NOAA脉冲多普勒激光雷达的性能特点及其在气象上的应用

1.引言国家海洋大气局(NOAA)在过去的六年时间里,曾致力于用相干激光雷达技术实现由空间监视全球风之可行性的研究。此课题的一个阶段是研制一台野外试验激光雷达。这台设备自1981年春季以来已投入业     

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     

阿尔卑斯山试验

阿尔卑斯山试验(ALPEX)是由全球大气研究计划的“气流越山及绕山”子计划演变来的,它也是全球大气试验计划(GARP)的最后一项大型野外试验。这项试验是由国际科学联盟理事会(ICSU)和世界气象组织共同发起并领导的,选定了阿尔卑斯山区作为试验场地。下面就有关试验的恪方面问题作一介绍。一、理论说明 1.山脉对大气具有直接和间接的影响,其直接的影响是使迎风气流在垂直和水平方向发生偏转,即使气流在不同位置和高度上发生减速和加速;其     

2008年我国南方暴雨野外科学试验（SCHeREX）

2008-2009年我国南方暴雨野外科学试验（SCHeREx）从2008年5月1日起在广东、湖北、上海、安徽等14个省市展开。该试验由中国气象局郑国光局长出任野外试验总指挥兼领导小组组长,中国气象局宇如聪副局长和国家973项目首席科学家、中国气象科学研究院院长张人禾研究员任副总指挥兼领导小组副组长。倪允琪教授任SCHeREX计划实施课题组组长,周秀骥院士、陈联寿     

网络数字雹雨分测仪技术试验研究

介绍了网络数字雹雨分测仪的传感器结构和工作原理:利用浮力定律,翻斗计量,微机记录,网络传输等工作原理,模拟实验了理论数值和实验数值间的计量误差,探讨了误差产生的原因及野外观测调节技术和蒸发补偿订正等.经试验表明,各种部件结构科学、稳定、误差小、整体性能良好.野外观测资料表明,网络雹雨分测仪所测雨量与自动站观测的雨量误差在可接受范围;由于能同时进行雹雨分测,对极端冰雹天气具有实时监测优势,在野外林果和农作物雹灾危害评估中有重要作用,具有与遥测雨量计和其他遥测气象要素仪器一样的现代化水平,可广泛应用于农业和林业灾害野外监测网络之中.     

西北干旱区常规气象站与野外试验站观测的气象要素的对比分析

利用1982—2006年NOAA系列卫星观测的中国西北地区各气象站所在区域归一化植被指数(NDVI)多年平均最大值(IMAX),给出了判定气象站所代表区域下垫面类型的一个标准:0.45≤IMAX1为绿洲;0.20≤IMAX0.45为戈壁;0IMAX0.20为沙漠。根据这一标准选择张掖、阿拉善右旗和山丹常规气象站分别为绿洲、沙漠和戈壁代表站与HEIFE试验相同的3种下垫面观测的气象要素进行了对比分析,结果显示:(1)常规气象站与野外站观测的地—气温差的比较显示,两者在绿洲下垫面秋、冬、春三季的变化趋势一致,而夏季前者明显高于后者,且变化位相相反;沙漠下垫面的变化趋势基本一致,前者比后者略偏大;戈壁下垫面最为接近。夏季绿洲下垫面两者地—气温差不同,受下垫面状况和太阳直接辐射作用的共同影响,每日14时的地温有很大不同;两者气温的日变化形式相同,但前者全年都略高于后者。(2)气象站与野外站地面风速的比较发现,绿洲和沙漠下垫面上两者观测的10 m风速值全年均相近,戈壁下垫面前者的值要比后者小很多,气象站年平均风速只有2.3 m.s-1,而野外站达到4.9 m.s-1。本文主要对影响地面感热定量计算的几个气象要素进行讨论,以期能对气象站和野外站观测资料之间的异同以及气象站观测的气象要素对其所在区域的代表性等问题有一个基本了解,从而为气象站与野外站资料相结合的研究提供一个基本认识。     

测雹板标定试验研究

对聚苯乙烯测雹板性能的检定试验以及1988－1998年野外观测取样结果表明：（1）聚苯乙烯测雹板性能稳定，吸湿性差，能经受风吹、雨打、日晒，不变形、不变质，适合在野外雹暴天气中使用。（2）聚苯乙烯材料弹性小，测量误差小，模拟风、雨等天气条件时，平均误差为4.3%－12.2%。因此，可以较准确地测出野外实际冰雹大小及数密度。     

广东野外雷电综合观测试验十年进展

雷电野外科学试验是认识雷电发生、发展物理过程及其致灾机理的重要途径,也是开展真实雷电电磁环境下雷电防护技术测试的重要方式。自2006年开始,中国气象科学研究院和广东省气象局在广州野外雷电试验基地,持续合作开展了雷电野外综合观测试验,在人工触发闪电和自然闪电物理过程及其雷电防护技术测试试验等方面取得了若干研究结果。十年期间共成功触发闪电94次,回击电流峰值最大值为42 kA,平均值为16 kA;分析给出了自然闪电预击穿过程电场变化脉冲特征类型和差异;观测发现高建筑物上行连接先导可达几百米甚至超过1 km,其发展速度可达106 m/s量级,下行先导与上行连接先导的连接呈多样性;雷电防护技术测试试验表明人工触发闪电近距离电磁场耦合在架空线路上的感应电压达到千伏量级,多回击、长连续电流和地电位抬升是造成浪涌保护器(SPD)损害的主要因素;闪电定位系统探测性能的评估结果显示粤港澳闪电定位系统的闪电和回击的探测效率分别为96%和89%,定位误差算术平均值为532 m,回击电流强度的估算值约为真实值的0.63倍。     

风温湿梯度观测的数据采集

本文介绍利用TP801B单板机组成的数据采集装置进行大气近地面的风温湿梯度观测,解决了湖心水面上和野外试验中人力难以实现的日夜观测问题。在甘肃河西地区水热平衡的试验研究中,采用该装置曾获得了较为满意的结果。     

基于云服务的“视频+”微型气象站系统设计与实现

根据满足业务需求、智能化、微型化和低功耗等设计原则,设计了一种由采集与通信端、云服务器和移动应用程序三部分组成的“视频+”微型气象站系统。系统实现了天气现象与视程障碍现象等视频实时监测,以及气温、湿度、气压、风向、风速、雨量等气象要素观测功能。微型气象站输出数据格式、通信交互指令与业务运行的六要素区域自动气象站一致,性能指标达到《便捷式自动气象观测仪分级技术规范（试行）》定义的乙类标准。移动应用程序具备气象实况数据及视频图像可视化、设备运行监控与短信告警等功能。“视频+”微型气象站已批量生产,且在中国气象局秦岭国家综合气象观测专项试验外场完成野外观测试验,并在宝鸡、延安等地投入气象观测和服务。     

关于用台站资料估算西北干旱区夏季感热通量的热力参数化比较

气象台站观测的气象要素可能受城市化等因子的影响而与野外试验站的观测存在一定的差异,这影响野外试验获取的热力参数直接应用于西北干旱区台站感热通量的估算。本文选取了一些常用的热力参数化方案(包括Z10、B82、Z98、Y08和Z12等方案),通过敦煌站夏季估算的感热通量与野外观测的比较以及对整个西北干旱区夏季感热通量的估算,评价了这些热力参数化对动量粗糙度的敏感性和在西北干旱区的适用性。结果显示,热力输送系数取定值的方案计算西北干旱区的感热通量可能存在较大不确定;台站的动量粗糙度可能受城市化等因子的影响,但在感热通量计算时建议取台站下垫面的动量粗糙度;Y08方案估算的感热通量相对比较合理,可以用来研究西北干旱区的夏季地表感热输送特征。     

卫星观测揭示西太平洋副热带高压的年际变化及其对南海季风爆发的影响

１　引　言　　亚洲季风系统有两个主要分支,即南亚季风（或印度季风）和东亚季风。两个分支有不同的特征,它们相互作用,紧密联系。由于印度季风在亚洲季风中的重要作用,早先的大多数研究工作和国际野外试验的重点均在印度地区,特别是在６～８月或者是１２～２月的季风高峰季节。然而,亚洲季风及邻近区域的很多情况,尤其是４、５月的转换季节,由于缺乏观测仍然所知甚少。未来５年,将在东亚地区进行一系列的野外试验,如南海季风试验、青藏高原试验和淮河流域试验等,目的是为了更好地了解东亚夏季风的爆发和维持的物理机制。有关南…     

起伏地形中的散射辐射及其计算模式

本文根据对丘陵山区地形参数的数值模拟结果,应用野外试验观测资料,较详细地讨论了起伏山区散射辐射计算模式。主要讨论三个问题:天穹散射各向异性下的坡地散射辐射计算;实际地形遮蔽下的坡地散射辐射计算;由周围山地反射而到达坡面的散射辐射计算。最终分析了散射辐射在大别山南段赵公岭山区的分布特点。结果表明,山区散射辐射场与地形要素场配合较好,其中冬季以坡向影响为主,夏季则以地形遮蔽为最重要。     

大气探测和雷电研究进展

大气探测研究所在2011年的研究工作中,以试验和理论研究为基础,紧密联系社会需求,分别在雷电野外试验观测和研究、闪电观测、雷电探测技术和设备研发,以及雷电预警软件的业务应用方面取得了一定的成果。     

西北干旱区荒漠戈壁陆面过程的数值模拟

首先利用“中国西北干旱区陆 气相互作用试验”2 0 0 0年 5～ 6月在甘肃敦煌进行的陆 气相互作用野外试验的观测资料 ,确定了西北干旱区荒漠戈壁的陆面过程参数 ,并用这些参数改进了已有的陆面过程模式。然后用该陆面过程模式对敦煌陆 气相互作用野外试验荒漠戈壁上的大气感热通量、潜热通量、摩擦速度以及净辐射、地表和土壤温度、土壤水份等重要陆面变量进行了模拟 ,结果表明 ,模拟值与观测值非常接近 ,这说明改进后的模式对干旱区陆面过程有较强的模拟能力     

LQG-1型土壤电阻率远程自动测量装置研制

为了解决传统的野外土壤电阻率测量仪器设备未实现无人状态下土壤电阻率远程自动监测的技术难题,在4105A接地电阻测量表基础上,自主研发了土壤电阻率远程自动测量装置。详细阐述了该装置的测量原理、系统组成、工作流程、硬件软件研发思路。对该装置1年的野外试验研究表明：该装置运行稳定,数据质量可靠,解决了土壤电阻率的长期、连续、稳定、自动测量的技术难题,是一种结构简单、使用方便、重量轻、便于野外土壤电阻率长期、连续、稳定的远程自动测量装置。     

乌鲁木齐沙漠气象研究所成功进行塔克拉玛干沙漠腹地系留气艇春季试验观测

为了执行国家自然科学基金课题“塔克拉玛干沙漠地气相互作用观测试验研究”,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所课题组成员继冬季实验后,于2008年4月中下旬,在塔中进行了第二次系留气艇释放试验。本次实验完整地观测了强沙尘暴前后边界层风、温、湿、压、臭氧廓线数据,取得了宝贵的第一手野外试验数据。     

数字式雹雨分测仪的研制

重点介绍了数字式雹雨分测仪的工作原理:通过过滤的方式成功将冰雹和雨滴分离,再利用阿基米德定律测算出降雹量。该仪器充分利用了雨量测量、GPRS数据传输、太阳能供电等先进技术,具有全自动、数字化特点及良好的组网能力。经实际野外试验观测表明,该仪器性能稳定,使用便捷。通过野外试验观测数据分析,数字式雹雨分测仪观测的雨量与其他仪器观测的雨量相比,误差在可接受范围内。由于该仪器能够实时观测到降雹量,为冰雹的观测研究提供了仪器支持。     

地形云催化增雨试验研究进展

地形云作为最具有前景和可行的人工影响云系,受到人工影响天气工作者和研究人员的关注。本文分析了国内外地形云催化增雨野外科学试验的历史进程,总结了野外科学试验中取得的成果,梳理了在地形云催化增雨试验中需关注的几个关键科学问题,包括对地形云自然降水过程的分析、地形云系统中过冷水在云内的分布、山地云系的微物理过程演变特征及其与中尺度动力结构的关联,介绍了宁夏开展地形云野外科学试验的实践,提出了加快地形云催化野外科学试验,提高地形云云水资源开发利用的对策及建议。为解决中国西北地区干旱问题,推动黄河流域生态环境保护及高质量发展提供了一种思路。     

华东中尺度天气试验概述

一、引言 自1980年开始的《华东中尺度天气试验》,分为两个阶段进行,第一阶段为野外试验,1980—1983年每年的4—6月,在以南京为中心、西起安徽霍山、东至江苏东台、北起江苏泅阳、南到安徽铜陵的121000km~2