卫星遥感云分类和TBB产品在天津地区云状识别的应用分析

利用2012年4月1日至2013年7月31日地面观测资料和卫星遥感云分类、相当黑体亮温TBB产品,针对不同天气类型进行背景统计和个例分析,讨论云分类、TBB产品在云状自动识别中的应用。结果表明:地面云观测取消后,云观测业务可以依据卫星遥感产品展开,即以云分类产品为基础,结合TBB资料和天气现象进行订正。当无降水时,云状以云分类产品为主,如云分类产品为积雨云,可将云状订正为非降水云;当TBB240 K时,同时变率由负值向正值转变至接近0时,有雷暴活动发生,无论是何种云分类产品,云状可直接定为积雨云;TBB在240~260 K,为稳定性降水时,考虑为非对流性云(层积云或高积云、高层云或雨层云)。     

如何准确判断被遮挡的积雨云

地面气象观测中,对隐蔽在层云或浓雾之上或雨层云之中的积雨云,在未出现雷暴之前是很难发现的。这种情况下夜间观测积雨云更为困难。一声雷鸣,天气纪要栏的记录便会由满天“稳定性”低云突然变为满天积     

基于MODIS云宏微观特性的卫星云分类方法

利用MODIS云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态等产品,以及表征6种云类的云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态的特征值,采用最小距离分类法和多阈值判识法相结合,对卫星观测像元的云进行分类,包括层云、层积云、积云、积雨云、雨层云、高积云/高层云、卷云以及卷云伴随高积云或高层云的多层云、卷云伴随层云或层积云的多层云、高积云或高层云伴随层积云或层云的多层云10类。2008年、2013年卫星分类结果与地面站云类观测对比,达到60%的一致性;将相同时间的地面小时降水量与分类结果叠加显示,出现降水处多为雨层云或积雨云。     

积雨云的预报

不同时效的积雨云预报的方法不同,因此把积雨云的预报按照下列三个方面,分别进行论述是适当的: 1.积雨云实况的掌握, 2.积雨云的短时预报, 3.积雨云的可能性(潜势)预报。 1.积雨云实况的掌握(位置、强度) 最为实用的掌握积雨云实况的手段是雷达观测。使用雷达不仅能够及时地观测积雨云的位置,     

浅谈阵性降水的观测

阵性降水是指强度变化大 ,骤降骤停 ,有时伴有雷暴 ,降自积雨云、积云、层积云中的降水。对阵性降水的观测 ,不能全以雷暴或者云状来确定 ,有的地面测报员一听到雷声后 ,在同一分钟内便将雨改记为阵雨 ,于是一日之中 ,雨、阵雨、雨、阵雨 ,这样反复转来转去 ,使记录不连续 ,失去了真实性。笔者在此浅谈观测阵性降水的体会 ,以供同行参考。首先在思想上对阵性降水要有明确的认识 ,阵性降水一定降自积雨云或对流旺盛的浓积云 (积云性层积云有时也可降阵雨 ,但量较少 ) ,一般有雷电现象。但在积雨云本身 ,对流不旺盛时 ,就可能没有雷电现象。因…     

1985—2011年中国不同类型云发生频率、持续时数及伴随降水概率

基于1985—2011年逐时地面台站观测资料,分析了中国地区不同类型云的发生频率和持续时数的空间分布及其长期变化趋势和季节变化,并统计了不同类型云所伴随的降水概率及降水性质。结果表明,中国地区各类云的发生频率与持续时数的空间分布有较好的一致性。层积云是我国发生频率和持续时数最大的云类,主要分布于四川盆地,在四川盆地其发生频率超过50%,持续时数达20.1 h;雨层云持续时数仅次于层积云,在长江中下游以南其持续时数达12.8 h;卷云、高积云和积云的发生频率及其持续时数的大值区分别位于北方、中部和南方。研究时段内,中国地区总云的发生频率以0.095%/a的速度呈微弱的增加趋势。在云类典型分布区,层积云的发生频率和持续时数在冬半年较大,而积状云在夏季达到峰值;层状云的发生频率在上半年较大,而持续时数在冬半年较大。不同类型云产生降水的概率及对应的降水性质均有差异。层状云单独出现时伴随间歇性或连续性降水,其中雨层云单独出现时伴随降水的概率接近70%;积雨云的降水概率达50.89%,主要伴随阵性和不明类型降水;层积云主要伴随间歇性降水,降水概率约为17%。     

《关于透光高积云的雨雪幡》附图

所谓雨雪幡,指的是出现于某生云的底部,垂曳于空中而未及地面的降水。雨雪幡分别由水滴或冰晶构成。雨雪幡属于主体云的附丽云或从属云,在云天观测中云幡不单独记录。不论雨幡或雪幡,都作为主体云的云状和云量来记录。显然,正确地辨识雨雪幡对于正确地记录云天是有意义的。 通常认为雨雪幡的颜色灰暗,不难辨认。这是因为它们通常出现于高层云、蔽光高积云、雨层云、层积云或积雨云的下面,此时往往云层很     

拉萨地区汛期积状云及其人工增雨作业研究

本文利用拉萨地区1981²010年汛期52010年汛期5⁹月4个台站的地面观测资料,统计分析了汛期59月4个台站的地面观测资料,统计分析了汛期5⁹月各类积云的发生频率及其降水过程,分析了各类积云的降水能力;从卫星云图、天气雷达图识别及目测三个方面对拉萨地区汛期适宜高炮(火箭)人工增雨作业云系做了初步探讨。结果表明:拉萨地区平均每年有40d以上的积云降水;其中伴随碎雨云的积雨云(Cb+Fn)降水概率最大。各县区平均积云降水过程占总降水过程的52.6%,平均积云降水量占总降水量的54.8%;汛期降水过程中由积云带来的降水占一半以上,一般产生小雨及小到中雨的雨量,产生大雨及暴雨的概率极小。降水性积云不仅人工增雨潜力很大,实施人工增雨催化作业的机会也较多。适合人工增雨作业影响的积云降水云系按其对降水量的贡献大小依次为伴随碎雨云出现的积雨云(Cb+Fn)、伴随碎积云出现的混合层积云(Sc+Fc)、积雨云(Cb)、层积云(Sc)。     

如何应用卫星云图和雷达回波观测夜间云

利用云状在卫星云图、多普勒雷达图中的外形、结构和图像特征,归纳了若干利用卫星云图和多普勒雷达图像在夜间云观测中应用的一些方法。如卫星云图上积雨云常呈球形或胡萝卜形;高层云和高积云为层状;卷云为纤维状等特点。雷达图上雨层云为分片成片、面积大和回波在20dBz左右,积雨云为结构紧密、棱角分明、回波强度大等特点。     

积雨云的观测

积雨云的生成分为两类:第一种是由于局地热力对流形成的积雨云,这类云一般范围不大.其外形特征在生成、发展、消失的各个阶段较为明显,识别并不难;第二种则是由于天气系统影响带来的积雨云.由于这类云来自远方.观测不到其初期的发展阶段,识别较为困难.     

人工降雨试验的效果分析

藁城县在1972年、1973年5月、7月和8月份,配合抗旱,利用碘化银炮弹对于积雨云、雨层云、高层云和层积云进行了14次人工降雨试验。通过对降雨试验资料的分析和统计检验表明:碘化银炮弹不仅对积雨云有明显增雨效果,对降雨性层状冷云效果也是明显的,对于层积云的催化,地面未收到增雨效果。     

雨和阵雨的转换

测报值班中常遇到有时天空一直是雨层云并为连续性降水,但突然闻雷,而当地整个云层与降水性质均无变化,这是暖锋云系(或缓行冷锋云系)上产生的局部不稳定现象.此时虽闻雷,但要根据情况判明Cb云量,正确判断降水性质.当降水阵性较明显,本站气象要素也随之有剧烈变化时,这时的云层就不再是雨层云布满全天,而在相当一部分或天顶部分已为Cb云控制,这时应将雨转记为阵雨.     

丹棱的几种积雨云

丹棱县位于四川盆地西部边缘的丘陵地带,地势西北高东南低,海拔450至1150米。来自积雨云的降水约占年总量的61％。因此,对积雨云的观测研究是做好降水预报的重要一环。 初春积雨云 雨水节(2月20日前后)一过,四川盆地的阴霾天气就逐渐减少,晴暖天气日趋增多,气温回升速度显著加快。有时可以看到这样的天气:早上是万里晴空,蓝天如洗,太阳出来火辣辣的;不大一会,天空开始生成片状卷云,很薄,几乎不能使太阳的光辉减弱,不注意甚至和蓝天区别不出来。有时     

切变线降水系统微物理特征及隆水机制个例分析

利用机载云粒子探测系统(PMS).对2004年7月1日影响吉林省的一次切变线降水过程进行了探测飞行,利用所获取的宏微观资料对此次降水过程的微物理结构、降水机制进行综合分析.结果表明:此次切变线降水云系主要由高层云、雨层云、碎云构成,高层云和雨层云中间夹有1100m左右的无云区;3类云中平均云滴浓度、平均云滴直径各不相同;云水含量随高度分布不均匀,云的不同部位云水含量起伏较大;冰晶浓度平均为17.3个/L;此次探测的降水云系符合Bergeron提出的催化云一供水云相互作用导致降水的概念.根据云图及其他探测资料综合分析,冰晶主要产生于高层云上部或卷层云的冰晶播撒,供水云为高层云中下部和雨层云.     

青藏高原东部玉树地区雨滴谱特征及云微物理结构分析

利用青藏高原东部玉树地区的雨滴谱仪和云雷达观测资料,研究了高原东部地区三类云降水微物理特征参量并且拟合出积雨云降水、混合云降水和层状云降水的雨滴谱分布参数,拟合分析参数斜率因子λ与形状因子μ之间的关系。研究不同雷达反射率因子Z和降雨强度R的关系,分析Ka波段云雷达观测下三类降水云的结构特征。得到的结论如下:玉树地区主要降水类型为层状云降水,降雨量小,持续时间短,降雨次数多;三类云降水在玉树地区的Gamma分布拟合模拟较好的粒径在0.562~5.5 mm;利用μ-λ的经验关系分析,层状云雨滴谱浓度分布中小粒径占主要贡献且谱宽最窄,而混合云与积雨云的雨滴谱浓度分布主要贡献粒径分布均匀且谱宽较宽;对三类云降水进行了Z-R关系拟合,B值从积雨云、混合云到层状云是逐渐递减的,有助于参数本地化;云雷达分析降水结构,积雨云和混合云发生发展旺盛,最高云高可达13 km,但混合云降水平均持续时间短于积雨云;层状云发展较为平稳,云高在6~7 km,平均降水持续时间最短。     

吉林省层状云中过冷水含量分布特征及人工增雨潜力研究

2001～2002年在实施人工增雨作业的同时利用美国粒子测量系统 ,对吉林省 5～7月降水性层状云进行了科研探测。通过对探测资料的分析 ,得到以下结论 :(1 )吉林省的降水性层状云主要分为 3种云型 :雨层云降水、蔽光高层云—层积云降水、透光高层云降水。其中雨层云中过冷水含量最大 ;(2 )云中过冷水含量与云底高度为负相关 ,与过冷层厚度为正相关 ;(3) 3种云型中距 0℃层高度以上 400～600m高度范围内过冷水含量达最大 ;(4) 3种云型的可播度为 86 %。雨层云的人工增雨潜力为最大。     

国外关于积雨云特性的研究

积雨云是大气垂直对流时产生的。由于积雨云中扰动十分强烈,电场强度也很大,直接对其观测困难,所以至今对积雨云的观测结果还是比较零散的,对它的认识也是不深刻的。 1.一些观测结果积雨云是对流层中一种中尺度运动,它的水平尺度和垂直尺度相当,多在5—10公里。有的云顶伸进平流层。在副热带,观测到其云顶高可达22—23公里。一般雷暴具有独立的、相对小的积雨云单体,维持时间多在半小时左右。强的雷暴多发生在斜压     

厄尔尼诺次年夏季中国地区云的变化特征及其与降水的关系

基于1961—2010年中国地面台站和卫星观测等多种数据,对不同类型厄尔尼诺事件次年夏季中国地区云的变化特征和不同类型降水的变化特征进行了分析,探讨云的变化特征与总降水异常的复杂联系。结果表明:站点数据中,厄尔尼诺事件次年夏季总云量和低云量的异常与降水异常分布形势大致相同;积雨云、雨层云和层积云等低云的出现频率有所增加。云量与降水异常在全国范围内表现出显著的正相关;通过显著性检验的正相关站点,云量与降水异常的线性关系也通过了显著性检验,总云量和低云量与降水的增加比例分别接近1:3和1:1。卫星观测数据中,厄尔尼诺事件次年夏季高云量、深对流云量、光学厚度和云水路径的变化与站点降水异常基本呈正相关;黄河以南地区总降水的变化主要来源于对流降水的异常,其贡献比例高达80%。中国东部地区低云对降水具有很好的指示作用;厄尔尼诺事件次年夏季南方地区总降水的异常主要来自对流降水的变化;对流降水异常增加与深对流云的异常增多有关。厄尔尼诺事件的发生使得次年夏季中国季风区对流活动增强,对流云云量增多,云层增厚,云顶向上发展,故而对流降水增加,异常雨带形成。      

基于CloudSat资料的东北地区降水云及非降水云垂直结构特征对比分析

利用2007—2010年CloudSat和CALIPSO卫星资料,首先通过大量个例分析并结合地面逐小时降水量观测资料验证CloudSat卫星识别降水云指标的合理性。在此基础上,统计分析了东北地区(39°~53°N、119°~135°E)的云垂直结构参数,着重分析了降水云系和非降水云系的垂直结构差异和季节差异。结果表明:东北地区云量廓线呈双峰分布特征,有明显的昼夜及季节差异。东北地区以单层云为主,降水也主要产生于这类云系,是东北地区人工增雨作业的主要对象。单层降水云以低云、冷云、冰云或混合云为主,主要云类别是雨层云。双层降水云以高低云或中低云配置为主,且都为冷云;高层以冰云为主,主要类型是卷云和高层云;低层以混合云或冰云为主,主要类型是雨层云、层积云、积云。降水云系与非降水云系存在显著的垂直结构差异,双层云的降水由低层产生。云底高度较低、云体较厚且夹层厚度更薄的云易产生降水。同时,降水云云底温度更高,分布呈现出季节差异。     

一次积雨云降水过程的宏微观物理特征和雨水酸度的综合观测

1984年7月27日晚,在北京西郊北京大学综合观测了一场积雨云降水的全过程。包括两个降水过程:第一个降水过程持续时间短(33min),平均雨强大(12.9)mm/h),雨滴谱宽且出现多峰,降水pH值7.0左右;第二个降水过程的持续时间长(126min),平均雨强较弱(1.6mm/h),随降水的强烈冲刷,云下空气愈来愈干净,pH值连续下降至6.6,电导率也大大减小。