采用逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)对系统的指标进行多角度评价排序来作为最终评价结果。本文根据连续5个月3颗极轨气象卫星在实际业务系统运行中异常指标样本进行实证分析。结果表明该方法较为全面考虑了影响应用系统的多种因素,避免了单一判据的局限性,并对各指标的重要性进行综合对比分析,使得评价结果更科学准确,可以作为构建极轨气象卫星应用系统健康程度评价指标体系的一种方法。